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隨著科技飛速發(fā)展,很多傳統(tǒng)的東西都會(huì)被逐漸取代。例如我們振蕩器行業(yè),傳統(tǒng)的振蕩器是采用石英晶片作為原材料,但是全硅MEMS振蕩器的實(shí)現(xiàn)原理不同于以往的石英振蕩器,因此它可以克服現(xiàn)有石英振蕩器的很多先天劣勢(shì)。SJK引入全新的產(chǎn)品線,大力開發(fā)MEMS產(chǎn)品,來滿足不同客戶的需求。那么全硅MEMS振蕩器與傳統(tǒng)石英振蕩器的比較,有哪些優(yōu)勢(shì)呢?
采用全硅MEMS技術(shù)所帶來的優(yōu)勢(shì):
1、體積優(yōu)勢(shì)
石英振蕩器的振蕩頻率受石英晶體的體積所限,而要切割微小體積的石英晶體非常困難,且石英晶體的體積越小其制造良率就越低、制成后的抗沖擊能力就越差。MEMS振蕩器可以非常容易的實(shí)現(xiàn)小型化。
除了越來越小的電子設(shè)備需要更小體積振蕩器的配合,有些的電子設(shè)備的體積甚至已經(jīng)小到了傳統(tǒng)石英振蕩器難以滿足要求的地步。比如下一代高容量SIM卡(HC-SIM)由于要具備USB接口,因此需要外加時(shí)鐘,而HC SIM卡的厚度非常有限,厚度只有0.7毫米,傳統(tǒng)的石英振蕩器厚度很難做到1毫米以內(nèi),這時(shí)厚度只有0.25毫米的SiT8003XT將成為解決方案。
2、穩(wěn)定度優(yōu)勢(shì)
傳統(tǒng)振蕩器在使用20M-33MHrs后會(huì)發(fā)生性能穩(wěn)定性下降的問題,而MEMS振蕩器出現(xiàn)該問題的時(shí)間是500MHrs,穩(wěn)定度提高十倍以上。
另外由于采用了穩(wěn)固封裝,MEMS振蕩器的仿真系數(shù)達(dá)到-50,000G,而傳統(tǒng)的石英振蕩器只能達(dá)到-2,000G。因此相比較易破碎的石英振蕩器,MEMS振蕩器要堅(jiān)固的多。
3、效能優(yōu)勢(shì)
MEMS振蕩器可以做到更低的功耗和更快的啟動(dòng)時(shí)間。功耗可低至3.5毫安,啟動(dòng)速度快至3毫秒。這可以對(duì)滿足現(xiàn)有便攜產(chǎn)品的低功耗要求帶來幫助。
MEMS振蕩器可以實(shí)現(xiàn)10個(gè)PPM的精度,這是石英振蕩器難以達(dá)到的,現(xiàn)有石英振蕩器的精度為25-30PPM。更高的精度為設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)產(chǎn)品提供了冗余。
4、質(zhì)量的一致性優(yōu)勢(shì)
MEMS振蕩器采用全硅工藝,按照半導(dǎo)體IC的制作工藝生產(chǎn),可以采用成熟、穩(wěn)定的半導(dǎo)體工藝,因此它的質(zhì)量穩(wěn)定性更高。不同頻率的石英振蕩器則要采用不同的切割生產(chǎn)線,最后對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性帶來影響。
5、成本優(yōu)勢(shì)
MEMS采用全硅工藝,可以在世界上任何一家晶振原廠代工,巨大的產(chǎn)品數(shù)量不會(huì)對(duì)產(chǎn)品成本帶來影響。而如果是石英振蕩器,廠家如果要滿足超出目前產(chǎn)能的產(chǎn)品數(shù)量需求就需要添置設(shè)備建設(shè)更多的生產(chǎn)線,人力成本和設(shè)備成本的增加都會(huì)直接影響產(chǎn)品的成本,而新設(shè)備、新工人的使用甚至?xí)?duì)產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性帶來影響。
采用可編程技術(shù)帶來的優(yōu)勢(shì):
1、交貨周期大幅縮短
由于采用可編程技術(shù),MEMS振蕩器可以針對(duì)客戶的不同頻率需要,在很短的時(shí)間內(nèi)提供不同頻率的產(chǎn)品,平均的供貨期為兩周,而石英振蕩器通常的供貨周期為十八周。這在制造商對(duì)上市時(shí)間越來越敏感,產(chǎn)品生命周期越來越短的今天是十分重要的。
2、減少供貨商的數(shù)量和驗(yàn)證時(shí)間
采用傳統(tǒng)的石英振蕩器,沒有一家廠家可以保證能夠提供客戶所需的所有頻率。因此制造商需要選用多個(gè)振蕩器制造商的產(chǎn)品,并且為了保證產(chǎn)品可靠性需要對(duì)不同頻率的振蕩器進(jìn)行驗(yàn)證。
采用MEMS振蕩器,由于頻率是可編程的,只需要采有一個(gè)廠家的有限數(shù)量的振蕩器就可以滿足制造商對(duì)不同頻率振蕩器的需要。和盡量少的供貨商打交道,盡量少的花費(fèi)產(chǎn)品驗(yàn)證時(shí)間對(duì)制造商降低成本、簡化制造流程、加快產(chǎn)品上市時(shí)間都是有幫助的。
3、對(duì)制造商解決EMI問題帶來幫助
雖然設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)初期做很多EMI/EMC問題的考量,但往往會(huì)還是會(huì)在最終設(shè)計(jì)完成時(shí)碰到由于通不過EMI測試而無法量產(chǎn)的問題。傳統(tǒng)的解決方法是:
(1)重新優(yōu)化布板,這是花費(fèi)時(shí)間最長、成本的做法。
(2)給相應(yīng)的位置增加屏蔽罩和濾波器,這樣會(huì)增加成本和制造難度。
(3)有了MEMS擴(kuò)頻振蕩器,現(xiàn)在還有一種方法是采用擴(kuò)頻振蕩器擴(kuò)展時(shí)鐘頻譜對(duì)由時(shí)鐘帶來的EMI問題加以解決,采用不同的擴(kuò)展方式和擴(kuò)展幅度可以取得不同的效果,的情況是可以降低EMI12個(gè)dB。實(shí)際應(yīng)用中,已經(jīng)有設(shè)計(jì)師通過使用MEMS擴(kuò)頻時(shí)鐘代替原有石英振蕩器使原來通不過EMI測試的產(chǎn)品順利過關(guān)。
其他優(yōu)勢(shì):
和現(xiàn)有的石英振蕩器PIN-TO-PIN,可以順利替代。
可以采用從1.8V至3.3V的多種電壓,全面覆蓋現(xiàn)有電子產(chǎn)品的輸出電壓規(guī)格。具備差分輸出功能。振蕩頻率高,可以實(shí)現(xiàn)800M的振蕩頻率,滿足通信等應(yīng)用的需要。由于存在以上的性能優(yōu)勢(shì),長期來看MEMS振蕩器將代替現(xiàn)有的石英振蕩器。但由于振蕩器在使用中具有價(jià)格低、用量大、功能重要的特點(diǎn),很多制造商都有自己的使用習(xí)慣和固定客戶,MEMS振蕩器要代替石英振蕩器也存在以下需要解決的問題: 擴(kuò)大MEMS振蕩器在業(yè)界的認(rèn)知度。