以發展微機電(MEMS)共振技術振盪器的晶片設計公司SiTime日前發展一系列低抖動可編程振盪器,除將MEMS共振技術與CMOS製程成功結合,同時也致力於低成本及輕、薄、小的包裝發展,在具備兩種技術整合的優勢下,徹底顛覆傳統以石英及陶瓷為主的振盪器市場。
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SiTime資深產品行銷經理Jason Sharma表示,該款整合MEMS/CMOS震盪器能在1.8伏特、2.5伏特、3.3伏特的供電環境下運作。 |
SiTime資深產品行銷經理Jason Sharma表示,SiT8002UT尺寸為3.0毫米×3.5毫米×0.37毫米,厚度比過去的SiT8002系列減少約一半的體積。而SiT8102方案可保持在低於5ps的區間抖動值範圍,與目前廣泛使用的陶瓷或石英振盪器相比,除了提升振盪器過去的效能,且對電子產品往尺寸小前進助益良多。整合MEMS共振技術與CMOS製程的優勢在於整體表現能達到低功耗、低抖動及更好的溫度補償。在MEMS共振技術製程中,由於溫度易上升不利整合CMOS,加上MEMS材質很難導入CMOS,而SiTime利用MEMS FIRST及EP iSeal技術將兩者合而為一產製出不受溫度、撞擊、擺動及產品須持續加速影響的最佳頻率效能振盪器。
SiTime亞太區代理商邁吉倫科技總經理彭永家指出,因材質關係,傳統石英及陶瓷振盪器受震動時容易產生碎裂情況,因此SiT8002 UT在研發過程中,已通過30,000G's撞擊測試及40G's從5k~20kHz的擺動測試,用以解除過去振盪器易碎的疑慮;此外,透過SiTime採用的CMOS製程不論在良率的提升及成本下降都獲得有效控制,兼具技術、製程到成本各環節優勢。
此系列MEMS振盪器所針對的應用技術與處理效能各不同,以SiT 8002UT而言,其可編程特點及在溫差環境-40~85℃中,輸出頻率可從1M~125MHz,並維持100ppm的準確度;而SiT8102系列的區間抖動可在4~10ps rms範圍內,大幅提升訊號正確性,有效克服傳統石英振盪器抖動問題嚴重及無法確保訊號值的問題,為目前可編程振盪器技術中穩定訊號的新突破;目前該系列產品都已通過RoHS無鉛製程規範,客戶在使用上無後顧之憂。
雖然石英及陶瓷振盪器仍是目前各類電子產品廣泛使用的振盪器規格,但在抖動效能、尺寸規格、及材質易碎方面都出現許多挑戰,加上目前石英成本居高不下與無法整合CMOS製程的種種原因,成為亟待突破的瓶頸,而MEMS與CMOS製程的整合誕生,成為振盪器市場的新指標。
Sharma表示,目前SiT8002UT的目標市場為行動裝置與MCM模組市場;而SiT8102系列則將用於高速USB 2.0、SATA、PCI Express及其他高速傳輸應用為主。就終端產品不斷強調尺寸小、記憶體容量大,設計人員對振盪器的時脈穩定性要求也將更高,整合MEMS與CMOS的振盪器將成為取代傳統石英及陶瓷振盪器的後起之秀。