一直以來石英晶體在精確頻率源器件中占據主導地位,然而這種狀況正在改變, 替代石英振蕩器的技術障礙已經得以解決。 SJK將引入替代石英振蕩器的硅MEMS振蕩器, 它尺寸更小, 使用更方便, 以及更加便宜, 這些將超過所替代之石英振蕩器的規格指標。
不可否認,石英具有非凡的機械和壓電特性,使得從上世紀40年代中期以來一直作為基本的時鐘器件。盡管在陶瓷,硅晶和RLC電路方面有60多年的研究, 在此之前沒有哪種材料或技術能替代石英振蕩器,鑒于其異常的溫度穩定性和相位噪聲特性。 估計2006年將有100 億顆石英振蕩器被制造出來并放置到汽車、數碼相機、 工業設備、游戲設備、 寬帶設備、蜂窩電話, 以及事實上每一種數字產品當中。
然而,石英振蕩器同時又有許多缺點, 包括不能集成到硅晶圓上, 縮小尺寸相應提高了成本,非工業標準的制造和封裝方法,對熱、沖擊和振動敏感。但是, 電子工業界已習慣于使用石英振蕩器, 任何在犧牲性能的情況下克服這些缺點的努力都是徒勞無功的。
MEMS振蕩器始終是潛力的石英振蕩器替代技術,但一些技術瓶頸和成本限制又阻礙了MEMS振蕩器作為石英振蕩器替代產品的市場化進程。 這些瓶頸包括:1、硅材料的30 ppm/℃ 溫度系數;2、多晶疲勞所導致的老化; 3、封裝污染導致的漂移。 其中漂移是最難處理的問題,同時對封裝的高要求又導之成本上升。
允許硅諧振器封裝于工業標準的低成本塑料封裝,并解決了維持潔凈真空的問題, 實際上消除了空腔污染物和老化現象,減輕了溫度補償和漂移的復雜性,阻礙早期MEMS諧振器的成本問題和技術障礙均被順利清除。
在各性能指標不遜色于石英振蕩器的情況下,硅MEMS 振蕩器更具有體積小,可靠性高,耐沖擊和抗震性好,可集成于硅片上的優勢。并且相對于石英晶體,更小的尺寸意味著更差的性能和更高的成本,硅MEMS 振蕩器與之相反, CMOS 尺寸的縮減提高了諧振器的性能,同時又降低了成本。
所以我們相信硅MEMS 振蕩器大規模替代傳統振蕩器件的時代已經到來。