由于在產(chǎn)品尺寸交付時間、供應(yīng)穩(wěn)定性、產(chǎn)品可靠性、器件尺寸和性價比等多方面存在優(yōu)勢，近幾年來，微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)解決方案正在逐步打破石英晶體解決方案在頻率控制和定時產(chǎn)品領(lǐng)域的完全壟斷局面。隨著Silicon Labs (芯科實驗室有限公司)專利的CMEMS技術(shù)的采用，公司在一體化頻率控制產(chǎn)品上獲得巨大突破，通過在先進(jìn)的混合信號IC之上直接加工諧振器，來獲得完整的單片解決方案，這是真正的MEMS+CMOS協(xié)同設(shè)計。CMEMS技術(shù)為頻率控制工業(yè)帶來顯著的優(yōu)勢，包括更小尺寸、更高性能、更低成本和更好的可擴(kuò)展性。
日前，Silicon Labs宣布推出高集成度基于MEMS的Si50x振蕩器，旨在替代需要低成本、低功耗和批量生產(chǎn)的工業(yè)、嵌入式和消費類電子應(yīng)用中的通用型晶體振蕩器(XO)，這些應(yīng)用包括數(shù)碼相機(jī)、存儲和內(nèi)存、ATM機(jī)、POS機(jī)和多功能打印機(jī)等。新型Si50x振蕩器基于CMEMS技術(shù)，此為首個在大批量生產(chǎn)中把MEMS架構(gòu)直接構(gòu)建于標(biāo)準(zhǔn)CMOS晶圓(Wafer)上，從而獲得完全集成的高可靠“CMOS+MEMS”單芯片解決方案。
與現(xiàn)有的頻率控制解決方案相比，Silicon Labs Si50x CMEMS振蕩器系列產(chǎn)品具有更小尺寸、更高可靠性、更佳抗老化性以及更高集成度，它采用專利技術(shù)的單體架構(gòu)，在單晶片(Single-die)上集成MEMS諧振器和CMOS振蕩器電路。首創(chuàng)的CMOS+MEMS集成架構(gòu)與Silicon Labs經(jīng)過市場驗證的混合信號專業(yè)經(jīng)驗相結(jié)合，將大幅改寫頻率控制產(chǎn)業(yè)：
CMEMS振蕩器在CMOS工廠大批量生產(chǎn)制造，此工廠具有標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)線，支持完整振蕩器系統(tǒng)的晶圓探測，從而獲得最高級的質(zhì)量和工藝控制。
CMEMS技術(shù)確保數(shù)據(jù)手冊中的性能具有10年的頻率穩(wěn)定性，包括焊接偏移、負(fù)載牽引、VDD變化、運行溫度范圍、振動和沖擊，并保證操作壽命性能是其他公司XO和MEMS振蕩器的10倍。
CMEMS振蕩器緊密耦合MEMS諧振器、CMOS溫度傳感器和補(bǔ)償電路，從而在熱力瞬變時以及整個工業(yè)溫度范圍內(nèi)提供高穩(wěn)定的頻率輸出，在工業(yè)和嵌入式應(yīng)用的長期運行期間提供可預(yù)知的可靠頻率參考。
CMEMS諧振器采用被動補(bǔ)償，在設(shè)計中使用可抵消溫度變動的材料。因此Silicon Labs可通過其創(chuàng)新的混合信號電路設(shè)計專業(yè)知識，來創(chuàng)建更小、更低功耗、更符合成本效益的振蕩器，同時確保優(yōu)異的頻率和溫度穩(wěn)定性以及抗老化性能。
Si50x CMEMS振蕩器支持32kHz~100MHz之間的任意頻率。頻率穩(wěn)定性選項包括±20ppm、±30ppm和±50ppm，運行溫度范圍支持商業(yè)應(yīng)用(-20℃至+70℃)和工業(yè)應(yīng)用(-40℃至+85℃)。CMEMS振蕩器還提供豐富的現(xiàn)場和工廠可編程特性，包括低功耗和低周期抖動模式、可編程的上升/下降時間，以及可配置高/低輸出使能功能。
Si50x CMEMS振蕩器系列產(chǎn)品為客戶解決傳統(tǒng)方案中常見的供應(yīng)鏈問題。Si50x振蕩器由中芯國際(SMIC)生產(chǎn)制造。通過規(guī)模效應(yīng)和質(zhì)量控制，這一戰(zhàn)略性合作關(guān)系可大大增加制造和供應(yīng)的可預(yù)見性。由于CMEMS振蕩器是集成的單片IC，采用廣泛生產(chǎn)的模塑復(fù)合物4引腳封裝，再次確保可預(yù)見和可靠的供應(yīng)鏈。
IHS MEMS和傳感器總監(jiān)及資深首席分析師Jeremie Bouchaud表示：“時序產(chǎn)品市場已迎來轉(zhuǎn)折點，最新一代基于MEMS的振蕩器極具成本效益，能可靠替代傳統(tǒng)晶體振蕩器。Silicon Labs CMEMS技術(shù)把MEMS諧振器和頻率控制電路集成到單晶片器件中，為批量電子系統(tǒng)設(shè)計提供最完整的晶體振蕩器替代解決方案。”