从 5G 网络到工业机器人再到自动驾驶汽车，新兴应用需要一种坚固耐用的计时技术方法，以确保稳健、可靠的运行。

     物联网 (IoT)、人工智能和机器学习的兴起以及 5G 网络和服务的推出正在改变我们居家、工作和旅途中的日常生活。这些融合趋势正在影响个人和企业通信，并扩展到自动驾驶汽车、工业自动化、可穿戴设备以及关键任务航空航天和国防应用中的数字系统。所有这些应用都需要可靠且坚固耐用的电子系统，并带有专为弹性设计的嵌入式组件。即使在极端温度、波动、冲击、振动、气流和雷击浪涌等强烈环境压力下，这些组件也必须无中断或无故障地运行。

    虽然二极管、集成电路和微处理器等半导体器件受环境压力源的影响最小，但电子系统的其他部分更容易受到攻击，可能需要屏蔽、绝缘或其他设计功能来保护。例如，几乎所有电子系统的核心都是由两部分组成的计时设备：产生频率的机械谐振器和处理系统计时功能的模拟电路。计时设备生成一致的信号，为系统的数字组件提供参考。实际上，它是系统的心跳，就像人的心脏一样，它绝不能失败。

    直到最近，大多数谐振器都基于水晶石英，这是一种经过验证且值得信赖的计时材料，已为电子行业服务了 70 多年。现在，随着智能互联系统在高级驾驶辅助系统 (ADAS)、航空电子设备和防御系统等关键应用中以低延迟传输数 TB 数据，设计人员和制造商正在寻求能够承受持续环境压力的计时解决方案。最佳解决方案必须以非常低的故障率提供不间断运行，而不会降低性能。MEMS硅晶振操作中的任何中断都可能导致整个系统出现故障，并可能带来毁灭性的后果。

    新技术改变时间 

    微机电系统MEMS硅晶振技术通过在集成设备中结合机械和电子元件，彻底改变了电子行业的许多方面。MEMS硅晶振技术现在在汽车、医疗、工业、通信和国防应用中无处不在，从汽车安全气囊中使用的加速度计到对医疗监控系统至关重要的压力传感器。MEMS硅晶振也已成为用于石英晶振的卓越替代品。

    MEMS硅晶振的质量通常是传统石英晶振的 1/3000。这是一个显着的优势，因为您可能在物理课上记得，力等于质量乘以加速度。因此，与基于石英晶振的解决方案相比，基于MEMS硅晶振的设备质量更小，产生的力更小。除了对机械应力有更好的抵抗力之外，MEMS硅晶振通常比石英晶振具有更好的 MTBF（平均故障间隔时间）率，这使得 MEMS硅晶振成为具有挑战性的操作环境中要求苛刻的应用的更耐用的选择。 

    在艰苦的条件下努力工作 

    将近场通信 (NFC)、超宽带 (UWB) 甚至雷达添加到智能手机中现有的 4G LTE、Wi-Fi 和蓝牙接口，使数据吞吐量增加了 10 倍或更多。因此，移动应用处理器的性能不得不大幅提高，这意味着它们运行得更热。这适用于我们支持物联网的可穿戴设备和车辆，以及当今的电信基础设施、自动化工业设备和关键任务系统。 

    今天的电子应用运行得更热，温度波动也更加剧烈。设备占用空间也在缩小，为风扇和散热器冷却温度敏感组件留下的空间越来越小。关键任务航空电子设备、国防和汽车安全系统依靠实时处理性能来处理来自图像、温度和接近传感器阵列的数据。必须在不影响加工性能的情况下对以急剧温度斜坡为特征的散热进行管理。

    最后，全球导航卫星系统 (GNSS) 接收器和全球定位系统 (GPS) 在恶劣条件下运行时依靠MEMS硅晶振进行导航和定位服务。航空航天中的 GPS 系统还必须承受极端的冲击和振动条件。这些系统可以在发射前、发射期间和发射后连续运行和控制，以确保 GNSS 和 GPS 服务的稳健交付，这对于我们日益互联的世界至关重要。

    为我们其他人生产先进设备和设备的企业面临的一项挑战是供应链采购。这对他们的采购部门来说是一个挑战，因为他们经常负责识别多个来源。但是，通过适当的预测和足够的提前期，他们可以确保供应。

    鉴于这些应用日益复杂，开发商和设备制造商正在重新审视他们的MEMS硅晶振解决方案，以提供在强烈环境压力下持续可靠运行的产品。越来越多的时间技术被视为系统中的关键差异化因素和战略资产。通过对他们的设计进行不同的思考，开发人员意识到基于 MEMS硅晶振可以完成更多的工作——无论是在应对日益数字化的世界带来的设计挑战方面，还是在实现新的最终产品方面，这都是以前不可能实现的。