MEMS高精密恒溫晶振時鐘出現(xiàn)，供應(yīng)市場面臨洗牌
[導(dǎo)讀]過去，一些高端的對時間基準(zhǔn)要求很高的長壽命應(yīng)用市場(如智能電網(wǎng)、無線通信基站、基于SONET和同步以太網(wǎng)的核心及邊緣路由器、IP時鐘和儀器)要求采用滿足三 級鐘(Stratum 3)標(biāo)準(zhǔn)的時鐘產(chǎn)品，亦即這些時鐘產(chǎn)品必須滿足
過去，一些高端的對時間基準(zhǔn)要求很高的長壽命應(yīng)用市場(如智能電網(wǎng)、無線通信基站、基于SONET和同步以太網(wǎng)的核心及邊緣路由器、IP時鐘和儀器)要求采用滿足三 級鐘(Stratum 3)標(biāo)準(zhǔn)的時鐘產(chǎn)品，亦即這些時鐘產(chǎn)品必須滿足以下三個非常苛刻的穩(wěn)定性要求：全溫度范圍穩(wěn)定性必須在0.1-0.28PPM范圍之內(nèi)、24小時頻率穩(wěn)定性必須小于或等于0.37PPM、20年頻率穩(wěn)定性必須小于或等于4.6PPM，至今業(yè)界只有很少的石英晶振供應(yīng)商能夠提供滿足這些三 級鐘應(yīng)用市場需求的恒溫晶振(OCXO)和溫補晶振(TCXO)產(chǎn)品。
但今天，從德國博世分離出來的硅MEMS時鐘供應(yīng)商SiTime公司宣告，這一供應(yīng)格局已經(jīng)成為歷史，因為SiTime成功推出了SiT530x系列全硅MEMS三 級鐘(Stratum 3)解決方案，它們不僅可以完全替代傳統(tǒng)的恒溫晶振和溫補晶振產(chǎn)品，而且性能指標(biāo)大幅領(lǐng)先傳統(tǒng)的石英恒溫晶振和溫補晶振產(chǎn)品。
SiTime市場營銷副總裁Piyush Sevalia表示：“SiT530x具有1-220MHz更寬的頻率范圍，且可編程定制出任意頻率，但石英OCXO和TCXO的頻率范圍只能做到60MHz以下，而且只能定制提供有限的5-10個頻率；SiT530x的最小尺寸已可達到2520(0.75mm高度)，但石英OCXO的尺寸高達20.5×20.5×20.5mm，石英TCXO的尺寸也要到5032(1mm高度)；SiT530x的可靠性高達5億小時，而石英OCXO和TCXO只有2千萬小時；SiT530x的最低工作電壓已可到2.5V，但石英OCXO和TCXO還只能做到3.3V?！?br>這一切性能指標(biāo)對比表明，SiT530x系列是目前供應(yīng)市場中唯一兼具三 級鐘(Stratum 3)穩(wěn)定性、小尺寸、低電壓運行和可編程特性的產(chǎn)品，支持客戶方便快捷地實現(xiàn)產(chǎn)品的差異化和定制，因此在市場容量高達2億美元的Stratum 3時鐘市場上，SiT530x系列時鐘產(chǎn)品可以說已占據(jù)了絕對的競爭優(yōu)勢，假以時日，一定會完全替代石英OCXO和TCXO產(chǎn)品，高精密恒溫晶振供應(yīng)市場洗牌格局已定。
SiTime首席執(zhí)行官Rajesh Vashist表示：“SiTime的革命性技術(shù)能夠集成全硅MEMS和模擬集成電路，從而實現(xiàn)創(chuàng)新解決方案。石英行業(yè)用了幾十年時間才實現(xiàn)該精密度，而SiTime僅用了5年時間便突破了這一性能水平。先進的半導(dǎo)體技術(shù)使我們能夠為產(chǎn)品添加獨特的特性，從而為客戶帶來更多價值。憑借Stratum 3時鐘等顛覆性創(chuàng)新產(chǎn)品以及我們近日發(fā)布的差分振蕩器產(chǎn)品和壓控硅振蕩器產(chǎn)品，SiTime正在加速全硅MEMS時鐘產(chǎn)品的應(yīng)用。SiTime正在進軍規(guī)模達10億美元的振蕩器市場。