如果把CPU比作是電路的大腦的話(huà)，那么晶振毫無(wú)質(zhì)疑就是心臟。同樣，電路對晶振的要求也如同一個(gè)人對心臟的要求一樣，最最需要的就是穩定。目前晶振的主要加工材料還是石英，這主要是因為石英的壓電效應。除此之外，石英的易生長(cháng)、易切割也是很重要的原因之一。目前全世界在人工生長(cháng)的單晶石英，一年的產(chǎn)量約是3000萬(wàn)噸，僅次于硅。

 

隨著(zhù)電子技術(shù)的不斷發(fā)展，電子電路對器件的要求也越來(lái)越嚴格。片式化、小型化、低成本化是電子電路對現在電子器件的要求，所以越來(lái)越多的非硅型器件也正在逐漸的向硅轉化。

 

一般而言，石英工廠(chǎng)所做的工作是石英切割、從日悉廠(chǎng)商購買(mǎi)基座、起振晶片。用特殊導電膠將石英及晶片黏帖在陶瓷基座上。并進(jìn)行填充氮氣密封（如下圖）。數十道復雜的工序及大量的人工參與，則對石英工廠(chǎng)的生產(chǎn)品質(zhì)管理有著(zhù)極為嚴格的要求。而這也是品牌與非品牌石英晶振成本差別較大的重要原因。一般大廠(chǎng)如EPSON、TXC、KDS、唐山晶源等對品質(zhì)工藝的管理較高，而產(chǎn)品的成本也一直居高不下。

除此之外，石英晶振還存在高低溫穩定度差、抗震性差、存在漏氣停振風(fēng)險、應急交貨困難等缺點(diǎn)。

 

 

石英本身的溫度特性曲線(xiàn)是非線(xiàn)性的。這就表示每一顆晶振的頻率穩定度與溫度的關(guān)系都是不一樣的。一般石英工廠(chǎng)可以對樣品階段的產(chǎn)品進(jìn)行逐顆調試補償，卻無(wú)法對量產(chǎn)的產(chǎn)品進(jìn)行逐顆調試補償。所以，我們實(shí)際應用的批量石英產(chǎn)品，高低溫性能表現不一致，甚至經(jīng)常有高溫或低溫不起振現象。

 

 

石英本身是屬于易碎、怕摔產(chǎn)品。切割打磨成一個(gè)很薄的石英晶片之后，會(huì )更加容易因輕微的震動(dòng)而損壞。這就如同一面紙片厚度的玻璃，其抗震性不言而喻。所以，石英晶振很容易在運輸或SMT打件過(guò)程中損壞。

 

 

為提高石英晶振的頻率穩定度，需要對石英晶片做鍍銀處理。封裝的時(shí)候需要填充氮氣密封。而此有可能會(huì )因震動(dòng)或者密封不良造成漏氣現象。最嚴重的問(wèn)題在于是否漏氣是無(wú)法檢測的。這就好比一個(gè)被扎了的自行車(chē)胎。由于開(kāi)始比較小，你沒(méi)有發(fā)現。但當你真正在路上的時(shí)候，他卻越來(lái)越嚴重。而此現象有可能發(fā)生在出廠(chǎng)檢測、有可能發(fā)生在客戶(hù)產(chǎn)品生產(chǎn)線(xiàn)、還有可能會(huì )發(fā)生在消費市場(chǎng)應用中。

 

 

石英工廠(chǎng)會(huì )嚴格控制庫存，筆者曾經(jīng)訪(fǎng)問(wèn)過(guò)國內某知名石英工廠(chǎng)，其管理人員表示當某一頻點(diǎn)成品庫存超過(guò)2K時(shí)，就會(huì )強制銷(xiāo)售清掉庫存。所以在工廠(chǎng)沒(méi)有備貨的情況下，從客戶(hù)下單開(kāi)始，石英工廠(chǎng)需進(jìn)行切割晶片、購買(mǎi)基座與起振晶片。生產(chǎn)、老化、測試到交貨，最少需要6-12周的時(shí)間。所以無(wú)法滿(mǎn)足客戶(hù)的應急需求。

 

除此之外，石英工廠(chǎng)還存在非常規頻點(diǎn)無(wú)法及時(shí)提供樣品、一家石英工廠(chǎng)無(wú)法滿(mǎn)足 

 

客戶(hù)的多頻點(diǎn)供貨。極易造成同行調貨或客戶(hù)增加供應商的麻煩。而這些都對產(chǎn)品品質(zhì)產(chǎn)生一定的影響。

 

對于晶振硅化的研究從60年代就開(kāi)始，SiTime公司的董事長(cháng)、CEO和共同創(chuàng )始人Kurt Petersen博士1976年就在IBM開(kāi)始研究MEMS諧振器。至今Sitime的MEMS硅晶振已經(jīng)累計出貨超30億PCS。被廣泛的用于消費、醫療、工控、通信、軍工等各行各業(yè)。

 

MEMS硅晶振由于采用全自動(dòng)化的半導體工藝，內部?jì)蓚€(gè)晶片（一個(gè)是MEMS諧振晶片、一個(gè)是具有溫補功能的鎖相環(huán)CMOS電路）采用MCM封裝在一起。

Sitime MEMS硅晶振由于采用全自動(dòng)化的半導體生產(chǎn)工藝，相較石英晶振有以下優(yōu)勢：

 

 

由于硅本身的溫度特性曲線(xiàn)是線(xiàn)性的，所以在內部的CMOS晶片里面含有溫度補償電路。保證了全溫范圍內的頻率穩定性。同時(shí)由于生產(chǎn)是采用完全的半導體工藝，保證了量產(chǎn)產(chǎn)品的品質(zhì)一致性。

 

 

由于是一顆真真正正的IC產(chǎn)品，所以不存在運輸中的磕碰及上線(xiàn)打件時(shí)的損壞，也不存在漏氣問(wèn)題。產(chǎn)品不良率每百萬(wàn)顆小于0.45顆。

 

 

可使用專(zhuān)門(mén)的編程設備透過(guò)對內部的OTP Memory進(jìn)行編程，來(lái)實(shí)現頻率、電壓、精度等相關(guān)參數的控制?？煽焖俟?，極大的滿(mǎn)足了客戶(hù)縮短研發(fā)周期的需求。

 

 

加工工廠(chǎng)會(huì )提前備有大量的MEMS諧振晶片及CMOS晶片，當有客戶(hù)需求的時(shí)候僅需要進(jìn)行簡(jiǎn)單的封裝測試就可交貨，大大縮短了交貨周期。同時(shí)，代理商也會(huì )備大量未燒錄的空白片，對于緊急中小批量應用，可直接編程出貨。全部為現貨供應。

 

晶圓電子做為Sitime的一級代理商，同時(shí)是Sitime在中國區唯一的戰略合作伙伴，與Sitime共同籌建了Sitime大中華區樣品中心。專(zhuān)門(mén)負責中國區中小客戶(hù)的技術(shù)支持、樣品供應、中小批量供應。

 

同時(shí)晶圓電子是一家成立十年的半導體器件分銷(xiāo)商，有專(zhuān)業(yè)的產(chǎn)品線(xiàn)團隊、銷(xiāo)售團隊。主營(yíng)ADI、ONSEMI、ATMEL、Molex、Omron等品牌。目前晶圓電子除半導體事業(yè)部外，又投資籌建了PCB制版事業(yè)部、OEM焊接事業(yè)部。真正的全方面一體化服務(wù)于越來(lái)越多的中小客戶(hù)。