MEMS谐振器的发展史 Si50x CMEMS振荡器概述

MEMS谐振器的发展史Si50x CMEMS振荡器概述

20世纪中期以来，频率控制的市场就是由石英晶体谐振器和石英振荡器所主导的。甚至到了今天，几乎所有的电子设备在某方面仍是依赖机械石英晶体来产生多种可能运行频率中的至少一种。现今市场上有无数的电子器件，从吉他扩音器到腕表，从智能手机到叉车等，其中绝大多数都使用晶体或晶体振荡器（XO）。

由于电子市场每年要用到无数的晶体，庞大的规模经济促进了石英晶体和石英振荡器的制造精密程度达到了新高提供了更小、更薄、频率更高的解决方案。在此之前，可行的石英晶体替代方案屈指可数，因为石英压电谐振器的特性和稳定性众所皆知，所以很容易做出性能可靠的晶体振荡器。

可是过去几年来，效仿拥有两个元件（谐振器和放大器）架构的晶体振荡器的微机电系统（MEMS）振荡器已打入了频率控制市场。这些MEMS振荡器具有绝佳的可靠性，并且可提供具有成本优势的各种封装尺寸，尤其是在晶体振荡器上属于高成本结构的小巧型封装。此外，通过引进单芯片MEMS解决方案，把MEMS谐振器直接叠放在CMOS放大器基座的上方后，MEMS振荡器的可靠性、可编程性、温度稳定性和成本水平如今也得以更上一层楼。

晶体振荡器晶体振荡器的工作频率范围广从几千赫兹一直到几百兆赫兹。晶体振荡器在金属盖密封陶瓷封装中结合了石英谐振器以及放大器电路。陶瓷封装和金属盖为非常脆弱的晶体提供了强大的防护罩，使组装好的元件避免受损。一般来说，放大器电路会充分运用晶体的压电性，以电反馈来创造特定频率的共振或振荡，并由晶体谐振器的大小、切割和电镀来控制。为了支持电子产业所需的范围宽广的频率，频率控制供应供应商必须设计、储存和制造数百、甚至数千种不同的定制晶体谐振器。

除了定制晶体谐振器，石英振荡器解决方案还面临着制造上的挑战。在整个晶体市场上，便携设备占据很大的比重。更加轻薄小型的便携设备使所有的供应商必须提供体积愈来愈小的元件。而随着所有需求频率的石英谐振器尺寸的缩减，更小、更脆弱的晶体给制造的复杂度与可靠性带来了挑战，这就为晶体式振荡器带来了问题。此外，晶振方案在每个市