32kHz MEMS振蕩器橫空出世,石英蒙上退場陰霾
發布時間:2013-04-07 來源:電子元件技術網 責任編輯:hedyxing
【導讀】傳統主宰智能手機市場的石英晶體諧振器因著SiTime革命性的SiT15xx係列32 kHz MEMS振蕩器而蒙上退場陰霾,因為與最小的5平方毫米石英諧振器相比,SiT15xx占位麵積還能小70%,功耗也降低50%,而且性能指標全麵超越,替代無法阻擋。
今天智能手機中普遍應用的32KHz石英晶體主要用作產生實時鍾和睡眠模式時鍾,2012年最新推出的32KHz石英晶體的最小尺寸為1.6×1.0mm,但由於它還需要配上兩個外部電容才能產生諧振,因此總的PCB占位麵積需要5平方毫米。
上月底SiTime橫空出世的SiT15xx係列32kHz MEMS振蕩器尺寸隻有1.5×0.8mm,而且它外部不需配任何元器件,因此它的PCB占位麵積相比最小的石英晶體解決方案減小了70%。不僅如此,它的功耗比石英晶體還降低了50%,價格比石英晶體降低5%左右,可靠性提高了15倍。再加上其全溫度範圍穩定性、精度等性能全麵超越石英晶體諧振器,客戶實在找不到再繼續使用石英晶振的理由,智能手機的MEMS晶振革命一觸即發。
SiTime市場營銷執行副總裁Piyush Sevalia說:“我們知道,LCD顯示屏是便攜式設備消耗電能最大的一個部件,隨著今天的智能手機屏幕越做越大,必然要求配備更大的電池,也即意味著主板PCB的尺寸將越來越小,因此手機PCB上的每一平方毫米空間對設計師而言就顯得更為寶貴。我看不到石英晶振在智能手機市場繼續存在下去的理由。”
32KHz時鍾是所有智能手機和平板電腦的必配元件,每台設備一般要配1-2個32KHz時鍾元件。根據IDC的市場預測,手機2013年出貨量將達到10億台,其中智能手機為9億台,平板電腦為1.5億台,到2017年,手機出貨量將增長到20億台。這意味著32KHz MEMS振蕩器的需求量今年將達到10億--20億個。
今天的時鍾市場規模已達到50億美元,由20億美元諧振器、20億美元振蕩器和10億美元時鍾發生器三部分組成。其中前兩大市場開始從石英晶體向性能更優越、尺寸更小、可靠性更好的MEMS振蕩器轉換。
無源石英諧振器和有源石英振蕩器主要由EPSON、Kyocera、NDK和Vectron四家公司供貨,這類元件有以下四大不足:1)要采用陶瓷封裝;2)型號較少;3)開發資金投入較大;4)頻率不能隨意調。
MEMS振蕩器的優勢有以下五個方麵:1)完整的解決方案,型號很全;2)單片解決方案;3)完全可編程,提供足夠頻率調整靈活度;4)無晶圓廠運營模式;5)可采用塑料封裝,且溫度範圍可從-45℃到+125℃。
SiT15xx係列32 kHz MEMS振蕩器可替代傳統石英晶體諧振器,這個新係列產品針對需要小尺寸和低功耗的移動應用,如智能手機和平板電腦。SiT15xx係列以多種方式克服了基於石英器件的限製,SiTime的解決方案占位麵積減小了85%,功耗降低了50%,所有這些都有助於實現體積更小、功耗更低和更耐用的移動電子產品。
SiTime首席執行官Rajesh Vashist表示:“SiTime的突破性矽MEMS和模擬技術提供了創新的時鍾解決方案,跨越了幾十年的石英產業發展。大型基礎設施和消費類電子產品公司已經采用了SiTime的解決方案,正獲益於最高性能、最低成本和最高可靠性的卓越組合。現在我們正在將這些特殊的好處帶到蓬勃發展的移動市場。我們的焦點、激情和執行使我們能夠贏得MEMS時鍾市場80%的份額,利用SiT15xx係列,我們將進一步擴大我們的領先優勢。“

SiTime市場營銷執行副總裁Piyush Sevalia
Yole Développement創始人和首席執行官Jean-Christophe Eloy表示:“兩年前,SiTime推出了針對基礎設施應用的革命性MEMS時鍾產品。今天,SiTime推出了一個針對大規模、迅速增長的移動市場的獨特MEMS時鍾器件係列。SiT15xx係列32 kHz振蕩器是SiTime持續不懈地推動行業最佳時鍾產品開發的又一個範例。憑借業界最廣泛的領先MEMS時鍾產品組合,他們為大獲成功做好了準備。”
相關閱讀:
1,SiTime白皮書---MEMS振蕩器必將取代石英晶振
http://www.0-fzl.cn/motor-dl/1078
2,SiT1532----1.5x0.8mm CSP封裝32KHz MEMS振蕩器數據手冊
http://www.0-fzl.cn/motor-dl/1079
3,SiTime矽MEMS振蕩器結構以及EMC、噪聲抑製和可靠性性能
http://www.0-fzl.cn/motor-dl/1077
[page]
SiT153x係列可取代石英晶體諧振器,並利用1.2V至3.63V穩壓電源工作,從而使之適用於使用鈕扣電池或超級電容備用電池的智能手機。SiT154x係列也可取代石英晶體諧振器,並利用2.7至4.5V未穩壓鋰離子電池工作。這些器件的更多細節如下。
- SiT1532/42 – 32.768 kHz MEMS振蕩器采用1.5×0.8 mm芯片級封裝(CSP),是為行業首創
- SiT1533/43 – 32.768 kHz MEMS振蕩器采用2.0×1.2 mm封裝,與石英晶體諧振器引腳兼容
- SiT1534/44 – 可編程MEMS振蕩器支持1 Hz至32.768 kHz頻率,並采用1.5×0.8 mm CSP和2.0×1.2 mm封裝

SiT15xx係列與石英諧振器引腳兼容
所有這些器件均具備許多超過石英的顯著優勢,如下所示:
- 最小的電路板麵積 – CSP比2012封裝的麵積節省高達85%,比今天正在提供樣品的最小的石英封裝節省了70%
- 真正單芯片解決方案中更多的功能 – 振蕩器輸出可取代石英晶體諧振器,不再需要負載電容,最大程度地減少了電路板麵積,還可在極端溫度下提供更穩健的係統啟動
- 超低功耗 – 僅為0.75微安(典型值)的供電電流低於同等石英解決方案50%
- 超薄 –0.55 mm最低厚度為智能手機理想選擇
- NanoDriveTM – 獨特的、可編程低擺幅輸出可有效降低功耗,並直接連接下遊處理器或PMIC中的振蕩器/RTC電路
- 最佳頻率穩定度 – 在室溫下小於±20 PPM,在-40℃至+85℃溫度範圍小於±100 PPM實現最精準計時
- 最佳魯棒性– 優於石英1500%
- 最佳可靠性 – 5億小時平均無故障時間(2 FIT),比石英高15倍

SiT15xx相比石英技術的獨特優勢
除了智能手機和平板電腦,SiT15xx係列是需要小尺寸和低功耗裝置的理想選擇,如健身監測和手表產品、醫療監控和保健裝置、運動攝像機、無線鍵盤和鼠標設備。
2012封裝器件現已開始提供樣片。采用芯片級封裝(CSP)的器件將在2013年5月提供。價格可根據要求提供。SiTime最新的32KHz MEMS振蕩器係列產品由艾睿電子全線代理。
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