通過將高性能、低成本和易用性完美結(jié)合，我們已成功使500多家客戶放棄了傳統(tǒng)的石英產(chǎn)品，轉(zhuǎn)而采用我們的產(chǎn)品?！?br>Yole Développement首席執(zhí)行官和創(chuàng)始人Jean-Christophe Eloy,表示：“MEMS時鐘替代傳統(tǒng)恒溫晶振和溫補晶振產(chǎn)品代表著了一個新的里程碑，因為這在幾年前還被認(rèn)為是無法通過MEMS時鐘技術(shù)實現(xiàn)的。SiTime現(xiàn)已躋身領(lǐng)先時鐘提供商行列，旨在為高性能應(yīng)用提供服務(wù)。相對于石英產(chǎn)品，我認(rèn)為我們可以有把握的說SiTime的產(chǎn)品具有更多特性、更強性能和更高價值，并且正在推動全硅MEMS時鐘解決方案在電子行業(yè)中的應(yīng)用?！?br>“SiTime推出了最新一代SiT530x三 級鐘，并在持續(xù)不斷的刷新著產(chǎn)品性能、功能和可靠性方面的新基準(zhǔn)?！卑ｋ娮尤蚴袌龊虯sset Management高級副總裁Jeff Eastman指出，“SiTime可編程架構(gòu)可保證艾睿隨時有現(xiàn)貨。我們許多客戶都以在收益于SiTime全硅方案的優(yōu)點。艾睿遍布全球的銷售渠道和SiTime獨一無有的技術(shù)，可使我們更有力更快速在電子市場中全面的推廣SiTime具有創(chuàng)新性的時鐘產(chǎn)品。”
SiT530x系列包括兩款器件，運行頻率范圍為1至60MHz的SiT5301和運行頻率范圍為60至220MHz的SiT5302。除了上面提到的一些性能優(yōu)勢外，這兩款器件還具有以下獨特優(yōu)勢：第一，不同于石英產(chǎn)品，SiT530x振蕩器沒有激發(fā)性跳變(Activity Dips)，因此可實現(xiàn)更加穩(wěn)定的基準(zhǔn)時鐘和卓越的系統(tǒng)溫度性能。第二，僅500飛秒的標(biāo)準(zhǔn)集成式RMS相位抖動(12kHZ至20MHz），可滿足10Gbps以上帶寬電信和網(wǎng)絡(luò)等應(yīng)用的苛刻要求。第三，可用的電壓控制特性支持高達±12.5PPM的牽引范圍，支持隨時間進行系統(tǒng)內(nèi)校準(zhǔn)和微調(diào)。第四，通過50000G抗沖擊及70G抗振測試(比石英強10倍）。
SiT530x樣片將于2011年12月向合格客戶提供，計劃于2012年上半年開始量產(chǎn)。按需定價。
補充閱讀：全硅MEMS時鐘何時能完全取代石英產(chǎn)品？
隨著CMOS工藝和MEMS技術(shù)的不斷進步，全硅MEMS時鐘的性能領(lǐng)先優(yōu)勢一定越來越領(lǐng)先石英晶振及時鐘，而石英晶體的改進空間和降成本空間均已不大，交貨時間和批量生產(chǎn)一致性都不是很好，而且石英晶振不可能實現(xiàn)可編程性，因此硅MEMS時鐘的市場潛力和前景一定會越來越好。
SiTime市場營銷副總裁Piyush Sevalia指出：“與石英相比，硅MEMS諧振器具有以下獨特優(yōu)勢：可以集成在標(biāo)準(zhǔn)塑料封裝中、可集成實現(xiàn)高精度時鐘(5-25PPM)、無需任何外部振蕩源、無PCB布板或XTAL匹配問題、較低擁有成本、可擴展和交貨期短?！?br>他說，我們的硅MEMS時鐘的出貨量每年都在成倍增長，這說明，長期而言，硅MEMS時鐘一定會取代石英時鐘。但由于石英產(chǎn)品已有幾十年的歷史，其供應(yīng)商與業(yè)界的合作深度和人脈關(guān)系均不是新興的硅時鐘供應(yīng)商可比，因此短期內(nèi)仍將是石英產(chǎn)品繼續(xù)占據(jù)主流地位。
