专注于MEMS计时技术

SiTime成立于2005年，是唯一专注于计时领域的公司，现在在MEMS计时市场占有超过90%的市场份额，已经出货超过10亿颗产品。SiTime的时钟产品主要应用在通信、互联网及汽车方面，拥有100多项专利，其时钟技术领先于竞争对手至少五年时间。目前SiTime在全球的客户超过1万家，涵盖了200多种应用。

近日， SiTime面向 5G 基础设施推出突破性 MEMS 时序解决方案 -- Emerald Platform™，这是一款革命性的高精度时序解决方案，解决了 5G 基础设施设备的关键时序挑战。借助 Emerald 平台，运营商能够在恶劣环境下部署 5G 设备，并可靠地提供任务关键型服务。

SiTime营销执行副总裁Piyush Sevalia表示：作为一个技术创新公司，在过去十年间，SiTime始终专注于时钟技术，从2007年第一个纯硅的谐振子问世之后，2011年又开发了全球最小的MEMS谐振子，2013年又开发出全球最小的振荡器，比当时市场上最小的振荡器缩小体积80%。 2015年SiTime又推出功耗最低的振荡器，2017年推出具有高稳性能的振荡器，2018年又开发出精度更高、可靠性更好的产品。

在过去十年间，SiTime在时钟领域持续创新和突破，因此今天才可以满足5G通信的需求。比如，在时钟器件精度，就是频率的稳定性方面，过去十年间SiTime提高了5000倍；在相位噪声或者相位抖动方面，在过去十年间，SiTime提升了200倍；在尺寸方面，从SiTime 2006年推出第一个产品，到2018年产品的尺寸大概缩小了100倍左右；在时钟的短稳性能上面，SiTime过去十年提升了大概3万倍左右。

Emerald 平台解决 5G 面临难题

“SiTime的核心竞争技术包含四个方面：第一是MEMS谐振器技术，第二是锁相环，即混合信号设计的技术，第三是温度补偿方面的技术，第四是封装技术。这四个方面的技术组合，使SiTime能够设计出业界领先的计时产品。”Piyush Sevalia说，“SiTime新的Emerald 平台是将公司的四项核心技术整合在一起的全新系统性解决方案，与目前提供的解决方案相比，其性能提升高达 20 倍。而市场上其他的一些计时产品厂商，包括传统的一些石英业界的厂商，一般不完全具备这四个方面的技术，通常需要从外部引进产品来做组装，所以很难实现这样高的性能。”

解决石英 OCXO 的可用性难题

Emerald 平台是业界首款 MEMS 恒温振荡器 (OCXO)。OCXO 在时序中提供顶级性能，是所有通信网络可靠运行的关键。然而，基于石英的 OCXO 对诸如振动、温度变化和冲击等环境压力因素极为敏感，这会降低网络性能、减少正常运行时间，并影响任务关键型服务，如自动驾驶辅助系统 (ADAS)。SiTime 的 Emerald OCXO 解决了上述难题。

鉴于传统石英 OCXO 的敏感性，客户必须采取大量预防措施以确保可靠运行。一大难题是 OCXO 的电路板布局。OCXO 在布局时需要远离压力因素，例如热量和气流诱发的热冲击。这样会导致布线复杂性增加和潜在的信号完整性问题。此外，设计人员也尝试使用专门的塑封型 OCXO 盖进行热隔离，但这会增加制造步骤和生产复杂性。Emerald MEMS OCXO 消除了所有这些问题：可以将MEMS OCXO做任意位置的摆放，不需要考虑环境对OCXO本身的影响，所以大大提升了设计的灵活性。

通过可编程性提供灵活性

传统石英 OCXO 是从头定制的产品。它们在特性的可用性方面存在严重限制，例如频率、输出类型、工作温度和系统内控制。SiTime 的 Emerald MEMS OCXO 则没有这些限制。通过使用可编程模拟架构，Emerald OCXO 可提供 1-220MHz 范围内任意频率，确保客户能为自己的应用选择最佳频率。此外，该器件还提供 LVCMOS 和限幅正弦波两种输出类型，以实现最佳板性能。在不久的将来，Emerald OCXO 将提供更广阔的工作温度范围（-40℃ 到 +95℃，-40℃ 到 +105℃）和用于系统内编程的 I²C 串行接口。

SiTime的OCXO的尺寸是9×7mm，比市场上的任何高稳OCXO的尺寸都要小。SiTime的OCXO的精度可以做到5个ppb，这5个ppb的规格是在任何条件之下，包括高温工作或者低温工作，以及快速温度变化的条件，以及振动条件之下，它都能够达到5个ppb的指标。此外，SiTime的OCXO都满足Stratum 3E 汽车行业标准。

Piyush Sevalia强调：SiTime不是单纯提供一个谐振器，而是将谐振器跟振动电路整个封装完以后，给客户提供一个完整的时钟解决方案。从MEMS的谐振器开始，到锁相环和温度补偿电路，以及整个封装，全部是SiTime自己设计的，是SiTime的知识产权。我们是从系统级来做一个OCXO的。

“在5G时代，因为带宽增加，所以射频基站的安装密度也会增加。因为要在不同的地点安装，所以环境的压力、振动、温度等方面都会增加对计时器件的要求。同时，对于目前快速发展的移动物联网来说，它的可靠性需要延长到至少十年，这一块应用对于时钟的要求是十分苛刻的，包括小型化、低功耗和高可靠性等。另外，在汽车车联网应用方面，对于时钟的冲击、振动、温度等方面，相较于传统产品，也都有比较高的性能需求。以上这三个方面的需求，是MEMS时钟市场快速发展的强大驱动力，SiTime最新的Emerald 平台就是因应这些需求而推出的。” Piyush Sevalia说，“全球时钟市场大概有60亿美金，是非常大的。作为时钟技术的领导厂商，SiTime未来会继续专注在这个领域，这个技术领域还有很多问题，有待我们一起解决。”

半导体芯科技  赵雪芹