时钟行业领导者SiTIme,自2007年出货MEMS振荡器,到如今已拥有90%的市场占有率,SiTIme 营销执行副总裁PiyushSevalia先生表示:“我们的目标就是用硅振取代系统厂商过去几十年使用的传统石英晶振”。
石英晶振在过去被广泛应用于各种电子产品中,如今为什么SiTIme要如此坚定的用硅振把石英晶振代替呢?PiyushSevalia先生解释到:“硅振品质的可靠性远高于石英。时钟器件信号有三个参考指标:频率稳定度、相对抖动、艾伦偏差,我们凭借10年的专业技术,稳定度提升250倍;抖动问题也在10年内改善800倍;艾伦偏差提升3万倍。”
图1:频率稳定度指标
PiyushSevalia总结到:“硅振具有性能更高、可靠度更佳、体积更小、成本更低的优势,正如IC取代电晶体,Flash取代普通胶卷一样,在未来,传统石英很有可能会被硅振取代。”
SiTIme亚太区销售副总裁 David Hsieh补充到:“Sitime硅振具有高品质,自2007到2015年间出货的5亿颗MEMS中,现场失效率为零,终身质保。客户返修率只有1.5DPPM,而传统一线厂商为50DPPM,二线石英厂商达150DPPM。”如此低的返修率进一步提升了MEMS在市场中的地位。
针对电信与网络设备推出的高端创新产品Elite
随着手机和电脑的普及,人们对网络通讯的需求与日俱增,基站布点也越来越密集,传统的石英晶体频率技术面临着极大的挑战,例如气流、温度的变化,高架、高塔振动的影响,户外高温,以及EMI噪音的干扰。Elite的推出正是为了解决电信以及运营商在过去使用传统石英晶振所不能解决的频率问题。
Elite凭什么可以解决电信在实际环境中所遇到的频率问题呢?
Piyush Sevalia先生指出:“SiTime的两个创新技术:一,DualMEMSTM 搭配TurboCompensationTM 为用户提供最佳动态性能;二,DualMEMS的架构,能快速的作温度补尝”。
Piyush先生展示的一张图清楚的说明了DualMEMS的架构,普通的振荡器,无论是石英晶振还是硅振,一般只有一个谐振器,而SiTimeElite 打破了传统,将双MEMS谐振器放在同一个晶圆带上。一个是真正的频率谐振器,另一个是温度传感器,此传感器可以随时监测到频率的温度,通过温度控制和温度传感的回路,做温补改善。速度是传统石英的40倍,可达350Hz。
DualMEMS架构
凭借Elite独特的架构,SiTime率先在业内解决电信、网络领域长期存在的频率挑战。
●动态性能提升30倍,可在气流、快速温度变化下仍能维持最佳性能;
●动态稳定度提升10倍,可取代IEEE1588的OCXO 耗电减少66% 、体积缩小50%;
●抗振性提升30倍,确保高振动环境下仍可持续运作;
●工作温度-40到105 C,唯有它可适用于无风扇户外设备;
●Stratum 3搭配系统内可编程功能,减少系统所需物料、 支持多重协议并具备噪声抗性
基于微机电系统的Elite超级温补振荡器和高精度50ppb石英温补晶振的性能比较
SiTime 技术人员用基于微机电系统的Elite超级温补振荡器和高精度50ppb石英温补晶振的性能做了个比较,形象的说明的两者的差异,本次测试从以下4个方面做了验证:
模拟风扇气流测试
用热风机加热产生温度梯度测试
敲击测试
VDD测试。
视频:基于微机电系统的Elite超级温补振荡器和高精度50ppb石英温补晶振的性能比较
Elite4款家族产品及其应用
2017上半年可以供货的,精准MEMS Super-TCXO和MEMS Super-TCXO,
以及可以提供现货的超低抖动差分MEMS振荡器和MEMS VCXO。以上4款产品根据自身特性,可满足市场同步以太网、光纤,小型基站,基站,电缆调制解调器终端系统与影音视频,智能电网,云端服务器,工业用GPS,仪器仪表等应用。
几个案例分析Elite超强优势
Elite MEMS的气流抗性,确保数据的链接与数据传输率的强度,解决因石英气流敏感度导致数据的丢包问题。
Elite MEMS的振动抗性能,解决因石英振动敏感度导致连接中断和数据遗失的问题。
●Elite Super-TCXO, 1 ppb/°C,可节省70%的功耗,体积减少50%,解决1ppb/°C规格的IEEE1588,需要±20 ppb以上的OCXO,极为耗电的略势。
●Elite 将LDO集成内部,具备优越的电源噪声排除功能,解决石英需专属LDO,才能避免的电源供应噪声问题。
Elite MEMS 以I2C取代DAC, 内部编程,减少系统所需物料,提升噪声抗性,解决传统设计需要DAC,由模拟信号转化为数字信号所带来的噪声问题。
最后Piyush先生表示:“我们这十年,凭借着不断创新的技术,打败了一些同样涉足于MEMS领域的厂商,并且成功占领了市场。相信通过SiTime的创新研发,会为消费者带来更多更新的技术。”
责任编辑:pj
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