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

除chu了le越yue來lai越yue小xiao的de電dian子zi設she備bei需xu要yao更geng小xiao體ti積ji振zhen蕩dang器qi的de配pei合he，有you些xie最zui新xin的de電dian子zi設she備bei的de體ti積ji甚shen至zhi已yi經jing小xiao到dao了le傳chuan統tong石shi英ying晶jing振zhen難nan以yi滿man足zu要yao求qiu的de地di步bu。比bi如ru下xia一yi代dai高gao容rong量liangSIM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
由(you)於(yu)采(cai)用(yong)可(ke)編(bian)程(cheng)技(ji)術(shu)，可(ke)以(yi)針(zhen)對(dui)客(ke)戶(hu)的(de)不(bu)同(tong)頻(pin)率(lv)需(xu)要(yao)
，在(zai)很(hen)短(duan)的(de)時(shi)間(jian)內(nei)提(ti)供(gong)不(bu)同(tong)頻(pin)率(lv)的(de)產(chan)品(pin)
，平(ping)均(jun)的(de)供(gong)貨(huo)期(qi)為(wei)兩(liang)周(zhou)
，而(er)石(shi)英(ying)晶(jing)振(zhen)通(tong)常(chang)的(de)供(gong)貨(huo)周(zhou)期(qi)為(wei)十(shi)八(ba)周(zhou)。這(zhe)在(zai)製(zhi)造(zao)商(shang)對(dui)上(shang)市(shi)時(shi)間(jian)越(yue)來(lai)越(yue)敏(min)感(gan)，產(chan)品(pin)生(sheng)命(ming)周(zhou)期(qi)越(yue)來(lai)越(yue)短(duan)的(de)今(jin)天(tian)是(shi)十(shi)分(fen)重(zhong)要(yao)的(de)。

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
caiyongchuantongdeshiyingjingzhen，meiyouyijiachangjiakeyibaozhengnenggoutigongkehusuoxudesuoyoupinlv。yincizhizaoshangxuyaoxuanyongduogejingzhenzhizaoshangdechanpin，bingqieweilebaozhengchanpinkekaoxingxuyaoduibutongpinlvdejingzhenjinxingyanzheng。

采用MEMSzhendangqi，youyupinlvshikebianchengde，zhixuyaocaiyouyigechangjiadeyouxianshuliangdezhendangqijiukeyimanzuzhizaoshangduibutongpinlvzhendangqidexuyao。hejinliangshaodegonghuoshangdajiaodao，jinliangshaodehuafeichanpinyanzhengshijianduizhizaoshangjiangdichengben、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