中心議題：

• MEMS振蕩器與傳統石英晶振的比較優勢
• Stime最新的MEMS晶振性能介紹

解決方案：

• MEMS振蕩器體積更小巧
  
  ，厚度可低至0.25毫米
• MEMS振蕩器的穩固程度為傳統石英晶振的十倍
• MEMS振蕩器功耗更低(3.5毫安）、啟動速度更快(3毫秒)、精度更高(10PPM）
• MEMS振蕩器采用的半導體技術
  ，在生產的穩定性比傳統石英晶振有優勢
• MEMS振蕩器采用可編程的半導體技術，供貨周期由傳統晶振的十八周縮短為兩周
• MEMS振蕩器振蕩頻率高(800M），且可以實現與現有石英晶振的PIN-TO-PIN引腳兼容

雕塑家羅丹說：“這世界從不缺乏美，缺少的隻是發現的眼睛。”矽穀初創公司Sitime幾位創始人的經曆告訴我們：這世界也從不缺少創新的機會，缺少的隻是勇於創新的思想。幾位原本在BOSCH公司從事MEMS技術研究的科學家
，發現了將MEMS技術引入時鍾領域的機會，發明了基於MEMS技術的全矽可編程振蕩器
，從此在頻率市場誕生了一個完全不同以往的產品，這將發起對現有石英振蕩器的顛覆性衝擊。

隻有采用完全不同以往的思想、技術、工藝才能帶來顛覆性的技術革命，這是修修補補的改造所不能實現的效果。由於MEMS振蕩器的實現原理完全不同於以往的石英晶振，因此它可以克服現有石英晶振的很多先天劣勢。具體總結如下：

由采用全矽MEMS技術所帶來的優勢
1.體積優勢
石英晶振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製造良率就越低、製成後的抗衝擊能力就越差。MEMS振蕩器可以非常容易的實現小型化。

目前SiTime的MEMS振蕩器已經可以實現2520的封裝體積
，而如此之小的體積，石英晶體很難做到，並且據SiTime公司的產品市場總監Jeff介紹：“下一步還要實現2016封裝的MEMS振蕩器。”



STIME公司產品市場總監Jeff Gao

chuleyuelaiyuexiaodedianzishebeixuyaogengxiaotijizhendangqidepeihe，youxiezuixindedianzishebeidetijishenzhiyijingxiaodaolechuantongshiyingjingzhennanyimanzuyaoqiudedibu。biruxiayidaigaorongliangSIM卡（HC-SIM）由於要具備USB接口，因此需要外加時鍾，而HC SIM卡的厚度非常有限
，厚度隻有0.7毫米，傳統的石英晶振厚度很難做到1毫米以內
，這時厚度隻有0.25毫米的SiT8003XT將成為最佳解決方案。

2.穩定度優勢
傳統晶振在使用20M-33MHrs後會發生性能穩定性下降的問題，而MEMS振蕩器出現該問題的時間是500MHrs，穩定度提高十倍以上。

另外由於采用了SiTime公司擁有專利的穩固封裝，MEMS振蕩器的仿真係數達到-50
，000G
，而傳統的石英晶振隻能達到-2，000G。因此相比較易破碎的石英晶振，MEMS晶振要堅固的多。

3.效能優勢
MEMS晶振可以做到更低的功耗和更快的啟動時間。功耗可低至3.5毫安
，啟動速度快至3毫秒。這可以對滿足現有便攜產品的低功耗要求帶來幫助。

MEMS振蕩器可以實現10個PPM的精度，這是石英晶振難以達到的，現有石英晶振的最高精度為25-30PPM。更高的精度為設計師設計產品提供了冗餘。

4.質量的一致性優勢
MEMS振蕩器采用全矽工藝

，完全按照半導體IC的製作工藝生產，可以采用成熟
、穩定的半導體工藝
，因此它的質量穩定性更高。不同頻率的石英晶振則要采用不同的切割生產線，最後對產品的質量穩定性帶來影響。

5.成本優勢
MEMS采(cai)用(yong)全(quan)矽(gui)工(gong)藝(yi)
，可(ke)以(yi)在(zai)世(shi)界(jie)上(shang)任(ren)何(he)一(yi)家(jia)晶(jing)圓(yuan)廠(chang)代(dai)工(gong)
，巨(ju)大(da)的(de)產(chan)品(pin)數(shu)量(liang)不(bu)會(hui)對(dui)產(chan)品(pin)成(cheng)本(ben)帶(dai)來(lai)影(ying)響(xiang)。而(er)如(ru)果(guo)是(shi)石(shi)英(ying)晶(jing)振(zhen)，廠(chang)家(jia)如(ru)果(guo)要(yao)滿(man)足(zu)超(chao)出(chu)目(mu)前(qian)產(chan)能(neng)的(de)產(chan)品(pin)數(shu)量(liang)需(xu)求(qiu)就(jiu)需(xu)要(yao)添(tian)置(zhi)設(she)備(bei)建(jian)設(she)更(geng)多(duo)的(de)生(sheng)產(chan)線(xian)
，人(ren)力(li)成(cheng)本(ben)和(he)設(she)備(bei)成(cheng)本(ben)的(de)增(zeng)加(jia)都(dou)會(hui)直(zhi)接(jie)影(ying)響(xiang)產(chan)品(pin)的(de)成(cheng)本(ben)，而(er)新(xin)設(she)備(bei)、新工人的使用甚至會對產品質量的穩定性帶來影響。

