在今年的IIC-CHINA 2011的晶振廠商展臺上,發(fā)現(xiàn)兩個特點:一是,SMD晶振已經(jīng)取代直插式成為市場的主流,二是,雖然石英振蕩器和全硅振蕩器之爭已有多年,但在中國市場大部分廠商還是采用石英作為原材料,全硅振蕩器的身影依舊單薄,并沒有想象中的來勢兇猛。
SMD晶振取代直插式成主流
 深圳福浪電子 陳軍 |
小型化,高精度,高可靠性是晶體振蕩器永恒不變的主題,隨著近年來,人工成本和材料成本的上漲,大部分廠商選擇增大短期投入,提高自動化生產(chǎn),減少人工的依賴,SMD已然成為一種趨勢,此外,受傳統(tǒng)加工制造方法的限制,直插式晶振尺寸不可能做的很小,這也注定了直插式晶振只能成為歷史。
深圳福浪電子的陳軍先生表示:“目前,對于晶振需求量最大的市場依然是以手機(jī)為主的消費電子市場以及工控和無線通信領(lǐng)域。單個手機(jī)至少采用三個晶振(26M本振,32768時鐘顯示以及32M藍(lán)牙),而手機(jī)本身對于尺寸要求就極其嚴(yán)苛,晶振的小型化就顯得格外重要,主流手機(jī)中直插式晶振早已被淘汰,而且使用的SMD晶振尺寸也越來越小?!?

深圳福浪電子在IIC展出的SMD晶振產(chǎn)品SXJesmc
深圳星通時頻的胡華才也表示,今年客戶需求明顯以SMD為主,手機(jī)則以3.2×2.5和5.0×3.2尺寸為主,一些高端手機(jī)已經(jīng)開始向2.5×2.0和2.0×1.6尺寸靠攏,他還表示,現(xiàn)在客戶對產(chǎn)品精確度要求也變得更加嚴(yán)格,以±10ppm為主流規(guī)格。

深圳星通時頻在IIC展出的直插和SMD晶振產(chǎn)品SXJesmc
很多不愿采用SMD晶振的客戶主要還是價格原因,SMD要比直插式至少貴2-3倍,深圳福浪的陳軍介紹,晶振價格不會像電容、電感等產(chǎn)品易受原材料影響,晶振每年平均降幅在10-15%,只要降到一定程度,接受范圍就會擴(kuò)大,而且SMD晶振有良好的一致性、可靠性,耐高溫,以及小型化,這些都是直插式所不具備的。
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全硅取代石英,精度依舊有待突破
雖然SMD晶振取代直插式已成定局,但全硅振蕩器想要取代石英振蕩器可能不會順利,自從SiTime在2006年推出首款全硅MEMS振蕩器以來,全硅MEMS振蕩器就一直被認(rèn)為是取代石英晶振的最佳替代品。Silicon Clock,IDT等公司也推出基于CMOS工藝的全硅振蕩器(不含MEMS,石英和SAW),同樣獲得不亞于石英晶振的精度和可靠性,而且它們的目標(biāo)就是取代小型SMD晶振,對于SMD晶體來說,受傳統(tǒng)切割工藝的影響,價格隨著體積變動,體積越小,工藝難度越大,價格越貴,而對MEMS振蕩器而言,雖然制造成本昂貴,但體積越小,占用的硅片越小,越便宜。
目前全硅振蕩器的制造廠商有SiTime、Discera、Silicon Clock、IDT和Mobius微系統(tǒng)等公司,其中SiTime主要以MEMS工藝為主,Silicon Clock的產(chǎn)品線既包含CMOS工藝制造的全硅振蕩器,也有MEMS工藝制造的振蕩器。
全硅振蕩器相比于傳統(tǒng)石英晶振的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在:可編程,高穩(wěn)定性以及量產(chǎn)快,面市時間短。全硅振蕩器可大規(guī)模量產(chǎn),根據(jù)客戶需求設(shè)定頻率,而不像石英,一旦切割完成,頻率基本就固定。
 Michael:石英晶振會繼續(xù)保有2ppm甚至更低精度需求的溫度補償晶振(TCXOs)的市場份額
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IDT公司近期推出一款全硅振蕩器產(chǎn)品3C02,據(jù)IDT硅頻率控制業(yè)務(wù)總經(jīng)理Michael McCorquodale介紹,3C02采用全硅單芯片設(shè)計,不含石英晶體,但卻能達(dá)到與石英晶振一樣的性能,此外3C02還能與標(biāo)準(zhǔn)晶振實現(xiàn)管腳兼容,其次,3C02內(nèi)部不含移動機(jī)械部件,具有良好的穩(wěn)定度和可靠性,3C02支持4到133MHz的工作頻率,功耗卻只有2mA,非常適合消費電子、無線接口(如S-ATA 和USB)以及數(shù)據(jù)通訊應(yīng)用(如千兆位以太網(wǎng))等。
談到全硅振蕩器是否會取代石英晶振時,Michael表示,雖然全硅振蕩器有諸多優(yōu)點,但石英晶振會繼續(xù)保有2ppm甚至更低精度需求的溫度補償晶振(TCXOs)的市場份額,全硅振蕩器的精度暫時還無法達(dá)到這個級別,而且我們也沒有在近期達(dá)到這個性能水平的計劃。
 Herbe: 全硅振蕩器將會取代石英晶振在以太網(wǎng)(25M-125MHz)、PC機(jī)(S-ATA ,USB,PCI-E)以及工業(yè)(24M-44MHz)等領(lǐng)域的市場份額。 |
Silicon labs時鐘產(chǎn)品部經(jīng)理Herbe Chun也表示:“Silicon Labs所有的XO/ VCXO都提供小于1ps RMS的相位抖動特性,這使他們能夠用于高速串行應(yīng)用,如千兆以太網(wǎng)(Gigabit Ethernet)、萬兆以太網(wǎng)(10GbE)、光纖通道(Fibre Channel)、廣播視頻(HD SDI)、SONET/SDH、光傳輸網(wǎng)絡(luò)(OTN)、無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)、通用公共無線電接口(CPRI)和PCI Express Gen1/Gen2/Gen3?,F(xiàn)在Silicon Clock的MEMS全硅振蕩器抖動也已經(jīng)可以做到小于1ps RMS,精確度小于20ppm, 我認(rèn)為全硅振蕩器將會取代石英晶振在以太網(wǎng)(25M-125MHz)、PC機(jī)(S-ATA ,USB,PCI-E)以及工業(yè)(24M-44MHz)等領(lǐng)域的市場份額,至于更高精度和可靠性需求的高端通信和軍用市場,全硅振蕩器暫時還無法做到?!?
Epson Toyocom公司則開辟一條新途徑,同樣采用MEMS工藝,只是原材料仍然是石英基底,而不是MEMS工藝中常用的硅基底。Epson認(rèn)為石英晶體硬度及理化性質(zhì)穩(wěn)定,頻率基本不隨溫度變化,由此產(chǎn)生的內(nèi)部振蕩損失也最小,非常適合精密制造,這些特性決定石英比硅更適合做頻率器件,同時MEMS工藝又可以突破傳統(tǒng)石英加工的小尺寸限制,良率和成本都得到了改善,因此,全硅振蕩器要想取代石英晶振,首先必須要克服成本和精度的問題。
責(zé)編:Quentin