中心議題：

• MEMS振蕩器的構造
• MEMS振蕩器與石英晶振的比較
• 全矽MEMS三級時鍾方案替代恒溫晶振和溫補晶振

chuantongjingzhendepinlvlaizishiying。shiyingjingpianshijiadianchanghou，jingpianhuichanshengjixiebianxing，fanzhi
，ruoshijiayalishishiyingjingpianfashengbianxing
，zezaijingpianshanghuichanshengdianchang，zhejiushishiyingdeyadianxiaoying。xianzai，MEMS技術的應用使得MEMS元件可以取代晶振中的石英晶片產生頻率
，MEMS振蕩器正在挑戰傳統石英晶振的地位。

MEMS振蕩器的構造

晶振的核心的石英晶體切割而成的薄片，MEMS振蕩器的核心是MEMS諧振器。圖1是MEME振蕩器的內部構造，右邊的MEMS諧振器四邊的梁可以前後振動
，從而產生頻率。SiTime是一家提供MEMS全矽時鍾方案的無晶圓廠模擬IC設計公司。SiTime市場營銷副總裁Piyush Sevalia介紹說，將MEMS諧振器進行真空封裝，然後與一顆模擬IC封裝在一起就可以構成一個完整的MEMS振蕩器。相比與石英晶振的金屬或陶瓷封裝，MEMS振蕩器采用低成本的塑料封裝。

 
圖1：MEMS諧振器四邊的梁前後振動產生時鍾頻率

 
圖2：MEMS諧振器與模擬IC集成在一起，可以采用低成本的塑料封裝

SiTime的MEMS時鍾技術來自博世（Bosch）。2005年，SiTime從博世分拆出來專注於全矽時鍾解決方案。對於MEMS時鍾方案取代石英晶振的意義，Piyush Sevalia認為，這樣的取代如同集成電路取代電子管器件
、存儲芯片取代光盤和膠卷一般偉大！

MEMS振蕩器VS石英晶振

基於不同原理，MEMS振蕩器相對石英晶振有一些比較優勢：

• 可以集成在內部標準塑料封裝中
• 集成實現高精度時鍾 (±5 PPM 至 ±25 PPM)
• 無需任何外部時鍾，簡化了係統設計
• 無 PCB 布板或 XTAL 匹配問題
• 較低擁有成本

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對於較低擁有成本
，MEMSzhendangqibenshenchengbenbishiyingjingzhendi，erqiegongchengshizaishiyongshikeyishezhishuchupinlv，yikeqijiannenggoushuchuduozhongpinlv，bubixiangshiyingjingzhenyiyang

，weibutongdepinlvanzhuangbutongdejingzhen。Piyush Sevalia介紹說
，這一點對於用戶端的工程師和器件生產廠家都是利好。石英晶振在晶片切割時頻率就已經固定

，無法通用
，MEMS振蕩器讓時鍾產品成為標準品一樣的生產和使用。

 
圖3：MEMS振蕩器解決方案不需外部時鍾
，簡化了係統設計

目前，SiTime MEMS振蕩器的批量應用市場包括：存儲服務器
、EPON/GPON網關
、計算服務器
、10G交換機、以太網交換機、平板電腦
、電子書、筆記本電腦、機頂盒
、SSD
、基站、MFP、VoIP電話、DVR/CCTV/IP攝像機、DSC
、對講機
、智能電表、視頻電話
、汽車黑匣子等。由於功耗與相位噪聲暫時達不到手機應用的要求

，所以應用在手機中的MEMS振蕩器還在開發中。Piyush Sevalia介紹說：到2011年9月為止
，SiTime已經交付了7500萬顆MEMS振蕩器，在MEMS時鍾市場占有85%的市場份額
，計劃明年出貨量做到1億顆。電腦OEM 5強中的4家

、消費電子OEM 5強中的3家
、合同製造商5強中的3家、ODM 5強均已批量使用SiTime的產品。

全矽MEMS三級時鍾方案替代恒溫晶振和溫補晶振

近日，SiTime推出了SiT530x係列全矽MEMS三級時鍾(Stratum 3)解決方案，以替代傳統的恒溫晶振和溫補晶振產品。Yole Développement首席執行官和創始人Jean-Christophe Eloy,表示：“MEMS時鍾替代傳統恒溫晶振和溫補晶振產品代表著了一個新的裏程碑
，因為這在幾年前還被認為是無法通過MEMS時鍾技術實現的。” 

 
圖4：MEMS三級鍾和傳統OCXO和TCXO三級鍾的比較

SiT5301和SiT5302定位於電信和網絡基礎設施
，如基於同步光纖網（SONET）和同步以太網的核心及邊緣路由器、無線基站、IP時鍾和智能電網等應用。SiT530x係列兼具三級鍾(Stratum 3)穩定性、小尺寸
、低電壓運行和可編程特性
，支持客戶方便快捷地實現產品的差異化和定製。SiTime首席執行官Rajesh Vashist表示：“SiTime的革命性技術能夠集成全矽MEMS和模擬集成電路，從而實現創新解決方案。石英行業用了幾十年時間才實現該精密度
，而SiTime僅用了5年時間便突破了這一性能水平。通過將高性能、低成本和易用性完美結合，我們已成功使500多家客戶放棄了傳統的石英產品，轉而采用我們的產品。”

SiTime代理商艾睿電子全球市場和Asset Management高級副總裁Jeff Eastman指出：“SiTime可編程架構可保證艾睿隨時有現貨。我們許多客戶都以在收益於SiTime全矽方案的優點。艾睿遍布全球的銷售渠道和SiTime獨一無有的技術，可使我們更有力更快速在電子市場中全麵的推廣SiTime具有創新性的時鍾產品。”