SiTime力推MEMS时脉解决方案 体积大为缩小性能高度提升
当前MEMS技术的应用领域已经变得越发广泛，最为常见的有MEMS在传感器领域的应用。如MEMS陀螺仪、MEMS加速度计、MEMS麦克风等，其中MEMS与模拟半导体厂商SiTime更是将MEMS应用在了振荡器中，据SiTime2014年10月分析预计，从2012年到2017年，MEMS振荡器增长的年复合增长率将超过65%，整个时钟市场的估值高达60亿美元。
3月14日，MegaChips Corporation全资子公司SiTime Corporation推出32 kHz Super-TCXOs的SiT156x/7x系列产品，这套时脉解决方案在尺寸仅为1.2 mm2，较石英产品缩小了85%。此外，Super-TCXOs运用SiTime颠覆过往的TempFlat MEMS?技术，准确性可达±5 ppm，不仅可精密计时亦可延长电池续航力。SiT1568具备创新、内建自动校准功能，方便客户排除在系统组装、回流、底填、成模时的时脉误差，而设计穿戴式产品、物联网、行动应用时，如迷你模组、智慧手表、运动追踪器、平板电脑、手机、智慧量表等，均可利用这些独特功能提供兼具准时及最大电池续航力。
SiTime行销执行副总裁Piyush Sevilla表示:“过去三年间，SiTime针对穿戴式装置、物联网及行动市场，每年发表创新的MEMS时钟解决方案，获得各界热烈回响，目前出货量突破6000万组，且成长速度愈来愈快。有了SiT156x/7x 32 kHz Super-TCXOs，客户能设计出具备最小尺寸、最精准、超长电池续航力等可翻转市场的电子产品，证明了SiTime的MEMS时脉解决方案一再为时钟产业创造新局。”截至目前，SiTime技术应用在物联网及可穿戴式产品的出货量已经超过60MU。
SiTime行销执行副总裁Piyush Sevilla
SiTime合作伙伴品佳集团旗下凯悌股份有限公司总经理吴永昌称：“过去七年间，我们与SiTime在亚洲携手合作，亲身感受到SiTime的MEMS时钟解决方案彻底改造业界，提供更多功能、更高效能、更小尺寸、更低功耗、更加稳定。最新SiT156x/7x系列的32 kHz Super-TCXOs为效能及尺寸树立新标竿，令传统石英产业望尘莫及，我们很荣幸成为SiTime的重要伙伴，期望双方事业都能继续壮大。”
相较于32 kHz石英TCXO、振荡器或谐振器，SiT156x/7x MEMS Super-TCXOs拥有以下特色：1、尺寸缩小了85%;2、±5 ppm全频稳定性，包括工业温度范围(-40至+85°C)的初始偏移与偏差，更精准的时脉可实现最佳计时效果与延长电池续航力;3、选配内建自动校准功能(SiT1568)，排除组装、回流、底填、射出成型时的时脉误差，确保系统计时能力不受制造压力源影响;4、可编程温度感测更新率，即便在工业与行动应用温度快速变化条件下，亦可维持动态及整体稳定度;5、选配1 Hz至1 MHz(SiT1576)之工厂可编程频率，以支援低功率射频及无线充电;6、可驱动多重载入，减少电路板元件数量;7、第一年老化程度±1.5 ppm(较石英装置提升两倍)，运作多年亦可维持最佳计时能力;8、绝佳抖动表现符合音讯标准：SiT1566、SiT1568与SiT1576可作为穿戴式电子产品的音讯参考;9、启动所需时间减少65%(300毫秒);10、厚度减少40%，最高仅0.60 mm，适合高度受限的模组。
简而言之，Super- TXCOs能够提供多种计时功能，例如即时时脉参考、音讯子系统参考、连网界面休眠模式(蓝牙、蓝牙低功耗、WiFi)等。尤其是随着物联网和可穿戴上设备市场的迅速发展，体积小、精确度极高的32KHz势必将得到广泛应用。例如在电池续航能力低、空间受限的可穿戴产品中，Super-TCXO的时脉稳定度能够维持在±5ppm之间，在开关无线界面时会出现比石英装置更精准，并降低无线介面运作时间，从而延迟电池的续航能力。
