石英晶體振蕩器貼片和小型化趨勢技術(shù)創(chuàng)新

時(shí)間：2006-09-28 11:41:34

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[導(dǎo)讀]石英晶體振蕩器是目前精確度和穩(wěn)定度最高的振蕩器，在GPS設(shè)備、移動(dòng)通信和無線系統(tǒng)等應(yīng)用領(lǐng)域中提供頻率基準(zhǔn)，主要有普通晶體振蕩器(SPXO)、電壓控制式晶體振蕩器(VCXO)、溫度補(bǔ)償式晶體振蕩器(CTXO)和恒溫控制式晶體

石英晶體振蕩器是目前精確度和穩(wěn)定度最高的振蕩器，在GPS設(shè)備、移動(dòng)通信和無線系統(tǒng)等應(yīng)用領(lǐng)域中提供頻率基準(zhǔn)，主要有普通晶體振蕩器(SPXO)、電壓控制式晶體振蕩器(VCXO)、溫度補(bǔ)償式晶體振蕩器(CTXO)和恒溫控制式晶體振蕩器(OCXO)四類。當(dāng)前石英晶體振蕩器的發(fā)展，一方面表現(xiàn)為系列品種的增加和市場需求量的增長，另一方面，以移動(dòng)電話為代表的通信產(chǎn)品及便攜式產(chǎn)品反過來也對晶振的技術(shù)創(chuàng)新提出更高要求。

仁和集團(tuán)旗下成都仁和電子有限公司/成都奔月科技有限公司的上海分公司業(yè)務(wù)經(jīng)理劉佳星認(rèn)為，未來市場的熱點(diǎn)應(yīng)用將是手機(jī)和數(shù)字電視高頻頭中的晶振，“中國2008年奧運(yùn)會(huì)等因素刺激下，預(yù)計(jì)數(shù)字電視將有很大的量起來，對晶振的需求也將大增?！睋?jù)悉，仁和集團(tuán)年初時(shí)晶振的月產(chǎn)能為1500萬只，計(jì)劃于年底擴(kuò)產(chǎn)，屆時(shí)月產(chǎn)能將達(dá)到3000萬只。該公司還參展了今年度春秋兩季的CSF(China Sourcing Fair：Electronics & Components)，據(jù)稱是為了追求知名跨國公司的訂單。

需求的增長還在反作用于晶振產(chǎn)品的發(fā)展。受移動(dòng)通信、GPS設(shè)備、儀器儀表和民用消費(fèi)電子等終端產(chǎn)品的發(fā)展影響，小型化、片式化、低噪聲化、頻率高精度化與高穩(wěn)定度及高頻化，是目前和未來擺在石英晶振面前的重要發(fā)展課題。

成都仁和電子/成都奔月科技的業(yè)務(wù)經(jīng)理施泱介紹說，該公司生產(chǎn)四種系列的晶振。包括廣泛用于系統(tǒng)頻率源、導(dǎo)航以及其它通訊領(lǐng)域的普通石英晶體振蕩器(PXO)，工作頻率范圍在1MHz至150MHz之間，頻率穩(wěn)定度為±25ppm，±50ppm和±100ppm，輸出上升和下降時(shí)間為5ns，老化率為±5ppm/年。

還有主要用于移動(dòng)電話、筆記本電腦、PHS、GPS設(shè)備和其它無線通信設(shè)備的SMD晶體振蕩器(PXO)和SMD壓控/溫補(bǔ)晶體振蕩器(VCXO/TCXO/VCTCXO)，其PXO和VCXO型SMD晶振輸出邏輯與HCMOS/TTL兼容，因而提高了器件的適應(yīng)性和設(shè)計(jì)的靈活性。用于手機(jī)的SMD晶振主要特點(diǎn)有高精度、高穩(wěn)定度和小尺寸，精度高達(dá)±5ppm，同時(shí)采用的晶片色澤白皙同時(shí)具有低腐蝕性、不易起振，質(zhì)量很穩(wěn)定，尺寸規(guī)格有7×5mm、6×3.5mm、5×3.2mm、4×2.5mm。

此外，仁和還有廣泛應(yīng)用于頻率標(biāo)準(zhǔn)、通訊、電子儀表、測試裝置、精密計(jì)量等領(lǐng)域的高精度高穩(wěn)定度石英晶體振蕩器，可根據(jù)長期頻率穩(wěn)定度不同分為TCXO、OCXO、VCXO、SPXO、LPXO(低噪聲晶體振蕩器)等類型。

劉佳星還表示，未來晶振有向表面貼裝(SMD)和小型化的發(fā)展趨勢。他透露該公司正在開發(fā)用于手機(jī)的更小型SMD產(chǎn)品，尺寸為3.2×2.5×0.1mm。

