突破诸多制约 硅MEMS晶振加速取代石英晶振

传统的石英晶振正在被硅MEMS器件取代，硅时钟器件凭借标准的半导体工艺和可高量产的塑壳封装技术，使得时钟晶振器件的交货周期和供货发生革命性变化，美国SiTime公司续推出高端的硅MEMS后，日前已针对巨量的手机市场推出可量的32kHz硅晶振，将改变供应格局。

传统的石英晶振正在被硅器件取代，硅MEMS时钟器件凭借标准的半导体工艺和可高量产的塑壳封装技术，使得时钟晶振器件的交货周期和供货能力发生革命性变化，并且，尺寸也缩小70%以上，更宜集成。美国SiTime公司续推出针对系统设备、工业控制和消费电子的高端硅MEMS后，日前又针对巨量的智能手机市场推出可量产的32kHz硅MEMS振荡器。“SiTime日前占据全球硅MEMS时钟市场80%份额，量产出货已超过1.5亿颗芯片。”该公司执行副总裁Piyush Sevalia表示，“手机这一市场对供货、尺寸和功耗等要求更高，正是硅MEMS的优势。SiTime的所有产品都是可编程的，这样，我们的40个核心产品，覆盖了20万个产品料号，解决方案均可这客户量身定制，具有非常强的灵活性。”

SiTime的硅MEMS时种器件由低功耗MEMS与可编程的模拟电路集成(如下图)，采用完全的硅制程工艺。由Tower-Jazz提供晶园、Bosch提供MEMS、TSMC提供硅制程代工，而封装也是最主流的ASE、Cersem和UTAC。所以，相比石英晶振中80%的陶瓷封装材料都控制在一家供应商来说，供应更能保证。“石英到硅MEMS的过渡将类似于真空管到集成电路、胶片相机到数码相机、以及正在发生的HDD到SSD的革命。”Piyush Sevalia称。

 

 

不与中国本土低价晶振争市场

此次推出的32kHz振荡器SiT15xx比起同级的晶振产品解决方案在体积上缩小了84%，而功耗则下降了50%，这些优势使其可取代现行各类设备中的传统晶振产品及共振器，包括智能手机、平板电脑、WiFi和4G数据卡等，此外，各种医疗健身器件和目前非常热门的各种智能配带式产品如智能手表、智能眼镜等等也非常适合用硅MEMS时钟振荡器。“由于它可以支持到1.2V-3.6V电压，所以可以适用于使用纽扣电池和超级电容备用电池的各种智能终端应用。”Piyush Sevalia解释。

此次推出的32kHz振荡器SiT15xx是针对目前巨量的手机市场，但是由于32kHz晶振需求巨大，产品成熟，已有很多中国本土的厂商在提供此产品，且价格也是一度被压到亏损卖的状况。SiTime进来还有市场吗?对此，该公司执行副总裁Piyush Sevalia解释：“我们要进入的是高端小尺寸32khz晶振市场，我们的产品是要替代8mm2(2.0x1.2mm)和5mm2(1.6x1.0mm)的市场(如下图)，而对于低端的大尺寸14mm2(3.2x1.5mm)的市场，不是我们的目标，中国大陆的供应商主要是供此尺寸的产品。对于前二类尺寸，8mm2的供应商约十家，而5mm2的供应商仅约五家，全是日系厂商，事实上，5mm2尺寸晶振能批量出货的厂商目前仅有一家。”而价格方面，他透露，同传统的32kHz晶振相比，SiTime的采用塑料封装的产品要比传统晶振便宜10-20%，Pin脚也与传统的2.0x1.2mm硅晶振兼容。如采用CSP封装(尺寸小至1.2mm2)价格仅便宜5-10%。

 

 

另外，针对一些基带芯片厂商比如RDA已将32Khz集成进基带的趋势，Piyush Sevalia分析道，虽然BB集成进了32khz晶振，但是应用处理器AP仍需要配置一颗32kHz晶振。另外，他认为BB中集成32Khz的方式原理上是由外面的26Mhz时钟来不断触发的，所以功耗会很高、特别是待机时功耗会提升几十倍。这不能满足现在智能手机超薄的需求。

并且，Piyush Sevalia解释，由于SiTime的MEMS振荡器可编程，可支持1hz-32khz频率，所以，对于应用处理器AP来说，在省电模式时只需要1Hz的频率，功耗可以做得非常低。