MEMS硅晶振片上时钟系统的优势有哪些

SiTime Timing 让5G愿景成为现实

SiTime片上时钟系统在5G网络下更快，相较于4G网络它能将时间同步精度提高10%，能够应用于更多的设备，具有更好的环境复原力。片上时钟系统对于停机时间的感知更加灵敏，同时它的续航能力在5G的支持下也达到了一个新高度，远比4G网络下的石英晶振功耗低，可靠性高。该系统的应用能够节约90%的能源以及减少频率的延迟，从性能和各个方面都有很大的提升，功能应用也更加的便利。

SiTime解决了5G基础设备中的定时问题

SiTime产品SiT9514x，它具有环境复原力，灵活的输入监控、切换，微机电系统可靠性等一系列的性能优势，同时它还能满足5G网络的要求，可以进行户外部署，它的停机时间为零，可靠性更高，对应适用的网络设备有收音机、BBU、交换机、路由器。而产品Elite TCXO Emerald OCXO的整体性能提高了4倍，它在105℃的环境下灵敏度提高了20倍，平均无故障时间提高了40倍，在5G网络下时间同步提高了10倍，能够进行户外部署，可靠性也更高，适配的网络设备有交换器、路由器、无线电。SiT9501XO有最低抖动值，对电源噪音的承受能力提高了2倍，尺寸在原来的基础上缩小了50%，它在5G网络下比4G快4倍，耗费的功率更少，设计更密集，能够适用的网络设备有光学模块。SiTime在很多方面上解决了5G设备的定时问题，同时能够帮助这些设备达到更加精准的计时以及更好的运用，SiTime助力了5G网络的连接和5G设备的使用。

SiTime的核心竞争力是所有计时设备的基础

SiTime的产品在不断的改进和创新中逐渐进化，从谐振器和振荡器到时钟发生器、抖动清洁器、网络同步器，无论是性能还是使用方面都有很大的进步和提升。传统的SiTime产品无论是种类还是功能都非常的单一，最初只有无源晶振和有源晶振，无源晶振只能通过外部振荡电路来连接，而有源晶振封装内有2块芯片，只有一个输出，输出方式单一，应用也非常的受限。时钟发生器在封装内2块芯片的基础上，有了多重输出的功能，输出不再单一的同时还有1个或多个PLL，能够可选择输入。而抖动清洁器在时钟发生器的基础之上又新增了消除输入抖动的功能，极大的提高了计时设备的稳定性，适用范围更广。在其它性能相同的情况下网络同步器拥有了多个时钟同步域的功能，它能够将不同设备的时钟调整为相同的时间标准，以便它们能够协同工作、交流数据和执行协同任务。这一功能的出现促进了网络通信的发展，在网络通信中，时间同步意味着网络中的所有设备参照同时间基准工作，这对于数据的采集、处理和传输至关重要。

为什么选择SiTime MEMS?

一、小型化与集成度高：
1.尺寸小巧：MEMS 硅晶振的尺寸可以做到非常小，无论是单独的谐振器还是与控制电子器件组合的封装部件，都能实现毫米级甚至更小尺寸的设计。这使得它在对空间要求极为严格的电子设备中具有极大的优势，如可穿戴设备、智能手机等小型化电子产品，能够为其他电子元件留出更多的空间，有助于实现设备的轻薄化设计。
2.高集成性：硅晶振可以与其他硅芯片进行高度集成，例如可以嵌入到收发器中的调制解调器中，或者作为微控制器内的实时时钟。这种集成能力不仅减小了系统的体积，还提高了系统的可靠性和稳定性，减少了外部连接和干扰的可能性。

二、频率稳定性高：
1.温度稳定性好：传统的石英晶振在温度变化时，频率会发生较大的漂移，而 MEMS 硅晶振对温度的变化不敏感，在宽温度范围内能够保持稳定的频率输出。其内部的温度补偿电路可以根据温度的变化自动调整频率，使得在不同的工作环境温度下，时钟系统的频率精度始终保持在较高水平。温度变化时其精度会更高，能够增强振动下的稳定性，可靠性更高。

