MEMS振蕩器崛起 - 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用熱浪推動 MEMS需求旺盛

　　單芯片整合技術(shù)再突破　MEMS振蕩器崛起

　　CMEMS振蕩器由于突破在單芯片中整合互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS）及MEMS電路的技術(shù)挑戰(zhàn)，正挾高頻率穩(wěn)定度、小尺寸等優(yōu)勢，逐步蠶食傳統(tǒng)石英晶體振蕩器市占，讓MEMS元件快速拓展時脈應(yīng)用疆域。

　　圖6 芯科實驗室時脈產(chǎn)品資深產(chǎn)品經(jīng)理沈炫均認(rèn)為，CMEMS振蕩器結(jié)合CMOS與MEMS制程雙方的技術(shù)優(yōu)勢，將可以為時脈市場帶來新氣象。

　　芯科實驗室（Silicon Labs）時脈產(chǎn)品資深產(chǎn)品經(jīng)理沈炫均（圖6）表示，石英晶體振蕩器歷史悠久，其壓電效應(yīng)（Piezoelectric Effect）可支援高Q值的共振頻率，且具備低相位雜訊（Phase Noise）等優(yōu)勢，不過仍存有高成本、封裝復(fù)雜、前置時間（Lead Time）長等缺點，且在時間推進(jìn)下，將產(chǎn)生老化（Aging）現(xiàn)象。

　　事實上，振蕩器市場已歷經(jīng)多次技術(shù)變革，由傳統(tǒng)的石英元件，進(jìn)階到雙顆晶粒（Dual-die）的MEMS振蕩器，但后者需要特殊的MEMS晶圓代工廠，且雙晶粒架構(gòu)制作過程復(fù)雜/昂貴，訊號整合度亦不太理想，因此，業(yè)界已推展至下世代的振蕩器技術(shù)，在CMOS的晶圓廠中整合MEMS與CMOS技術(shù)，推出單芯片CMEMS振蕩器。

　　沈炫均指出，單芯片CMEMS振蕩器系采用標(biāo)準(zhǔn)CMOS晶圓制程，以CMOS晶粒為基礎(chǔ)，再加上MEMS諧振器堆疊（Resonator Stack），兩者容易整合為單芯片模式，因此不僅尺寸可縮小，成本亦可顯著降低。另一方面，相較于傳統(tǒng)石英晶體振蕩體的前置時間難以預(yù)估且冗長，通用型的CMEMS振蕩器可以在2周內(nèi)產(chǎn)出樣品，且具備現(xiàn)場可編程特性。

　　沈炫均強(qiáng)調(diào)，CMEMS利用被動補(bǔ)償（Passive Compensation）技術(shù)改善溫度穩(wěn)定性及老化問題，相較于傳統(tǒng)MEMS諧振器方案的頻率飄移比例為-30-40ppm/℃，CMEMS頻率飄移則可以維持在±1ppm/℃，并且對撞擊（Shock）、震動（Vibration）免疫力極高，在10年內(nèi)頻率穩(wěn)定度將可維持在±20ppm的水準(zhǔn)。

　　顯而易見，MEMS正挾尺寸、成本、效能、穩(wěn)定度等各項優(yōu)勢，大舉滲透平板電腦、數(shù)位相機(jī)、智能電視、游戲機(jī)等各式應(yīng)用市場，成為電子產(chǎn)品中不可或缺的關(guān)鍵元件；未來在物聯(lián)網(wǎng)趨勢下，整體出貨量更將節(jié)節(jié)攀升。