21IC記者應邀了參加了4月下旬在美國加州Santa Cruz召開的2010 Globalpress電子峰會，“Globalpress電子峰會專輯”將與大家分享我們在此次峰會上了解到的行業(yè)動態(tài)、最新趨勢和解決方案。
從胎壓監(jiān)測到麥克風，從先進的藥物分發(fā)系統(tǒng)到手機中的信號切換，MEMS（微機電系統(tǒng)）已經越來越多的應用到各個領域。以全球第一大MEMS傳感器供應商Bosch Sensortec公司為例。在其付運的13億MEMS傳感器中，除了用于傳統(tǒng)的汽車電子領域，還有手機、PMP、游戲機、玩具等消費電子產品中，例如大受歡迎的iPhone。此次峰會上，多家廠商都介紹了MEMS的最新產品技術和應用趨勢。
微機電系統(tǒng)是指集微型傳感器、執(zhí)行器以及信號處理和控制電路、接口電路、通信和電源于一體的微型系統(tǒng)。這種系統(tǒng)不僅能夠采集、處理與發(fā)送信息或指令，還能夠按照所獲取的信息自主地或根據(jù)外部的指令采取行動，具有微型化、智能化、多功能、高集成度和適于大批量生產的特點。
Bosch Sensortec被譽為站在巨人肩膀上的公司，他們對MEMS技術的開發(fā)擁有超過20年的歷史。該公司CEO Frank Melzer博士介紹：“在消費電子中，加速度傳感器的應用越來越普及，特別是手機和游戲應用，未來有巨大的潛力”。
的確，來自Gartner的數(shù)據(jù)也顯示出，金融危機的影響過后，強勁的需求將使2010年半導體行業(yè)實現(xiàn)21.7%的高增長，其中非光學傳感器呈現(xiàn)16.2%的健康增長。
圖：Gartner預測2010年半導體行業(yè)營收增長達21.7%
Gartner調研總監(jiān)Stephan Ohr介紹：“包括汽車電子、通信和消費電子在內的多個行業(yè)中非光學傳感器的營收都將在未來幾年穩(wěn)步增長。汽車電子仍然是MEMS傳感器的第一大應用領域，而手機和GPS中的轉速傳感器等也給消費電子應用帶來了相當?shù)脑鲩L?！?/p>
圖：Gartner預測非光學傳感器的營收將穩(wěn)步增長
“經歷了傳統(tǒng)的汽車電子應用、現(xiàn)在高速增長的消費電子應用”，ADI公司副總裁Mark Martin表示：“MEMS傳感器將被另一個頗具潛力的市場——工業(yè)和醫(yī)療電子市場所采用。未來這一市場中，工廠自動化、儀表和監(jiān)控、便攜醫(yī)療設備，以及導航系統(tǒng)都能看到MEMS傳感器的身影?！?/p>
除了傳感器，MEMS技術還被應用在如振蕩器等其他電子產品中。
SiTime是一家專注于為時鐘市場提供100%全硅解決方案的模擬半導體公司，其產品組合包括高性能差分振蕩器、擴頻振蕩器、壓控振蕩器和多組輸出式時鐘發(fā)生器。如下圖所示，這種全硅振蕩器具有模擬和MEMS兩個獨立的裸片。
圖：全硅振蕩器具有模擬和MEMS兩個獨立的裸片
和傳統(tǒng)的石英振蕩器相比，其MEMS振蕩器具有更好的EMI特性、穩(wěn)定性、可編程、集成度、可靠性，以及更低的成本和較短的供貨周期。對于小批量市場，MEMS振蕩器能滿足其對耐用性和可靠性的苛刻要求；對于消費電子等大批量市場，MEMS振蕩器也能發(fā)揮其優(yōu)異的性能并保證在兩周以內快速供貨。這一優(yōu)點得益于MEMS振蕩器采用全硅材料，而傳統(tǒng)的振蕩器需要較長的時間處理石英材料，供貨周期往往要延長到8～16周。
具有上述諸多優(yōu)勢，全硅振蕩器是不是能替代傳統(tǒng)的石英振蕩器呢？目前，SiTime的全硅振蕩器產品線已經可以覆蓋800MHz以內、10PPM以上的應用，在穩(wěn)定性上超過了石英振蕩器。如下圖所示，和穩(wěn)定性隨頻率升高和下降的石英振蕩器相比，全硅振蕩器在整個頻率范圍內均具有極高的穩(wěn)定性。
圖：不同于石英振蕩器，全硅振蕩器在整個頻率范圍內均具有極高的穩(wěn)定性
當記者問到，低于10PPM 的高穩(wěn)定性市場是否仍由集成溫度補償電路的TCXO主導時，SiTime市場副總裁Piyush Sevalia透露，高穩(wěn)定性的MEMS振蕩器已在研發(fā)之中，未來將推出穩(wěn)定性高達2.5PPM的新產品，不僅如此，他們還致力于研發(fā)穩(wěn)定性更高的恒溫控制式晶體振蕩器（OCXO）。MEMS振蕩器合適能取代石英晶體呢？讓我們拭目以待。
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