深入解析MEMS硅晶振如何最大限度提高效率并降低认证成本
当谈及振荡器的性能和特性时,我们不可忽视其总体拥有成本这一关键因素。然而,令人瞩目的是,可编程MEMS振荡器所带来的业务和供应链优势,成为了成本节约的重要来源。特别值得注意的是认证组件这一成本要素,对于依赖类似组件的衍生产品而言,它可能形成高达数万美元的开支;而对于全新组件的引入,其成本更是可能飙升至数十万美元的级别。
组件认证是测试电子部件以确保其在集成到更大的系统或产品之前满足特定要求的过程。这是电子产品开发中的重要一步,因为未能达到必要标准的部件可能会损害整个系统的安全性、可靠性和功能性。但是,如果终端产品制造商能够跳过这个昂贵且耗时的过程呢?除了节省资源之外,更快进入市场能获得多少收益?
一个产品系列,一次认证
SiTime MEMS 硅晶振可以让客户省去组件认证的步骤,同时降低风险。这是因为认证一个 SiTime 部件就相当于认证了数千甚至数百万个 SiTime 部件。MEMS 硅晶振基于可编程架构,并按订单编程,能够在很大范围内配置为任何频率、任何电源电压、任何稳定性和任何封装。每个产品都可以生成数千甚至数百万个部件编号。
SiTime 产品具有可编程架构,能够在很大范围内配置为任何频率、任何电源电压、任何稳定性和任何封装——生成数千甚至数百万个部件编号
假设客户已经对特定输出频率的 SiTime SiT8008 振荡器进行了认证,但新的电路板设计需要不同的频率。或者客户计划使用类似的振荡器设计三到四个产品,但具有不同的时钟规格。由于 SiT8008/SiT8009 振荡器可以编程为广泛的规格,现有的认证数据可以扩展到具有不同频率(1 至 137 MHz 之间的任何频率)、不同电源电压(1.62V 至 3.63V 之间的任何电压)、不同频率稳定性甚至不同封装的 SiT8008/SiT8009 部件。
仅在狭窄频率范围内提供特定频率的晶体石英产品相比,SiTime 的一个产品系列——共用一组硅芯片和相同的认证数据——能够在较大范围内提供任何频率。
相比之下,基于石英晶振无法提供这种灵活性。石英晶体的频率取决于石英毛坯的厚度。每个石英毛坯都是为特定频率切割的,这意味着每个石英部件都需要新的认证数据。而且,由于大多数石英晶振不可编程,它们的稳定性和电压选项也较少。更重要的是,如果在一个设计中频率低于 30 或 40 MHz,而在另一个设计中频率较高,石英晶振通常会从基本模式的晶体石英振荡器变为三次或五次泛音晶体石英晶振——这完全是不同的振荡器技术和设计。
SiTime 振荡器系列的输出频率(共用一组硅芯片,不使用石英晶体)可以跨越非常大的范围,并且具有极高的分辨率。例如,SiTime的单端振荡器通常范围为 1 MHz 至 137 MHz,差分振荡器范围为 1 MHz 至 725 MHz,超级温补晶体振荡器(Super-TCXOs)范围为 1 MHz 至 220 MHz——精度高达六位小数。
减少认证工作
组件级认证包括哪些内容?针对最终使用条件对部件进行认证可能会耗费大量的时间和资源。它通常包括几个阶段,包括设计验证、可靠性测试和生产测试。首先,必须审查产品和质量文档。然后,产品必须经过长期的可靠性测试。生产测试是最后阶段,涉及对大量部件进行测试,以确保一致性并确保部件在生产环境中符合规格。
SiTime 是一家六西格玛公司。生产的产品质量极其稳定,故障率低于 1 DPPM。这在半导体行业中是佼佼者,比大多数基于石英的组件好约 50 倍。高质量和高可靠性带来安心的同时也节省了成本。但是,如果基础部件已经通过认证,跳过可靠性和生产测试步骤会带来相当大的好处,因为这些阶段需要大量时间。例如,在可靠性测试期间,产品可能会被放置在烤箱中进行加速老化,在几个月的过程中,将其取出进行读数和分析,然后再放回烤箱。有时会出现故障,有时会出现假阴性——导致过程重新开始。如果您可以使用已经通过认证且满足广泛设计需求的时序产品,为什么还要经历这个过程呢?
SiTime 在几个振荡器类别中拥有广泛的产品规格,创造了任何单一供应商提供的最大的振荡器部件编号组合。
SiTime 产品提供的广泛规格降低了组件认证成本。但它还可以在其他方面节省成本。例如,如果进行设计更改,需要您的供应商没有的时序产品。并非所有振荡器供应商都提供广泛的产品范围。如果需要对新的时序供应商进行认证,成本可能高达数十万美元。SiTime 可以降低这种成本风险。并提供最广泛的振荡器部件编号。SiTime的大多数MEMS 硅晶振与石英晶振引脚兼容,可以在现有设计中直接替代石英晶振,无需对电路板进行任何更改。
SiTime MEMS 振荡器的另一个好处是其供货速度。可以按订单型号对振荡器进行编程,并在最快 48 小时内准备好发货。
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