依托硅MEMS计时解决方案，逐步取代传统石英产品！

很高兴，电子发烧友直播间请到了在半导体行业拥有超过二十年的市场营销、技术支持和芯片设计经验的美国SiTime公司的亚太区销售副总裁谢鸿泉先生 （David Hsieh），为广大的电子发烧友们带来了对石英晶振常见问题以及方案介绍
 

SiTime 作为是一家模拟半导体公司，致力于用可取代传统石英产品的硅MEMS计时解决方案改变50亿美元的计时市场。当前凭借着超过90%的MEMS时钟市场份额和超过10亿片器件的出货量，SiTime正在推动硅基计时技术在电子工业中的全面普及。

 

核心摘要：

1、与传统石英产品差异

2、如何开拓MEMS产品市场

3、关于SiTime MEMS

 

撰文、组稿/Duke； [e-mail]
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SiTime公司亚太区销售副总裁谢鸿泉指出，“SiTime聚焦做时钟IC产品，依托全硅型MEMS技术，致力于用半导体改变传统晶体频率器件市场，促使整个业界去掉传统石英技术从而进行半导体整合。”

那么，与传统石英产品差异在哪？

谢鸿泉谈到，设计与制造是最大差异。
 

传统的石英振荡器是由压电石英加上简单的起振芯片和陶瓷基座暨金属封装组成的，其生产工艺包括：石英切割镀银、购买基座、起振芯片，以及将石英及芯片以特殊黏胶结合后至于基座上，然后充填氮气，用金属封装进行密封。其加工工艺流程繁复，生产过程中需要透过量产品质控管的环节不少，如优良器密性的保证、微尘掉落的风险把控、石英切割研磨角度对于频偏温度特性的影响；以及老化性能的掌控等等。
 

与传统石英振荡器截然不同，SiTime MEMS振荡器采用了全硅的产品结构，有一个专利级在晶原层级即真空密封之全硅MEMS谐振器和一个可编程Analog CMOS驱动芯片堆栈，并以半导体器件标准，如QFN IC、CSP、SoIC等封装方式完成。
 

全硅MEMS振荡器不管从生产工艺还是组件设计结构上，都更符合现代电子产品的标准，也是对传统石英产品的升级换代。主要特色如下：
 

1、高性能模拟温补技术使全硅MEMS振荡器具有优秀的全温频率稳定性，彻底解除温飘问题；

2、可编程的平台为系统设计和缩短新产品开发周期提供必要的灵活性；

3、完善的半导体生产链可让全硅MEMS供货期全面缩短，并提升需求应急的能力；

4、全自动生产的IC结构在质量和可靠性方面有无可置疑的优良的一致性。
 

过去20年，半导体制造技术改进变得非常不一样。谢鸿泉指出，传统石英产业是研磨方式，与半导体晶圆不一样。从产能上看半导体技术一片晶圆可以生产10万个，目前的晶圆投产最小起订量是25片，即一次最小量的MEMS晶圆投片；即能生产出二百五十万颗取代石英水晶片并密封完成的MEMS协振子，生产效能大大提升。
 

在性能方面，谢鸿泉强调，MEMS产品与石英产品并不是单一性能对比，要从系统及器件选型角度来衡量。从产品最终效果来看，采用MEMS振荡器性能要高，从单一对比来看，MEMS 振荡器精度、品质等以及一些动态与变化环境工作下的性能都优于传统石英产品。
 

比如频率稳定性，特别是在不同温度下或者工作温度变化时的稳定性，是电子工程师在选择振荡器时考虑的主要参数之一。因为每一个设计，都需要保证系统在整个工作温度范围内正常运作，而温飘则是传统石英产品的弱点，难以单纯从制造上全面克服。谢鸿泉指出，MEMS振荡器采用温度补偿电路的办法，消除谐振器本身的物理特性变化造成的影响，彻底解决了这个问题。
 

开拓MEMS产品市场，布局长远战略
 

面对MEMS产品的高性能优势，SiTime在消费类、工控安防及车用市场都早有布局。根据CS&A　2016年有源晶振市调报告指出，当前ＳiTime MEMS振荡器销售金额，相对全球整体石英产业供应商，排名全球第二，销售数量，全球排名第一，未来五年，随著车用电子市场的成长，，以及其在网路通信设备产品的布局，MEMS 技术的时钟产品，在整体时钟市场的比重，将会有更大幅提升。
 

谢鸿泉谈到，在车用领域对抗震性、高温、小尺寸器件的需求非常高，加上电子化趋势明显，无人驾驶、ADAS、新能源汽车都是未来重要方向。另外，对高端设备、5G、无线基站、有线接入网、高精度GPS或北斗定位设备等， SiTime都已提供有相关高端时钟TCXO/VCTCXO/VCXO等产品。
 

对于未来方向，谢鸿泉指出，SiTime将从市场与产品两方面进行布局。在市场方面，考虑到知识传播这是一个长期的工程，这两年随着MEMS技术革新，以及出货量的急速成长，系统商的研发以及采购体系越来越愿意接受并认可SiTime MEMS时钟产品带来的诸多优势，在更多研发人员逐步接受之后；MEMS时钟市场，预期将会以10倍速快速上升；在产品方面，从目前有源会到提供小尺寸无源MEMS协振器方向发展，并将向更高端的时钟芯片以及时钟模组方向走，齐头并进来推动MEMS时钟产业发展。
 

关于SiTime MEMS：

SiTime MEMS的可配置解决方案帮助客户缩短时钟线路设计时间，提高产品性能，缩小产品尺寸，提升产品可靠性，并在市场竞争中快速脱颖而出。SiTime MEMS计时解决方案丰富的配套功能和灵活的定制性，确保客户在优化其物料供应链的同时，降低拥有成本，加快产品开发上市周期。SiTime产品采用标准半导体制造工艺和高量产塑料封装技术的生产流程，提供业界最强的供货能力和最短的交货时间。