在此需提的是休眠时脉，当系统其他模块均处于闲置、休眠或关闭时，休眠时脉这项参考时脉仍会持续运作，且32HKz是最理想的休眠时脉频率，因为低功耗同样可轻松切割刀一秒为单位，以用作计时。多数系统需要参考时脉全时运作，以驱动系统即时时脉，如此才能追踪时间变化，而在内含无线网的系统中，当无线子系统(蓝牙、蓝牙低功耗、Wi-Fi)未运作的时候，32HKz休眠时脉可作为低功耗参考时脉。
据介绍，SiT156x系列包含了32KHz Super-TXCOs、SiT157x Super-TCXOs系列使用1Hz至1MHz频率。两者均主打±5ppm稳定度(初始便宜为-40至﹢85°范围)。更为重要的是，这些装置在温度快速变化下都能维持很好的动态稳定度，与市面上其他产品相比具有明显的优势。而且由于这些Super- TCXOs为业界体积最小、最准确、低功耗与低频率的时脉解决方案，非常适用于穿戴式装置、物联网、行动、无线模组，以及其他电池运作、空间受限的产品。
据悉，可穿戴设备一般需要两项32KHz参考时脉，分别位于BT/BLE晶片休眠时脉与MCU/SOC的即时时脉，且由于SiT156X/7x TCXOs 为主动式元件，可轻易驱动两项负载，因此优于谐振器。与此同时，单一的SiT156x/7x可取代多项石英XOs或XTALs，还可减少物料清单、节省空间及成本，而且在空闲受限的电路板上，主动式的TCXO还剧本装置弹性的功能。值得一提的是，SiT156x/7x TCXOs还可以整合到SIP模组当中，由于SiT156X/7x TCXOs都是在单一芯片内封装，因此包含了两颗全矽晶粒，因此可以整合到SIP模组，并且SiT1576具备独特的内建自动校准系统，可补偿电路板受压力的情况下产生的频率误差，并提升在组装、回流、底填、射出成型后的准确度。
其中SiT1568同样能够执行自动校准，当系统组装完成、电路板可进行制造测试之时，SiT1568会在最终系统测试自动完成校准，而且在自动校准的过程中一般不会太长，通常只需两秒钟，最长用时不超过五秒钟，且自动校准是在系统测试之时执行，与其他系统测试同时进行，因此也不会有时间上的落差。
上文中提到，SiTime 的Super-TCXOs为业界体积最小、最准确、低功耗与低频率的时脉解决方案，那么，其是如何达到这种效果的呢?对此问题，据SiTime公司解释：“SiTime采用了Temp Flat MEMS技术，其可制造出体积极小的MEMS全矽谐振器，面积仅为0.4mm x 0.4mm，并搭配精密、低功耗、混合讯号的PLL技术，以及精准温度感测器及补偿线路。由完整的MEMS及可编程类比系统组成Super-TCXO，经过校准后以达到最佳准确度、最小封装和最低功耗。”值得一提的是，目前SiTime在MEMS系统领域是与全球MEMS领头羊Bosch展开合作。
尺寸小一直以来都是MEMS谐振器的优点，石英晶体技术受物理学影响，频率越低、警惕谐振器体积越大，MEMS谐振器则不受此限制。SiTime MEMS谐振器的一般晶粒尺寸为0.4mm x0.4mm，质量也只有一般石英晶体谐振器的三千分之一。此外，SiTime MEMS谐振器还完全包裹在矽中，并由CMOS晶圆厂制造，可使用晶圆级芯片尺寸封装(WLCSP封装)等现代芯片封装技术。
整体而言，SiT156X/7x Super-TCXO适用于可穿戴设备、物联网及行动应用等多方面，并且具有体积小、准确度高、电池续航能力强及系统内自动校准等优势，并且其功耗还降低了30%，其中SiT1568可实现最准确的计时智能表，准确度高于石英精密计时表标准66%。此外，其还能够驱动多重载入，减少零件数量，进一步节省空间和成本，并针对空间受限的的电路板，为其提供布局弹性。而且在工业领域，SiT156X/7x Super-TCXO工业温度聚变的情况下能达到±5ppm，其准确度是石英晶体振荡器的30-40倍。(责编：王琼芳)
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