[经验]

使用MEMS振荡器代替晶体谐振器的 8 大理由（二）

2021-11-12 08:00:00

3815 晶振振荡器谐振器

2. MEMS 振荡器提供更好的质量和可靠性

质量和可靠性至关重要 - 不仅公司声誉受到威胁，而且返工成本高昂且耗时。此外，部署在户外并暴露于环境压力下的系统必须特别坚固。石英谐振器虽然是一项成熟的技术，但涉及相当复杂的制造过程，其中每个单独的谐振器都被调谐到所需的频率，通常是通过用离子束烧蚀金属电极。该步骤发生在封装晶体之前，并导致谐振器容易受到污染。这一过程以及其他石英制造的复杂性导致石英的平均故障间隔时间 (MTBF) 低至 14 至 3800 万小时。最好的石英制造商的每百万缺陷率 (DPPM) 高达 50，而二级石英供应商的缺陷率高达 150。

与石英晶体的专业制造工艺相比，MEMS 振荡器制造商使用标准的半导体批量模式技术。这包括谐振器和振荡器 IC 的晶圆级生产，以及使用塑料封装与标准引线框架进行芯片键合。 Sitime MEMS 谐振器芯片由纯硅的单一机械结构制成。在 SiTIme MEMS 的制造过程中，使用 Epi-Seal™ 工艺清洁谐振器，然后沉积多晶硅以密封结构。这种超洁净的气密真空密封可确保谐振器结构受到保护且不受污染，从而消除老化机制。

因此，SiTIme 振荡器的 DPPM 和 MTBF 比石英好大约 30 倍，提供了一个非常可靠的技术平台，可以承受恶劣的环境压力，并为最终用户提供高质量的产品。

3. MEMS 低频振荡器占用的电路板空间减少 65%

振荡器是一种完全集成的解决方案，不需要电源去耦电容等外部组件。 SiTIme 的 1.5 毫米 x 0.8 毫米 (1508) 占位面积小于 1.6 毫米 x 1.2 毫米的最小石英晶体占位面积。考虑到 32 kHz 石英晶体所需的负载电容器，总板面积或 XTAL 解决方案要大三倍以上。

4. 振荡器可以驱动多个负载，降低成本、BOM 和电路板空间

振荡器是带有输出驱动器的有源电路，通常能够根据驱动强度驱动 2 到 3 个负载。这允许振荡器取代多个晶体及其相关电容器，从而进一步减少 BOM、系统成本和电路板面积。