MEMS时钟让手机设计占位更小功耗更低

2013-05-09 10:38

　　几乎所有的数码产品都会用到时钟器件。系统越复杂，所采用的时钟器件越多。在智能手机和平板电脑等新兴应用中，所需要的器件在尺寸和功耗上都和传统产品有所区别。

　　回顾过去，晶体管被集成电路取代，照片胶卷被闪存卡代替，机械硬盘变更为固态硬盘。无论在哪个领域，产品做到更好的可靠性、更小的尺寸、更低的成本，新技术就必然取代旧技术。时钟器件也不例外，半导体制程也正在逐步取代传统的石英制程。

　　日前，在SiTime公司和艾睿电子公司联合举办的新产品发布会上，SiTime市场营销副总裁PiyushSevalia介绍说，时钟器件涉及到IC设计公司和石英封装工厂。过去这两个市场的供应商在技术上完全不相关，而SiTime公司同时具备这两种技术。

　　SiTime公司的硅MEMS时钟目前已经成功进入市场。其消费类应用包括数码相机、平板电脑、摄像机、电视和电子书等；设备类应用包括交换机、路由器、基站、云存储、服务器、固态硬盘等。今年该公司将会把MEMS技术引入智能手机及手表的应用中。

　　在设备类领域，厂商注重的是产品的效率和可靠性。很多云端和交换机设备厂商和SiTime合作，是因为MEMS时钟提供了更好的效率、可靠性以及功耗。在消费类领域，相对石英产品，MEMS技术在成本上具有足够优势，并且能够满足消费类电子对小型化的要求。另外，由于MEMS时钟可以任意编程，40个料号可以涵盖传统石英超过20万个料号。

　　在EMI方面，电磁干扰会影响时钟频率，硅MEMS时钟相对石英晶体的抗干扰能力要强50倍。所有电路板上的器件都具有一定噪声，会影响时钟信号的品质。用相位噪声测量时钟的品质，硅MEMS时钟比石英晶体品质好10倍。在振动情况下，石英器件会因此而影响精度。基站若架设在高铁旁边，振动会使时钟器件发生很大频偏。MEMS时钟在抗振动方面好于石英30倍。用平均无故障时间(MTBF)衡量，MEMS时钟的可靠性比石英晶体好15倍。

　　在手机和平板等移动设备上，TCXO、32.768kHz时钟及MHz谐振器这三种器件都会用到。TCXO会在手机的GPS和射频部分用到。所有的手机和平板电脑上都会采用一到两颗32.768kHz时钟进行计时。MHz谐振器则会根据智能手机和平板电脑的不同应用(应用处理器、Wi-Fi、NFC及USB等)，采用2颗~4颗提供参考时钟。

　　石英晶振由于体积限制，无法做出1Hz的产品，而MEMS时钟则可以在1Hz~32.768kHz之间任意编程。这样，采用较低频率的时钟便可以降低功耗。对于锂电池的直接输出和电源转换后得到的稳压输出，MEMS时钟提供两个不同的系列，为不同要求提供选择。

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