基于CMOS技术构建一种可编程和环境补偿的硅参考时钟开发平台

据麦姆斯咨询报道，高性能时钟器件供应商Pearl Semiconductor近日发布了首款真正意义上的单芯片参考时钟平台。这项被称为SingleDie的技术突破，将MEMS表面声波（SAW）谐振器嵌入同一芯片上更大的CMOS集成电路中，实现了一种极低噪声的片上参考时钟平台，适用于汽车和工业等各种恶劣环境中的一系列应用。

Pearl Semiconductor开发的SingleDie技术是其与SilTerra（马来西亚一家纯代工服务公司）多年合作的成果。Pearl Semiconductor通过利用SilTerra的氮化铝（AlN）压电SAW MEMS技术（该技术可在CMOS上提供高性能集成），在其CMOS芯片上构建MEMS谐振器。SilTerra拥有符合汽车IATF16949:2016标准的生产设施。

Pearl Semiconductor基于SilTerra的CMOS技术构建了一种可编程和环境补偿的硅参考时钟开发平台，可实现低于400 fs的抖动性能；频率高达1 GHz；高抗冲击和抗振性能；工作温度高达125℃，稳定性优于15 ppm。

SilTerra首席商务办公室（CBO）高级副总裁Arjun Kumar Kantimahanti表示：“Pearl Semiconductor的新方案带来了一种非常强大的单芯片技术，定位于汽车和工业半导体时钟解决方案不断增长的需求。展望未来，通过利用SilTerra的MEMS技术，我们相信Pearl能够提供极具成本竞争力的高性能解决方案，为指定市场提供更优质的服务。”

Pearl Semiconductor首席执行官Ayman Ahmed表示：“这代表了时钟解决方案新时代的开始，参考时钟可以集成到同一芯片中，以实现更高的性能和更低的成本。与SilTerra合作为开发并优化这项独特的技术提供了宝贵的机遇。Pearl的SingleDie技术有望实现变革，构建全球首款实现高集成度和安全性的时钟芯粒（chiplet）。”

2004年，Ayman Ahmed作为创始人之一创立了Si-Ware Systems公司，然后发起了时钟业务部，并于2020年拆分出来成立了Pearl Semiconductor。

这一突破为时钟解决方案市场带来了第一款真正的单芯片技术。传统上，参考时钟采用物理分离的谐振器构建，需要两个芯片或两个组件，使供应链变得更复杂，并限制了封装的选择空间。

利用Pearl Semiconductor的SingleDie技术，其MEMS SAW谐振器通过CMOS器件顶部的额外掩模层构建，占位面积更小，确保零热延迟，并降低了材料成本。

目前，该技术已经在行业标准的陶瓷封装中得到了验证，其未来的路线图上还有更小的塑料封装，将成为全球第一款高性能单芯片可编程参考时钟芯粒（chiplet）。

市场研究显示，芯粒（chiplet）将成为很多应用开发下一代汽车平台和电子产品的标准构建模块。在硬件低成本定制化需求的推动下，到2031年全球芯粒市场预计将以每年41%的速度增长，市场规模预计将增长至472亿美元。

审核编辑：刘清