此外，Piyush Sevalia表示：“目前業(yè)內(nèi)許多處理器芯片供應(yīng)商希望在他們的芯片上集成我們的硅MEMS諧振器來實現(xiàn)片上RTC功能，并已有一家實現(xiàn)量產(chǎn)，他們是一家為智能電表市場提供處理芯片的供應(yīng)商?！?br>目前業(yè)內(nèi)有很多供應(yīng)商均在提供硅時鐘產(chǎn)品，如Silicon Labs和IDT，但大部分這類供應(yīng)商只能提供PLL和時鐘樹產(chǎn)品，能提供硅振蕩源的供應(yīng)商并不多，而且即便能提供，穩(wěn)定度一般只能做到200-300PPM，Silicon Labs的硅振蕩器做得最好，但也只能做到50-100PPM。
能提供硅MEMS振蕩源的供應(yīng)商目前只有SiTime和Discera，但Discera的頻率穩(wěn)定性最高只能做到10PPM，相位噪聲最高只能做到3-5ps，而SiTime的頻率穩(wěn)定度最高能做到0.1PPM，相位噪聲可做到500fs。
Piyush Sevalia說：“到目前為止，我們已經(jīng)交付了7千5百萬顆硅MEMS振蕩器，計劃明年出貨量做到1億顆。目前，Top 5電腦OEM中的4家、Top 5消費電子OEM中的3家、Top 5合同制造商中的3家、Top 5 ODM均已批量使用我們的產(chǎn)品。”
SiTime硅MEMS振蕩器的批量應(yīng)用市場包括：存儲服務(wù)器、Xilinx目標(biāo)開發(fā)板、EPON/GPON網(wǎng)關(guān)、計算服務(wù)器、10G交換機、以太網(wǎng)交換機、平板電腦、電子書、筆記本電腦、機頂盒、SSD、微投、基站、MFP、VoIP電話、DVR/CCTV/IP攝像機、DSC、對講機、智能電表、視頻電話、汽車黑匣子和汽車信息娛樂系統(tǒng)。[!--empirenews.page--]
Piyush Sevalia坦承：“我們的硅MEMS振蕩器暫時還沒有做到手機市場，一方面是因為我們把產(chǎn)品開發(fā)重點目標(biāo)市場放在平均售價較高的電信和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用市場，另一方面是我們現(xiàn)有的產(chǎn)品還不能同時滿足手機對相位噪聲和功耗的要求，這方面暫時做得比石英產(chǎn)品要差一些，但我們正在改進，希望明年能做進手機市場。”
但今天，從德國博世分離出來的硅MEMS時鐘供應(yīng)商SiTime公司宣告，這一供應(yīng)格局已經(jīng)成為歷史，因為SiTime成功推出了SiT530x系列全硅MEMS三 級鐘(Stratum 3)解決方案，它們不僅可以完全替代傳統(tǒng)的恒溫晶振和溫補晶振產(chǎn)品，而且性能指標(biāo)大幅領(lǐng)先傳統(tǒng)的石英恒溫晶振和溫補晶振產(chǎn)品。
SiTime市場營銷副總裁Piyush Sevalia表示：“SiT530x具有1-220MHz更寬的頻率范圍，且可編程定制出任意頻率，但石英OCXO和TCXO的頻率范圍只能做到60MHz以下，而且只能定制提供有限的5-10個頻率；SiT530x的最小尺寸已可達到2520(0.75mm高度)，但石英OCXO的尺寸高達20.5×20.5×20.5mm，石英TCXO的尺寸也要到5032(1mm高度)；SiT530x的可靠性高達5億小時，而石英OCXO和TCXO只有2千萬小時；SiT530x的最低工作電壓已可到2.5V，但石英OCXO和TCXO還只能做到3.3V?！?br>這一切性能指標(biāo)對比表明，SiT530x系列是目前供應(yīng)市場中唯一兼具三 級鐘(Stratum 3)穩(wěn)定性、小尺寸、低電壓運行和可編程特性的產(chǎn)品，支持客戶方便快捷地實現(xiàn)產(chǎn)品的差異化和定制，因此在市場容量高達2億美元的Stratum 3時鐘市場上，SiT530x系列時鐘產(chǎn)品可以說已占據(jù)了絕對的競爭優(yōu)勢，假以時日，一定會完全替代石英OCXO和TCXO產(chǎn)品，高精密恒溫晶振供應(yīng)市場洗牌格局已定。
