行業(yè)動(dòng)態(tài)
相較于幾年前基于MEMS工藝的振蕩器剛出現(xiàn)時(shí)，揚(yáng)言要取代傳統(tǒng)石英晶振，搶占這20億美元市場(chǎng)，近年雖然也有小交鋒，但MEMS晶振現(xiàn)在更專注于深挖市場(chǎng)，逐漸擴(kuò)大份額。也許當(dāng)時(shí)的初衷只是想盡快得到市場(chǎng)的好評(píng)，打破石英晶振的統(tǒng)治。而現(xiàn)在MEMS晶振已經(jīng)站穩(wěn)了腳跟，準(zhǔn)備發(fā)力了。
其實(shí)除了MEMS振蕩器，基于傳統(tǒng)CMOS工藝的全硅振蕩器(也有叫固體振蕩器，不同公司叫法有些差異)也在蠶食著石英振蕩器的市場(chǎng)。這里暫且把MEMS振蕩器和CMOS振蕩器歸為一類，都是基于硅襯底和半導(dǎo)體工藝開(kāi)發(fā)，統(tǒng)稱為全硅振蕩器。
全硅振蕩器因其采用半導(dǎo)體工藝，所以可以體現(xiàn)出一些半導(dǎo)體特性。Silicon Labs是引入CMOS全硅振蕩器的定時(shí)產(chǎn)品供應(yīng)商之一，Silicon Labs副總裁以及定時(shí)產(chǎn)品解決方案總經(jīng)理Michael Petrowski對(duì)全硅和石英晶振進(jìn)行了對(duì)比，他表示：“我們的硅振蕩器技術(shù)采用標(biāo)準(zhǔn)的CMOS IC制造流程，縮短0.9MHz-200MHz之間頻率產(chǎn)品的交貨時(shí)間。特別適用于較高頻率和差分輸出格式(LVPECL、LVDS和HCSL)的應(yīng)用?！?/span>
而Silicon Labs在MEMS振蕩器也有大量研究，Petrowski認(rèn)為：“與石英振蕩器不同，MEMS諧振器采用大量CMOS蝕刻工藝，易于將與CMOS工藝時(shí)鐘發(fā)生器和其它集成電路集成到一起。這種單芯片集成可以降低系統(tǒng)復(fù)雜性和成本，并且支持大批量生產(chǎn)和組裝。而石英晶體由于特殊的制造和封裝要求，實(shí)際上無(wú)法提供集成有石英諧振器和晶體振蕩器的此級(jí)別CMOS工藝單芯片?！?/span>
從上述我們可以得出全硅振蕩器的優(yōu)勢(shì)主要與其半導(dǎo)體特性有關(guān)：可編程，快速設(shè)定工作頻率，加快量產(chǎn)和交貨周期；支持單芯片集成，而且封裝可以做到更??；以及摩爾定律帶來(lái)的好處——縮小尺寸不會(huì)降低它的性能，也不會(huì)增加成本，而石英做不到這點(diǎn)。
IDT公司市場(chǎng)總監(jiān)Sundar Vanchinathan也基本同意以上觀點(diǎn)，認(rèn)為全硅振蕩器在未來(lái)幾年將會(huì)獲得一定市場(chǎng)份額，同時(shí)他補(bǔ)充：“普通CMOS硅和塑殼封裝擁有更低的成本架構(gòu)，已開(kāi)始進(jìn)入成本競(jìng)爭(zhēng)性消費(fèi)和計(jì)算市場(chǎng)。MEMS技術(shù)在更寬的溫度范圍內(nèi)擁有低ppm和性能，在通信市場(chǎng)效率高。然而，隨著固態(tài)振蕩器的性能不斷提升、MEMS成本架構(gòu)更優(yōu)化，這些新技術(shù)在每個(gè)細(xì)分市場(chǎng)與傳統(tǒng)石英振蕩器相競(jìng)爭(zhēng)。”
而作為傳統(tǒng)石英晶振的擁護(hù)者臺(tái)灣泰藝電子則認(rèn)為全硅振蕩器使用是半導(dǎo)體工藝，全硅振蕩器的抖動(dòng)及相位噪聲特性較差，且耗電量較大，目前只能應(yīng)用于對(duì)噪聲與抖動(dòng)要求不高且不計(jì)較耗電量的應(yīng)用。石英振蕩器采用石英直接振蕩，擁有高Q質(zhì)、低損耗、溫度系數(shù)小、噪聲低與頻率穩(wěn)定度高的特性，因此十分適合利用石英組件的物理特性扮演基本信號(hào)的產(chǎn)生、傳遞以及濾波等功能。在一般對(duì)于噪聲有特別要求的應(yīng)用，全硅振蕩器還是無(wú)法取代。
就應(yīng)用領(lǐng)域而言，安碁科技市場(chǎng)經(jīng)理?xiàng)钋宸ㄕJ(rèn)為全硅振蕩器短期內(nèi)僅能切入一些有線通訊的應(yīng)用，在無(wú)線通信領(lǐng)域仍以石英晶體為主流技術(shù)。另外他談到一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：目前的市場(chǎng)需求的石英晶體遠(yuǎn)大于石英晶體振蕩器，而CMOS/MEMS振蕩器可與石英晶體振蕩器腳位兼容，企圖取代石英晶體振蕩器，但不能直接取代石英晶體。CMOS/MEMS振蕩器為了達(dá)到頻率溫度穩(wěn)定度，須有TCXO相似的溫度補(bǔ)償，在設(shè)計(jì)上與工藝上都增加了成本，既使在某些應(yīng)用上沒(méi)問(wèn)題，但其成本也受到了限制。
- 下一個(gè)：近年來(lái)晶振行業(yè)突飛猛進(jìn)