MEMS振荡器携多重优势杀入手机市场

MEMS振荡器携多重优势杀入手机市场

       MEMS振荡器正式进军智慧型手机市场。美商赛特时脉(SiTime)发表新款行动装置专用32kHz微机电系统(MEMS)振荡器，扩大向石英元件供应商宣战；由於该方案整体设计成本已媲美传统石英元件，占位面积与功耗则分别缩减85%和50%，因而一推出即吸引十五家以上手机製造商青睞，可望迅速瓜分行动装置时脉元件市场商机。   

       SiTime行销执行副总裁Piyush Sevalia认為，為加快手机业者的系统设计改搭MEMS振荡器，SiTime也将推出相关参考设计，缩短转换流程。SiTime行销执行副总裁Piyush Sevalia表示，手机开发商对内部零组件的体积、省电要求日益严格，导致传统石英振荡器渐不敷使用，并正酝酿导入新兴小尺寸、低功耗MEMS时脉元件。特别在平价、高规格的5～6吋平板手机(Phablet)设计热潮兴起后，品牌厂希望能缩减印刷电路板(PCB)空间，用以增加近距离无线通讯(NFC)、感测功能或鋰电池容量，因而也加速手机内部时脉元件由石英转换到MEMS的发展。   

       目前全球前十大手机品牌厂几乎全投入Phablet开发，甚至中国大陆中低价智慧手机製造商也开始竞逐大萤幕设计，给予MEMS振荡器掘起契机。因应市场需求，在MEMS时脉元件市占高达八成的SiTime，继2011～2012年推出个人电脑、网通设备专用產品后，日前更抢先打造首款可用於手机设计的32kHz MEMS振荡器，积极圈地行动市场；新產品除尺寸较现有最小石英封装再缩小70%外，由於不须搭配两颗电容，更可将整体系统占位空间减少85%。  

       同时，SiTime也导入可编程设计，让32kHz MEMS振荡器弹性支援1Hz～32kHz运作频率，可配合主处理器或系统的省电模式降低频率，以减少驱动功耗。Sevalia强调，愈来愈多行动装置要求降低轻载效率，以延长鋰电池使用时间，由於MEMS可透过数位电路动态调整频率，因而能以每秒啟动一次的频率，将资料读取功耗降到最低；相较之下，石英振荡器大多仅能定频运作，且局限於石英晶体物理特性，在降频同时也会加大晶片尺寸，无疑与手机设计背道而驰。  

       Sevalia指出，以32kHz振荡器发起MEMS在行动装置时脉应用市场的第一波攻势，主要考量在於每台平板、手机平均须配备一至两个32kHz时脉元件，需求强劲；同时能有效突显MEMS晶片尺寸、功耗优於同级石英元件的优势，吸引手机开发商青睞。现阶段，该公司已争取到十五家手机品牌厂或原始设备製造商(OEM)的合作机会，并开始送样；预期今年下半年即可完成终端產品样品设计，正式為MEMS时脉元件厂打开手机市场大门。  

       不过，相较於具60年歷史的石英產业，MEMS供应链仅发展7年多，因而也引发业界对其產能不足与价格过高的疑虑。对此，Sevalia回应，目前MEMS振荡器内部谐振电路IC和MEMS谐振器，製造良率均达到99%，且相容标準互补式金属氧化物半导体(CMOS)晶圆製程与封装，可有效降低量產成本。以SiTime為例，旗下MEMS谐振器分别在Bosch Sensortec、Tower-Jazz投產，而谐振电路IC则下单台积电，採专业分工的无晶圆厂(Fabless)经营模式，要进行製程微缩或扩產反而比石英供应商容易。  

       Sevalia进一步解释，由於全球80%的石英陶瓷封装產能被日商Kyocera掌握，每一代晶片尺寸微缩又须搭配新封装技术，在供货来源不足、技术演进投资成本高且时程长的因素影响下，将逐渐在行动应用市场上丧失价格优势。