車載資通訊應用加溫　高精度時脈元件出貨量激增

與此同時，各家時脈元件商為搶占市場商機，除了不斷提升時脈元件精準度之外，亦朝向元件微型化、低功耗與高可靠性等方向持續精進。

在藍牙(Bluetooth)、近距離無線通訊(NFC)、專用短程通訊(DSRC)、無線區域網路(Wi-Fi)、3G與長程演進計畫(LTE)等各式各樣的無線通訊技術開始大量導入汽車產品，豐富車載資通訊應用之際，過往一直是屈居配角地位的時脈元件，現今已成為汽車通訊系統中舉足輕重的關鍵要角。

通訊技術大量進駐　車規時脈元件需求飆升

圖1　台灣愛普生電子零件事業部技術服務科與產品企劃科科經理藍楊波表示，車載資通訊應用普及推升時脈元件需求。

舉凡車用遙控系統、電子收費系統、胎壓偵測系統(TPMS)、安全氣囊系統、溫度控制系統、還有各種安全偵測設備等，皆須使用數量不等的時脈元件。時脈元件在汽車控制電子化的潮流下，市場成長幅度極為快速，僅次於通訊市場的時脈元件需求。

事實上，現今時脈元件主要分為以石英(Quartz)為基礎所製成的石英時脈元件以及由矽(Si)所製成的MEMS時脈元件，兩者在技術特點上各有優劣之處，不過單就汽車應用市場而言，具備高精準度與低溫度漂移等優勢特性的石英元件出貨量與產值仍超過MEMS時脈元件。

藍楊波進一步指出，雖然不是每顆車用IC都得配上一顆石英元件，但只要是電子產品，都免不了須用到一至多顆的石英元件，特別是車載資通訊應用日益普及，汽車通訊系統所需的石英元件已比過往高出數倍以上的需求量，加上全球汽車生產量仍不斷增加中，由此可以推想石英元件市場規模相當龐大。

有鑑於汽車市場對石英元件需求量開始遽增，愛普生已預計在2013年於日本、美國、馬來西亞、泰國與中國大陸等地的生產工廠大幅擴產石英元件系列產品，以具競爭力的價格與穩定的供貨能力，持續擴大該公司石英元件市場占有率。

藍楊波補充，特別是近年來汽車產業在亞洲各國快速成長，且產量與銷售都已逐步超越歐美市場，因此將會是該公司主要聚焦的目標市場。愛普生藉由就地供應石英元件的優勢以及完整產品線，可協助整車系統業者強化車載資通訊系統穩定度。

兼具微型化與高精度　QMEMS技術獲市場青睞

儘管時脈元件在車載資通訊應用激勵下市場需求量大增，但卻也同時讓時脈元件產品設計出現新的技術挑戰。

藍楊波指出，一旦負責提供時脈訊號的時脈元件出錯，將很可能導致整個系統大亂和當機的嚴重狀況；若是此一狀況發生在行動裝置中，使用者頂多是重新開機而已，但若發生在汽車通訊系統中，將很可能會立即危及到駕駛生命安全，因此車廠對時脈元件精度與可靠度要求相當嚴苛。

不光如此，由於越來越多的車電系統被整合在有限的車體中，大大小小的電路設計以及電容也較過往更多、更複雜，因此石英時脈元件也必須朝向微型化發展，才能在與MEMS時脈元件競爭的汽車市場中取得優勢。

然而，由於石英元件是透過石英晶體用研磨切割方式製成，因此在微縮方面相較於全矽時脈元件更艱困，遂迫使石英元件業者須研發出新製程，才能因應汽車市場對時脈元件微型化的要求。

因應此一挑戰，愛普生研發出以半導體光顯影製程(Photolithography Process)的QMEMS技術，透過精密加工技術，除能讓石英晶體做得更微小、生產良率更高外，亦可製作出特殊結構，提高振盪頻率，讓石英元件得以拓展應用領域。

藍楊波強調，時脈元件在汽車市場的商業模式與效能要求與一般消費性電子市場有顯著的差異；前者要求元件商供貨期較長，且相當注重精準度與溫度漂移效能，而後者的供貨期則較短，較重視成本與微型化。從汽車市場的要求觀察，不難理解石英時脈元件為何能在汽車市場中較全矽時脈元件占有優勢。

另一方面，以高可靠度與微型化潛力做為主要訴求的MEMS時脈方案，近年來在SiTime的大力推廣下，其市場發展亦有所斬獲。根據SiTime所提供的資料顯示，目前該公司全球已有超過一千個合作或測試計畫，也有客戶以其方案取代既有石英元件的案例，顯示MEMS時脈元件已具備與石英時脈元件競爭的潛力。

SiTime表示，MEMS時脈元件可實現傳統石英所難以達成的超薄型化設計，其封裝厚度最薄可達0.25毫米(mm)，而一般石英時脈元件的封裝厚度最薄也僅能做到1毫米左右。

儘管MEMS時脈元件正急起直追，但對於國際車廠而言，更換內部元件並非一時半刻可完成，需要經過長時間的驗證才能導入汽車產品中，因此仍較願意選擇發展較成熟，且時脈精度與溫度漂移效能較佳的石英時脈元件做為車載資通訊主要的控制元件。

綜上所述，在車廠大量導入眾多車載資通訊應用下，時脈元件市場行情已與過去不可同日而語，而石英元件與MEMS時脈元件業者正透過獨特製程技術不斷精進其產品精準度、功耗與尺寸，以爭搶此一市場商機。