SiTime首席執(zhí)行官Rajesh Vashist表示：“SiTime的革命性技術(shù)能夠集成全硅MEMS和模擬集成電路，從而實現(xiàn)創(chuàng)新解決方案。石英行業(yè)用了幾十年時間才實現(xiàn)該精密度，而SiTime僅用了5年時間便突破了這一性能水平。先進的半導(dǎo)體技術(shù)使我們能夠為產(chǎn)品添加獨特的特性，從而為客戶帶來更多價值。憑借Stratum 3時鐘等顛覆性創(chuàng)新產(chǎn)品以及我們近日發(fā)布的差分振蕩器產(chǎn)品和壓控硅振蕩器產(chǎn)品，SiTime正在加速全硅MEMS時鐘產(chǎn)品的應(yīng)用。SiTime正在進軍規(guī)模達10億美元的振蕩器市場。通過將高性能、低成本和易用性完美結(jié)合，我們已成功使500多家客戶放棄了傳統(tǒng)的石英產(chǎn)品，轉(zhuǎn)而采用我們的產(chǎn)品?！?br>Yole Développement首席執(zhí)行官和創(chuàng)始人Jean-Christophe Eloy,表示：“MEMS時鐘替代傳統(tǒng)恒溫晶振和溫補晶振產(chǎn)品代表著了一個新的里程碑，因為這在幾年前還被認(rèn)為是無法通過MEMS時鐘技術(shù)實現(xiàn)的。SiTime現(xiàn)已躋身領(lǐng)先時鐘提供商行列，旨在為高性能應(yīng)用提供服務(wù)。相對于石英產(chǎn)品，我認(rèn)為我們可以有把握的說SiTime的產(chǎn)品具有更多特性、更強性能和更高價值，并且正在推動全硅MEMS時鐘解決方案在電子行業(yè)中的應(yīng)用?！?br>“SiTime推出了最新一代SiT530x三 級鐘，并在持續(xù)不斷的刷新著產(chǎn)品性能、功能和可靠性方面的新基準(zhǔn)?！卑ｋ娮尤蚴袌龊虯sset Management高級副總裁Jeff Eastman指出，“SiTime可編程架構(gòu)可保證艾睿隨時有現(xiàn)貨。我們許多客戶都以在收益于SiTime全硅方案的優(yōu)點。艾睿遍布全球的銷售渠道和SiTime獨一無有的技術(shù)，可使我們更有力更快速在電子市場中全面的推廣SiTime具有創(chuàng)新性的時鐘產(chǎn)品。”
SiT530x系列包括兩款器件，運行頻率范圍為1至60MHz的SiT5301和運行頻率范圍為60至220MHz的SiT5302。除了上面提到的一些性能優(yōu)勢外，這兩款器件還具有以下獨特優(yōu)勢：第一，不同于石英產(chǎn)品，SiT530x振蕩器沒有激發(fā)性跳變(Activity Dips)，因此可實現(xiàn)更加穩(wěn)定的基準(zhǔn)時鐘和卓越的系統(tǒng)溫度性能。第二，僅500飛秒的標(biāo)準(zhǔn)集成式RMS相位抖動(12kHZ至20MHz），可滿足10Gbps以上帶寬電信和網(wǎng)絡(luò)等應(yīng)用的苛刻要求。第三，可用的電壓控制特性支持高達±12.5PPM的牽引范圍，支持隨時間進行系統(tǒng)內(nèi)校準(zhǔn)和微調(diào)。第四，通過50000G抗沖擊及70G抗振測試(比石英強10倍）。
SiT530x樣片將于2011年12月向合格客戶提供，計劃于2012年上半年開始量產(chǎn)。按需定價。