2.抗干扰能力强：MEMS 硅晶振的结构设计使其对电磁干扰、机械振动等外部干扰因素的敏感度较低。在复杂的电子系统中，周围的电路和电子元件可能会产生电磁辐射和振动，MEMS 硅晶振能够在这种环境下保持稳定的工作，不会因外界干扰而出现频率波动或时钟信号失真的情况。

三、低相位噪声和抖动：在数字通信系统和高精度电子设备中，相位噪声和抖动是衡量时钟系统性能的重要指标。MEMS 硅晶振能够提供较低的相位噪声和抖动，确保时钟信号的准确性和纯净度，从而提高系统的数据传输速率和信号处理精度。这对于高速通信、音频处理、图像传输等对时钟精度要求较高的应用场景至关重要。
四、可编程性与灵活性：

1.频率可编程：MEMS 硅晶振的输出频率可以通过编程进行设置，能够满足不同电子设备对时钟频率的多样化需求。设计人员可以根据具体的应用需求，轻松地调整晶振的频率，而无需更换硬件，大大提高了设计的灵活性和效率。
2.功能可扩展：除了基本的时钟功能外，MEMS 硅晶振还可以集成其他功能模块，如分数 N PLL（锁相环），可以将内部谐振器频率转换为所需的输出频率，并在整个温度范围内补偿谐振器频率、调整初始偏移，还能实现扩频、调制输出等功能，为系统提供更多的功能选择和应用可能性。
五、可靠性高：
1.工艺先进：MEMS 振荡器制造商采用标准的半导体封装工艺，在高温、清洁、真空的环境中密封 MEMS，为其创造了一个干净、无湿气的环境，消除了污染或水分引起的性能问题。并且产品经过严格的质量检测和验证，具有较高的可靠性和稳定性。
2.寿命长：MEMS 硅晶振的结构简单，没有易磨损的机械部件，因此具有较长的使用寿命。与传统的石英晶振相比，其老化率更低，长期使用过程中频率稳定性的变化较小且平均无故障运行时间为19.6亿小时，可靠性是石英的50倍。
六、快速交付与量产：MEMS 硅晶振采用标准的半导体工艺和封装，利用庞大的半导体工业基础设施进行生产，产能高且生产周期短。振荡器样品可以编程并在短时间内获得，即使是非标准频率的定制需求，也能够快速满足，有利于电子设备的快速研发和量产。

SiT9514x“时钟片上系统”集成微机电系统，实现最高可靠性

SiT9514x属于集成MEMS，为稳健的5GRRU室外部署而设计，环境复原力使其能够灵活地在全球部署单一设计，抗震性提高10倍，能够在低温条件下可靠启动。没有晶体无法匹配或可靠性的相关问题，最多有4个输入口、11输出口，输入输出模式不再单一，同时它还能达到8千赫至2.1千兆赫的频率，多达4个数字的PLL进行统一整合时钟信号，使高频器件正常工作。还可灵活规划频率，支持任何输入/输出类型：LVPECL,LVDS,HCSL,CML,LVCMOS。它拥有出色的相位抖动，典型值为125fs rms(12kHz~20MHz)，可编程的PLL环路带宽为1豪赫兹至4千赫兹，涵盖范围广。灵活的运行模式，能够同步设备，让其自由运行或保持在一定频率，可用于IEEE 1588的DCO模式，具有5ppt的分辨率。

SiT9514x将单一设备简化设计，减少BOM、节省了空间。SiT9514x把所有时钟整合到数据中心交换机中，集成微机电系统的片上时钟系统可靠性提高了10倍，消除了与石英有关的现场故障，对电源噪音、电磁干扰、冲击和电路板弯曲的适应能力提高了10倍，简化设计、节省空间、减少BOM、加快了上市时间。 作为集成MEMS谐振器，它能够提供多达4个独立时钟域，消除与石英有关的可靠性现场故障，灵活的输入监控和无触点开关确保无故障运行，切换过程中26 fs相位扩展可保持下游系统的连续性，PLL带宽低至1毫赫兹，优化了对网络定时噪声(游走)的过滤，在输入端之间可快速无中断切换，确保设备的正常运行和操作，而其丰富的可编程功能和配置选项让9514应用达到最大化，可在系统内进行编程，或出厂时已预先编程。