海量通信需求驅動4G/5G基礎設施市場不斷前行,電信運營商使用4G/5G小型基站和同步以太網絡來增加網絡數據容量。在這些系統中大量使用的大功率元件,在負載變化時呈現劇烈的溫度變化,從而對系統中高精度時鐘元件產生干擾,這讓電信基礎設置中時鐘系統的動態性能變得十分關鍵。MEMS硅基始終產品,由于相較傳統石英時鐘器件具有較好的溫度特性,正在成為石英技術的一個替代方案。
傳統時鐘器件由石英晶體作為振蕩發生裝置,直到現在仍然統治著頻率市場,包括愛普生、京瓷等百余家業者提供不同規格的始終產品。硅基時鐘技術在世紀初,僅僅出現在低端市場,隨著模擬及混合信號技術和工藝的進步,硅MEMS頻率器件開始快速向中端市場滲透,近幾年,隨著消費電子市場特別是智能手機市場的迅速發展,硅MEMS時鐘已經成為頻率市場中一個舉足輕重的力量。在全球60億美元的頻率市場中,硅頻率器件已經占據10億美元的份額,而其毛利率更是3倍于石英器件的平均值。
SiTime Corporation是一家MEMS模擬半導體公司,也是MegaChips公司的全資子公司,提供取代傳統石英產品的基于MEMS的硅時鐘解決方案。2013年,SiTime占據全球硅MEMS時鐘市場80%份額,量產出貨達超過1.5億顆芯片。僅僅用了3年,SiTime已占據MEMS時鐘市場90%份額,出貨量超過5億片。
近日SiTime宣布推新產品Elite Platform™,其中包含Super-TCXO™(溫度補償型振蕩器)和多款振蕩器。這些高精度器件可以用來解決電信與網絡設備存在已久的時鐘問題。即使在有環境壓力的情況下,Elite Platform仍有助于通信設備達到最優異的性能、可靠性及服務質量。
SiTime首席執行官Rajesh Vashist表示:“受到網絡密致化(network densification)趨勢的影響,在地下室、路邊、屋頂及電線桿等不受控環境中必須部署的設備數量快速增加。因此,這些系統中的高精度時鐘元件必須能在高溫、熱震蕩、振動以及不可預期的氣流下持續運行。因此,服務提供商開始擔心石英技術是否能應對這樣的挑戰。SiTime此次推出基于MEMS的Elite Platform可滿足上述環境需求。因其獨特的產品特性,此次客戶驗證的反應十分熱烈。我們深信,Elite解決方案推出后,將可顛覆規模達15億美元的全球通信及網絡時鐘市場。”
Elite的DualMEMS™架構,同時采用了TurboCompensation™ 技術。在抗振性、溫度和電源噪聲三個方面,解決電信/網絡領域長期存在棘突挑戰。
• 堅固耐用、可靠且經過驗證的TempFlat MEMS™ 能消除頻率擾動(activity dip),振動免疫力也比石英高出30倍
• 100%準確熱耦合的DualMEMS溫度檢測,因此溫度跟蹤快了40倍,可確保氣流與快速溫度變化條件下的最佳性能
• 高度集成的混合信號電路,搭配片上內置穩壓器、時間至數字轉換器(TDC)以及低噪聲鎖相環回路(PLL),對電源噪聲的免疫力提高了5倍,溫度分辨率達30 uK,是石英10倍之多,且支持1- 700 MHz之間的所有頻率
SiTime Elite Platform
SiTime 行銷執行副總裁PiyushSevalia表示:MEMS頻率器件作為一個非常有價值的替代方案,在未來幾年繼續保持高速增長,除了在消費電子市場保持較高的滲透率,SiTime的產品在通信基站、數據中心、工業、汽車以及可穿戴和物聯網市場擁有廣泛機會。預計2018年,SiTime的出貨量將再次防范,達到10億片。他同時指出,盡管MEMS頻率器件擁有諸多優勢,但也不能完全覆蓋頻率市場的需求,石英頻率器件在很多領域仍然是獨一無二的,但硅頻率器件的發展速度將大大超越傳統石英器件。