发布于：2008/10/21 10:29:19 | 645 次阅读
在消费电子与无线应用的联合推动下，业界厂商以及一些市场调研机构都对MEMS振荡器的前景给出了乐观的预测。“新一波增长在一定程度上源于游戏机、笔记本电脑和数码相机的运动传感器等消费电子应用快速增长。”iSuppli公司MEMS总监兼首席分析师Jérémie Bouchaud表示，“此外，手机也将是一个重要领域。” 来自该公司的数据显示，2012年MEMS市场将从2006年的61亿美元扩展到88亿美元。
但模拟混合信号厂商SiliconLabs日前却给MEMS市场泼了冷水。“我并不看好MEMS振荡器的市场前景。尽管该市场推广力度很大，但目前为止，我们还没有看到它对振荡器市场产生大的影响。” 该公司副总裁Dave Bresemann强调说，“无论从制造程序、性能以及频率支持等方面，MEMS振荡器都不具备任何优势。”
此番表态是Bresemann近日在北京，为Siliconlabs推出的一款全CMOS振荡器Si500举行的发布会上做出的。该公司宣称，新推出的Si500具有业界稳定性，不但是取代石英振荡器(XO)的理想方案，而且能够大幅超越MEMS和传统硅振荡器。
“高频产品的抖动性是一个技术难题，但Si500采用了混合信号模拟电路，能够补偿因为操作温度范围、起始频率准确性、供应电压变化和输出负载改变所造成的频率差异。”Bresemann表示，“我们的产品系列目前支持从+/-100至+/-150ppm的频率稳定性选择，是业界能提供与XO同等温度稳定性的硅振荡器。”
据悉，Si500的是一个超低相位噪声硅振荡器(LC振荡器)，淘汰了之前需针对每一个频率进行切割并调谐的石英共振器(Resonator)，从而能够将抖动降至最小，并且可以支持从0.9-200MHz的宽范围频率。从现场展示的数据来看，在100MHz条件下，Si500 XLO的Period Jitter为0.8ps，低于一款型号为EG2101CA XO 1.0ps，以及另一款EMK23H2H(MEMS) 6.0ps的测试值。
另据Bresemann介绍说，Si500不仅支持CMOS和SSTL，还可以支持差分时钟输出(LVPECL, LVDS, HCSL)。同时，Si500还支持CMOS双输出模式，单一元器件可在相同的频率上产生两个输出时钟，不再需要额外的时钟缓冲器。
Si500采用.13mm CMOS工艺和标准IC塑料封装(3.2X4mm DFN)，可以避免传统的密封陶瓷或金属封装所带来的组装污染问题。Si500没有采用机械式共振器来产生频率，减少了冲撞和震动产生的影响，而这些因素常常会对传统石英振荡器造成损害。
在和MEMS振荡器的性能比较中，Bresemann进一步解释说，两者性能的差异主要体现在抖动性方面，MEMS振荡器比全硅振荡器的不良抖动/相位噪声性能差七倍；其次，由于MEMS器件里的共振器是独立于振荡器裸片的，需要特别定制，不能实现标准化生产，而且MEMS需要密闭封装，这些都使得MEMS振荡器的成本居高不下。另外，MEMS振荡器只能支持较窄的频率范围，如25 -30MHz、50-75 MHz等。
而传统的硅振荡器由于受到75MHz频率的限制、仅有CMOS格式、以及不良抖动/相位噪声等影响，无法满足市场对高速时钟的要求。“全硅振荡器在MEMS和传统振荡器之间做到了平衡，” Bresemann表示。
图1 Silicon Labs称Si500将大幅超越MEMS和传统硅振荡器
Bresemann将振荡器市场比作一个四层的金字塔。从上至下依次为针对卫星、基站、光学等高端市场应用的产品(包括恒温晶体振荡器OCXO和高端温度补偿晶体振荡器TCXO)；高频市场(频率大于100MHz的振荡器和压控晶体振荡器VCXO)；大批量低频市场(频率小于100MHz的振荡器)；层是市场容量的便携式产品应用领域(包括手机TCXO、GPS TCXO和共振器)。
“传统的产品策略是在金字塔的第二层。现在，推出Si500系列之后，我们相当于进入了金字塔的第三层”，Bresemann表示，“这一层的市场总值明显要比第二层大，因为它的应用越来越广。该市场目前总值高达6亿美元，相信Si500系列今后会给我们带来大量的市场收入。”
图2 频率扩展意欲控制市场
不过，Bresemann也坦诚，用全硅振荡器取代石英振荡器仍然面临着来自技术和市场渠道方面的挑战。例如产品的抖动性、稳定性和性、以及客户的认知度、新的业务模式等。
此外，初创公司Mobius Microsystems、以及传统大厂ST和美信的CMOS全硅振荡器产品也将陆续推向市场。但Bresemann强调说，“我们是家开发出高性能全硅振荡器的公司，他们目前还不足以与我们抗衡。”
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