振蕩器(下稱XO)是一種利用諧振器和振蕩電路生成時鐘信號的有源電子器件,，由于時鐘信號需要穩(wěn)定,，因此頻率穩(wěn)定性是振蕩器性能的關(guān)鍵指標(biāo)之一，即頻率隨溫度的變化,。除標(biāo)準(zhǔn)振蕩器之外，還可以將獨特功能添加到XO中構(gòu)成特殊振蕩器，如SSXO或VCXO和DCXO,。MEMS問世之前，石英是振蕩器使用的主要技術(shù),。表面聲波也主要用于高頻低抖動振蕩器,。MEMS 技術(shù)現(xiàn)在廣泛用于各種振蕩器，包括超低功耗kHz XO,、超低抖動差分XO,、系統(tǒng)可編程XO，以及超穩(wěn)定TCXO和OCXO,。

MEMS時鐘技術(shù)對5G的重要性

在網(wǎng)絡(luò)和通信中,，時序同步對整個系統(tǒng)極為重要，MEMS時鐘的彈性確?？煽啃阅?，對于缺少控制，更嚴(yán)苛的環(huán)境中部署5G至關(guān)重要,?？煽啃院蛣討B(tài)性能的同樣需求推動了汽車中越來越多地使用MEMS諧振器,，這種情況下系統(tǒng)必須在各種嚴(yán)苛條件下可靠運行。在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域,，MEMS 時鐘具有體積小,、重量輕和低功耗的優(yōu)勢。

隨著我們進(jìn)入5G和邊緣計算時代,，移動運營商的無線設(shè)備需要更嚴(yán)格的時間同步,，因此必須使用OCXO。5G之前,，這種OCXO部署在控制良好的環(huán)境中?，F(xiàn)在計算、核心網(wǎng)絡(luò)和無線拆分成系統(tǒng),，部署在不受控制的環(huán)境中,，如信號塔、屋頂和燈柱,。這種環(huán)境下,，OCXO將受到振動和極端溫度的影響，部署架構(gòu)的這種變化需要新的思考,，以及評估MEMS和石英定時技術(shù)的優(yōu)勢,。

MEMS振蕩器的優(yōu)勢有哪些？

與傳統(tǒng)石英相比,，全硅MEMS振蕩器不管從生產(chǎn)工藝還是組件設(shè)計結(jié)構(gòu)上,，都更符合現(xiàn)代電子產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)，也是對傳統(tǒng)石英產(chǎn)品的升級換代,。如高性能模擬溫補技術(shù)使全硅MEMS振蕩器具有優(yōu)秀的全溫頻率穩(wěn)定性,，徹底解除溫飄問題；可編程的平臺為系統(tǒng)設(shè)計和縮短新產(chǎn)品開發(fā)周期提供必要的靈活性,；完善的半導(dǎo)體生產(chǎn)鏈可讓全硅MEMS供貨期全面縮短,，并提升需求應(yīng)急的能力等。

頻率穩(wěn)定性是非常重要的,，特別是在不同溫度下的穩(wěn)定性,，是電子工程師在選擇振蕩器時考慮的主要參數(shù)之一。因為每一個設(shè)計,，都需要保證系統(tǒng)在整個工作溫度范圍內(nèi)正常運作,。而溫飄則是傳統(tǒng)石英產(chǎn)品的弱點，難以單純從制造上克服,。正由于全硅MEMS振蕩器利用溫度補償?shù)募夹g(shù),，從振蕩器設(shè)計上解決了石英溫飄的煩惱，因此電子工程師在選料時有了更大的余地。他們可以選擇50PPM的MEMS振蕩器來替代很多25PPM的石英,，既可滿足系統(tǒng)所需規(guī)格，又可降低成本,?；蛘撸麄兛刹捎?5PPM的MEMS振蕩器來提升系統(tǒng)總體穩(wěn)定性,。

MEMS振蕩器的發(fā)展趨勢

MEMS振蕩器可以利用現(xiàn)有硅半導(dǎo)體行業(yè)所使用的制造技術(shù)和設(shè)備,，讓半導(dǎo)體行業(yè)能在代工環(huán)境中集成MEMS，下一代集成度更高的解決方案將包括MEMS振蕩器和在同一硅晶圓上制造的超大規(guī)模集成電路控制功能,。MEMS振蕩器的另一個發(fā)展方向就是進(jìn)入混合信號和RF應(yīng)用領(lǐng)域,，為電子產(chǎn)品制造商提供基于PureSilicon CMOS MEMS振蕩器的時鐘產(chǎn)品。