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SiTime公司为何能成为MEMS时钟领域的领导者?

导读: 5G作为第五代移动通信网络,有着非常广阔的应用前景,其高带宽、高速率等特点将彻底改变我们现在的生活。据相关数据预测,我国将于2018年完成试验组网,到2019年启动5G网络建设,最快2020年正式推出商用服务。

5G作为第五代移动通信网络,有着非常广阔的应用前景,其高带宽、高速率等特点将彻底改变我们现在的生活。据相关数据预测,我国将于2018年完成试验组网,到2019年启动5G网络建设,最快2020年正式推出商用服务。随着5G技术的诞生,真正的智能时代即将到来,5G时代的高速率给移动运营商带来了机遇,但同时面临着前所未有的挑战,因为5G对无线设备有着更严格的时间同步,因此必须使用OCXO。在5G来临之前,这种OCXO部署在控制良好的环境中,5G时代,计算、核心网络和无线拆分成系统,部署在如信号塔、屋顶和灯柱等不受控制的环境中,这种环境下,OCXO将受到振动和极端温度的影响,这就要求部署架构的重新设计及评估MEMS和石英定时技术的优势,近日MEMS时序领域的领先提供商SiTime公司推出了Emerald Platform,这是一款革命性的高精度时序解决方案,解决5G基础设施设备的关键时序挑战。

借助Emerald平台,运营商能够在恶劣环境下部署5G设备,并可靠地提供任务关键型服务,据悉,Emerald Platform是一种基于MEMS的Stratum 3E解决方案,是改变5G基础设施游戏规则的时钟解决方案,它是首款MEMS OCXO,支持任何环境下随处部署5G设备,是业内唯一可编程的OCXO。近日,OFweek电子工程网与SiTime公司的全球市场营销副总裁Piyush Sevalia就相关产品信息进行了交流与探讨。

SiTime公司为何能成为MEMS时钟领域的领导者?

SiTime公司的全球市场营销副总裁Piyush Sevalia

SiTime公司专注于MEMS时钟解决方案

随着厂商们对时钟精度和尺寸的高要求,传统的时钟解决方案在很多领域已经无法满足市场的需求,很多的半导体厂商正在研发创新的时钟解决方案,以提高计时精度,作为全球领先的MEMS时钟解决方案商,SiTime公司一直在积极地推动行业的发展。MEMS时钟解决方案具有传统时钟解决方案不具备的独特优势,小尺寸、高可靠性和高性能等,这些特性为通信、汽车和物联网市场带来了巨大的发展潜力和增长空间。

在网络和通信中,时序同步对整个系统至关重要。Piyush Sevalia表示,MEMS时钟的弹性确保可靠性能,对于缺少控制,更严苛的环境中部署5G至关重要。可靠性和动态性能的同样需求推动了汽车中越来越多地使用MEMS谐振器,这种情况下,系统必须在各种严苛条件下可靠运行。在物联网领域,MEMS 时钟具有体积小、重量轻和低功耗的优势。

SiTime从2005年成立,到目前为止占了整个MEMS时钟器件90%的市场份额。从2007年第一个产品量产到今天,出货已经超过10亿颗。从现在到2025年这段时间,时钟市场的增长来自于三大领域,一个是5G时代这些设备的应用成长,带来的MEMS时钟器件需求增长;二是车用市场;三是物联网带来很多设备对时钟器件的需求。SiTime针对这三块市场应用都有推出相关的时钟产品,在MEMS这一块,SiTime总共超过100个专利,相较其它MEMS设计公司的技术领先超过五年,目前SiTime全球的客户超过1万家,覆盖超过200个应用。

在原来的传统品类器件里面,主要是用石英材料制作时钟。Piyush Sevalia提到,SiTime将半导体制造技术和MEMS制造技术应用到时钟领域,从2005年开始,SiTime开始从德国博世转做这个技术,一直成长到今天。在过去近10年时间,SiTime产品一直还没有进入电信这个领域。所谓电信领域,这里面用的大部分都是最高端的产品,像温补晶振、恒温晶振等。SiTime在最近推出包括整个涵盖时钟最高端的恒温晶振,适合在未来5G时候的应用。

创新的技术推动MEMS时钟行业的发展

SiTime是一个创新技术型的公司,它通过创新给客户带来非常多的价值。Piyush Sevalia提到,SiTime从2007年就不用石英的东西,开始用硅的东西做谐振子,在2011年的时候我们把小型化和性能优化的芯片带到市场。到2013年,我们的产品相对于传统石英,把器件的尺寸缩小了80%,精度提高了4倍。2015年,我们针对IOT,推出了把功耗降低90%,轻薄小尺寸部分减少了40%的产品,将它提供给2015年那时候的一些穿戴式IOT方面的市场蓬勃发展的厂商。到2017年,我们提供了高精度的产品,在精度上面提高了30倍,在可靠性上面也提高了30倍,提供给一些对可靠性、对精度这些要求更高的系统厂商。所以SiTime是通过技术的创新,提供一些价值给我们的客户。

SiTime在在时钟领域四个重要的参数:

第一个参数是频率稳定性,从SiTime第一个产品2006年、2007年出来开始,我们做到了全温度10个ppb的东西,到2018年我们可以做到0.005个ppm,就是5个ppb的东西,ppb就是10的-9次方的误差,再往下走,SiTime在过去的10年,整个精度超过5万倍的更新;

第二个重要参数是相位抖动,在过去10年之前,SiTime在这个指标上面改善了或者是优化了大概800倍这个规格;

第三个指标是短稳,在时钟领域特别是在电信上会特别关注的,这个指标也叫ppb稳定性。比如说在5G时代会特别关注这个部分,在过去十年间,SiTime在短稳的指标上面,从以前最早的MCU对短稳的指标不是这么在意,到5G时代,整个短稳的优化大概有3万倍左右,达到5G这一块设备应用所需要的指标;

第四个是尺寸,到目前为止全球的振荡器,在有源晶振这一块SiTime提供全球最小型的时钟产品,在IOT领域是对于尺寸的要求是更多的。另外,在5G时代,设备的小型化,它的这些高稳定性的振动器对小型化也有需求。SiTime在尺寸这一块提供了更大优势给到系统厂商。

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