由於采用可編程技術帶來的優勢
1.交貨周期大幅縮短
youyucaiyongkebianchengjishu，keyizhenduikehudebutongpinlvxuyao，zaihenduandeshijianneitigongbutongpinlvdechanpin，pingjundegonghuoqiweiliangzhou，ershiyingjingzhentongchangdegonghuozhouqiweishibazhou。zhezaizhizaoshangduishangshishijianyuelaiyuemingan，chanpinshengmingzhouqiyuelaiyueduandejintianshishifenzhongyaode。

SiTime的亞太區銷售副總David介紹，為了滿足美國一家客人的需要，SiTime在24小時內就提供了樣片、一周內提供了100片產品，而在兩周內就實現了滿足客戶需求的批量供貨。

2.減少供貨商的數量和驗證時間
采(cai)用(yong)傳(chuan)統(tong)的(de)石(shi)英(ying)晶(jing)振(zhen)
，沒(mei)有(you)一(yi)家(jia)廠(chang)家(jia)可(ke)以(yi)保(bao)證(zheng)能(neng)夠(gou)提(ti)供(gong)客(ke)戶(hu)所(suo)需(xu)的(de)所(suo)有(you)頻(pin)率(lv)。因(yin)此(ci)製(zhi)造(zao)商(shang)需(xu)要(yao)選(xuan)用(yong)多(duo)個(ge)晶(jing)振(zhen)製(zhi)造(zao)商(shang)的(de)產(chan)品(pin)，並(bing)且(qie)為(wei)了(le)保(bao)證(zheng)產(chan)品(pin)可(ke)靠(kao)性(xing)需(xu)要(yao)對(dui)不(bu)同(tong)頻(pin)率(lv)的(de)晶(jing)振(zhen)進(jin)行(xing)驗(yan)證(zheng)。

采用MEMS振zhen蕩dang器qi
，由you於yu頻pin率lv是shi可ke編bian程cheng的de，隻zhi需xu要yao采cai有you一yi個ge廠chang家jia的de有you限xian數shu量liang的de振zhen蕩dang器qi就jiu可ke以yi滿man足zu製zhi造zao商shang對dui不bu同tong頻pin率lv振zhen蕩dang器qi的de需xu要yao。和he盡jin量liang少shao的de供gong貨huo商shang打da交jiao道dao，盡jin量liang少shao的de花hua費fei產chan品pin驗yan證zheng時shi間jian對dui製zhi造zao商shang降jiang低di成cheng本ben、簡化製造流程、加快產品上市時間都是有幫助的。

3.對製造商解決EMI問題帶來幫助
雖然設計師在設計初期做很多EMI/EMC問題的考量


，但往往會還是會在最終設計完成時碰到由於通不過EMI測試而無法量產的問題。傳統的解決方法是：1.重新優化布板，這是花費時間最長、成本最高的做法。2.給相應的位置增加屏蔽罩和濾波器

，這樣會增加成本和製造難度。3.有了MEMS擴頻振蕩器
，現在還有一種方法是采用擴頻振蕩器擴展時鍾頻譜對由時鍾帶來的EMI問題加以解決，采用不同的擴展方式和擴展幅度可以取得不同的效果，最好的情況是可以降低EMI12個dB。實際應用中，已經有設計師通過使用MEMS擴頻時鍾代替原有石英晶振使原來通不過EMI測試的產品順利過關。

其他優勢：

• 和現有的石英晶振PIN-TO-PIN，可以順利替代。
• 可以采用從1.8V至3.3V的多種電壓
  ，全麵覆蓋現有電子產品的輸出電壓規格。
• 具備差分輸出功能。振蕩頻率高，最高可以實現800M的振蕩頻率，滿足通信等高端應用的需要。

由於存在以上的性能優勢
，長期來看MEMS振蕩器將代替現有的石英晶振。但由於振蕩器在使用中具有價格低、用量大、功能重要的特點
，很多製造商都有自己的使用習慣和固定客戶，MEMS晶振要代替石英晶振也存在以下需要解決的問題：

• 擴大MEMS振蕩器在業界的認知度
• 客戶使用習慣的培養
• 拉大與石英晶振的價格優勢，目前隻是價格相當

SiTime的亞太區銷售總監David介紹，該公司的MEMS晶振目前還主要是滿足製造商在替代使用中的需要，但是用過MEMS振蕩器的客戶由於認識到了MEMS振蕩器的優勢，回頭率都很高，該公司的MEMS振蕩器出貨量累計已達800萬片
，而這些出貨量主要是2008年後取得的

，出貨量的增速增加很快.

石英晶振自誕生起已經走過了幾十年的時間，MEMS振蕩器是否是一個改朝換代的發明，我們都拭目以待。不過我建議設計師們可以嚐試一下
，也許若幹年後，當MEMS振蕩器一統江湖的時候，你會為自己的先見之明而感到驕傲呢？



圖中最小的chip為STIME公司的最新MEMS振蕩器產品