補充閱讀：全硅MEMS時鐘何時能完全取代石英產(chǎn)品？
隨著CMOS工藝和MEMS技術(shù)的不斷進步，全硅MEMS時鐘的性能領(lǐng)先優(yōu)勢一定越來越領(lǐng)先石英晶振及時鐘，而石英晶體的改進空間和降成本空間均已不大，交貨時間和批量生產(chǎn)一致性都不是很好，而且石英晶振不可能實現(xiàn)可編程性，因此硅MEMS時鐘的市場潛力和前景一定會越來越好。
SiTime市場營銷副總裁Piyush Sevalia指出：“與石英相比，硅MEMS諧振器具有以下獨特優(yōu)勢：可以集成在標(biāo)準(zhǔn)塑料封裝中、可集成實現(xiàn)高精度時鐘(5-25PPM)、無需任何外部振蕩源、無PCB布板或XTAL匹配問題、較低擁有成本、可擴展和交貨期短?！?br>他說，我們的硅MEMS時鐘的出貨量每年都在成倍增長，這說明，長期而言，硅MEMS時鐘一定會取代石英時鐘。但由于石英產(chǎn)品已有幾十年的歷史，其供應(yīng)商與業(yè)界的合作深度和人脈關(guān)系均不是新興的硅時鐘供應(yīng)商可比，因此短期內(nèi)仍將是石英產(chǎn)品繼續(xù)占據(jù)主流地位。
此外，Piyush Sevalia表示：“目前業(yè)內(nèi)許多處理器芯片供應(yīng)商希望在他們的芯片上集成我們的硅MEMS諧振器來實現(xiàn)片上RTC功能，并已有一家實現(xiàn)量產(chǎn)，他們是一家為智能電表市場提供處理芯片的供應(yīng)商?！?br>目前業(yè)內(nèi)有很多供應(yīng)商均在提供硅時鐘產(chǎn)品，如Silicon Labs和IDT，但大部分這類供應(yīng)商只能提供PLL和時鐘樹產(chǎn)品，能提供硅振蕩源的供應(yīng)商并不多，而且即便能提供，穩(wěn)定度一般只能做到200-300PPM，Silicon Labs的硅振蕩器做得最好，但也只能做到50-100PPM。
能提供硅MEMS振蕩源的供應(yīng)商目前只有SiTime和Discera，但Discera的頻率穩(wěn)定性最高只能做到10PPM，相位噪聲最高只能做到3-5ps，而SiTime的頻率穩(wěn)定度最高能做到0.1PPM，相位噪聲可做到500fs。
Piyush Sevalia說：“到目前為止，我們已經(jīng)交付了7千5百萬顆硅MEMS振蕩器，計劃明年出貨量做到1億顆。目前，Top 5電腦OEM中的4家、Top 5消費電子OEM中的3家、Top 5合同制造商中的3家、Top 5 ODM均已批量使用我們的產(chǎn)品。”
SiTime硅MEMS振蕩器的批量應(yīng)用市場包括：存儲服務(wù)器、Xilinx目標(biāo)開發(fā)板、EPON/GPON網(wǎng)關(guān)、計算服務(wù)器、10G交換機、以太網(wǎng)交換機、平板電腦、電子書、筆記本電腦、機頂盒、SSD、微投、基站、MFP、VoIP電話、DVR/CCTV/IP攝像機、DSC、對講機、智能電表、視頻電話、汽車黑匣子和汽車信息娛樂系統(tǒng)。[!--empirenews.page--]
Piyush Sevalia坦承：“我們的硅MEMS振蕩器暫時還沒有做到手機市場，一方面是因為我們把產(chǎn)品開發(fā)重點目標(biāo)市場放在平均售價較高的電信和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用市場，另一方面是我們現(xiàn)有的產(chǎn)品還不能同時滿足手機對相位噪聲和功耗的要求，這方面暫時做得比石英產(chǎn)品要差一些，但我們正在改進，希望明年能做進手機市場。”
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