MEMS振荡器概述
MEMS振荡器实现方式也有多种,如利用MEMS技术实现谐振腔的传统MEMS振荡器、结合石英晶体技术的QMEMS振荡器、以及完全兼容半导体工艺的全硅MEMS振荡器,目前全硅MEMS振荡器发展趋势最好。
与传统石英相比,全硅MEMS振荡器不管从生产工艺还是组件设计结构上,都更符合现代电子产品的标准,也是对传统石英产品的升级换代。
全硅的MEMS振荡器技术,由两个芯片堆栈起来,如下图所示:
下方是驱动芯片,上方则是MEMS谐振器,以QFN IC封装方式完成。为与石英晶振竞争,通常封装尺寸以及焊接管脚与传统标准石英晶振的脚位完全兼容,可直接替代原来石英晶振。
MEMS振荡器市场分析
传统石英振荡器自诞生之日起,已经统治频率控制器件近60年,然而十几年前,随着第一颗硅MEMS振荡器的量产,局势逐渐改变了。石英振荡器受传统制造工艺的限制以及下游原材料(起振电路和基座)市场的垄断,性价比无法进一步提升。而全硅MEMS振荡器体积更小、更可靠、功耗更低,近年来随着封装技术的成熟,其生产成本更是已经低过石英振荡器。
MEMS振荡器已在许多应用领域包括计算机周边相关产品、消费电子、网通设备、通讯装置、车用电子、以及工业产品等,开始逐渐取代传统固定频率或可编程输出的石英振荡器。
根据调研机构的分析数据,2014年全球MEMS振荡器市场规模约为1.65亿美元,预计到2020年市场规模将达15亿美元,MEMS振荡器的年复合增长率将超过50%,成为时钟市场增长的主要推动力。
中国作为全球最大的电子产品生产基地,消耗了全球四分之一的MEMS器件,吸引了全球的目光。但目前中国MEMS振荡器仍依赖进口。2014年,中国MEMS振荡器市场规模约为0.34亿美元,预计到2020年市场规模将达3.5亿美元。