深圳市晶科鑫實(shí)業(yè)有限公司的特色產(chǎn)品有7×5mm、5×3.2mm尺寸的SMD晶體振蕩器，工作頻率范圍在1.544MHz到85MHz之間，頻率穩(wěn)定度為±25ppm，±50ppm和±100ppm，CMOS負(fù)載下最大的驅(qū)動(dòng)能力達(dá)到15pF。此外，該公司還有用于手機(jī)基站上的VCXO，尺寸為20.26×12.6×5.1mm和12.6×12.6×5.1mm，內(nèi)部具有混合IC電路結(jié)構(gòu)，兼容CMOS輸出，采用全金屬密封封裝。據(jù)該公司國際業(yè)務(wù)部經(jīng)理胡磊表示，晶科鑫目前月產(chǎn)量為600萬只，擁有15年晶振的研發(fā)和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。

不過，中國廠商盡管擁有的產(chǎn)能較大，但產(chǎn)品多偏向中低端，在SMD化、小型化、低噪聲化、高精度、高穩(wěn)定度、高頻化等特性的研發(fā)和生產(chǎn)上仍較為落后。劉佳星表示：“由于行業(yè)的進(jìn)入門檻比較低，新進(jìn)入者在增多，因此目前的形勢還是供大于求，不過很多同行的規(guī)模還很小?！?

特別是RoHs法令即將全面實(shí)施，這將為已經(jīng)處于低價(jià)競爭階段的中國晶振供應(yīng)商帶來一個(gè)新的成本負(fù)擔(dān)。供應(yīng)商們表示，盡管成本有所上升，但由于市場競爭激烈，價(jià)格還需要不斷下降，這部分的成本只能自己承擔(dān)，所以利潤空間逐漸趨小。劉佳星表示仁和集團(tuán)從2003左右開始，就在外殼、支架方面進(jìn)行改變和調(diào)整，推出符合法規(guī)的產(chǎn)品。晶科鑫實(shí)業(yè)的晶振產(chǎn)品也都通過了SGS的無鉛認(rèn)證，符合環(huán)保的規(guī)定。

業(yè)內(nèi)人士也評(píng)論道：“無可否認(rèn)，目前在SMD晶振產(chǎn)品的技術(shù)開發(fā)、市場營銷等方面，日本企業(yè)還是明顯領(lǐng)先于中國公司，他們對工藝進(jìn)行精細(xì)控制的水平比我們高，在制造小型化SMD晶振產(chǎn)品時(shí)開發(fā)制造工藝和設(shè)備的能力也要比我們強(qiáng)。中國企業(yè)的地位還只是跟蹤和模仿，創(chuàng)新不夠?！?

相比之下，海外制造商在技術(shù)創(chuàng)新方面更加活躍。NDK(Nihon Dempa Kogyo)日前推出的迷你石英晶振NX5032SD和NX8045GB，專門為胎壓檢測系統(tǒng)(TPMS)中的發(fā)射器或接收器提供頻率控制。尺寸分別為5×3.2×1mm和8×4.5×1.8mm，工作頻率分別在9.84MHz至40MHz之間和5MHz至40MHz之間，25℃時(shí)的頻率穩(wěn)定性為±50ppm。它們都密封在陶瓷表面封裝中，可承受TPMS應(yīng)用中強(qiáng)烈的沖擊、振動(dòng)、墜落和加速度要求。

這些晶振在-40℃至125℃范圍內(nèi)有極好的穩(wěn)定啟動(dòng)特性。NX5032SD可減小電磁干擾，這在集線器應(yīng)用中是很關(guān)鍵的。兩款晶振都符合RoHS要求，支持無鉛回流焊。10,000片采購時(shí)，NX5032SD和NX8045GB(有卷帶和盤式包裝)單價(jià)分別為55美分和43美分(僅供參考)，訂貨時(shí)間12周。

Silicon Laboratories公司也于日前推出新款Si530和Si550系列晶體振蕩器(XO)和壓控晶體振蕩器(VCXO)，工作頻率范圍在10MHz至1.4GHz之間，RMS抖動(dòng)低于0.3ps，可提供高線性度的控制電壓及寬范圍的電壓增益選擇。新產(chǎn)品采用該公司的DSPLL技術(shù)，集成了DSP和VCXO單片CMOS IC可替代多個(gè)分立的PLL器件。據(jù)稱該公司Si530和Si550系列產(chǎn)品針對于時(shí)間和溫度的頻率穩(wěn)定度是傳統(tǒng)高頻、低抖動(dòng)振蕩器的2倍，基于DSPLL頻率的調(diào)諧精度是傳統(tǒng)高頻SAW或晶體諧振器的10倍。