SMD晶振取代直插式成主流，全硅振荡器精度有待突破

在今年的IIC-CHINA 2011的晶振厂商展台上，发现两个特点：一是，SMD晶振已经取代直插式成为市场的主流，二是，虽然石英振荡器和全硅振荡器之争已有多年，但在中国市场大部分厂商还是采用石英作为原材料，全硅振荡器的身影依旧单薄，并没有想象中的来势凶猛。 SMD晶振取代直插式成主流

深圳福浪电子 陈军

小型化，高精度，高可靠性是晶体振荡器永恒不变的主题，随着近年来，人工成本和材料成本的上涨，大部分厂商选择增大短期投入，提高自动化生产，减少人工的依赖，SMD已然成为一种趋势，此外，受传统加工制造方法的限制，直插式晶振尺寸不可能做的很小，这也注定了直插式晶振只能成为历史。 深圳福浪电子的陈军先生表示：“目前，对于晶振需求量最大的市场依然是以手机为主的消费电子市场以及工控和无线通信领域。单个手机至少采用三个晶振（26M本振，32768时钟显示以及32M蓝牙），而手机本身对于尺寸要求就极其严苛，晶振的小型化就显得格外重要，主流手机中直插式晶振早已被淘汰，而且使用的SMD晶振尺寸也越来越小。”

深圳福浪电子在IIC展出的SMD晶振产品bmGesmc

深圳星通时频的胡华才也表示，今年客户需求明显以SMD为主，手机则以3.2×2.5和5.0×3.2尺寸为主，一些高端手机已经开始向2.5×2.0和2.0×1.6尺寸靠拢，他还表示，现在客户对产品精确度要求也变得更加严格，以±10ppm为主流规格。

深圳星通时频在IIC展出的直插和SMD晶振产品bmGesmc

很多不愿采用SMD晶振的客户主要还是价格原因，SMD要比直插式至少贵2-3倍，深圳福浪的陈军介绍，晶振价格不会像电容、电感等产品易受原材料影响，晶振每年平均降幅在10-15%，只要降到一定程度，接受范围就会扩大，而且SMD晶振有良好的一致性、可靠性，耐高温，以及小型化，这些都是直插式所不具备的。 ［转下一页：全硅取代石英，精度依旧有待突破］ {pagination} 全硅取代石英，精度依旧有待突破 虽然SMD晶振取代直插式已成定局，但全硅振荡器想要取代石英振荡器可能不会顺利，自从SiTime在2006年推出首款全硅MEMS振荡器以来，全硅MEMS振荡器就一直被认为是取代石英晶振的最佳替代品。Silicon Clock，IDT等公司也推出基于CMOS工艺的全硅振荡器（不含MEMS，石英和SAW），同样获得不亚于石英晶振的精度和可靠性，而且它们的目标就是取代小型SMD晶振，对于SMD晶体来说，受传统切割工艺的影响，价格随着体积变动，体积越小，工艺难度越大，价格越贵，而对MEMS振荡器而言，虽然制造成本昂贵，但体积越小，占用的硅片越小，越便宜。 目前全硅振荡器的制造厂商有SiTime、Discera、Silicon Clock、IDT和Mobius微系统等公司，其中SiTime主要以MEMS工艺为主，Silicon Clock的产品线既包含CMOS工艺制造的全硅振荡器，也有MEMS工艺制造的振荡器。 全硅振荡器相比于传统石英晶振的优势主要体现在：可编程，高稳定性以及量产快，面市时间短。全硅振荡器可大规模量产，根据客户需求设定频率，而不像石英，一旦切割完成，频率基本就固定。

Michael：石英晶振会继续保有2ppm甚至更低精度需求的温度补偿晶振(TCXOs)的市场份额

IDT公司近期推出一款全硅振荡器产品3C02，据IDT硅频率控制业务总经理Michael McCorquodale介绍，3C02采用全硅单芯片设计，不含石英晶体，但却能达到与石英晶振一样的性能，此外3C02还能与标准晶振实现管脚兼容，其次，3C02内部不含移动机械部件，具有良好的稳定度和可靠性，3C02支持4到133MHz的工作频率，功耗却只有2mA，非常适合消费电子、无线接口（如S-ATA 和USB）以及数据通讯应用（如千兆位以太网）等。 谈到全硅振荡器是否会取代石英晶振时，Michael表示，虽然全硅振荡器有诸多优点，但石英晶振会继续保有2ppm甚至更低精度需求的温度补偿晶振(TCXOs)的市场份额，全硅振荡器的精度暂时还无法达到这个级别，而且我们也没有在近期达到这个性能水平的计划。

Herbe: 全硅振荡器将会取代石英晶振在以太网（25M-125MHz）、PC机（S-ATA ，USB，PCI-E）以及工业（24M-44MHz）等领域的市场份额。

Silicon labs时钟产品部经理Herbe Chun也表示：“Silicon Labs所有的XO/ VCXO都提供小于1ps RMS的相位抖动特性，这使他们能够用于高速串行应用，如千兆以太网（Gigabit Ethernet）、万兆以太网（10GbE）、光纤通道（Fibre Channel）、广播视频（HD SDI）、SONET/SDH、光传输网络（OTN）、无源光网络（PON）、通用公共无线电接口（CPRI）和PCI Express Gen1/Gen2/Gen3。现在Silicon Clock的MEMS全硅振荡器抖动也已经可以做到小于1ps RMS，精确度小于20ppm， 我认为全硅振荡器将会取代石英晶振在以太网（25M-125MHz）、PC机（S-ATA ，USB，PCI-E）以及工业（24M-44MHz）等领域的市场份额，至于更高精度和可靠性需求的高端通信和军用市场，全硅振荡器暂时还无法做到。” Epson Toyocom公司则开辟一条新途径，同样采用MEMS工艺，只是原材料仍然是石英基底，而不是MEMS工艺中常用的硅基底。Epson认为石英晶体硬度及理化性质稳定，频率基本不随温度变化，由此产生的内部振荡损失也最小，非常适合精密制造，这些特性决定石英比硅更适合做频率器件，同时MEMS工艺又可以突破传统石英加工的小尺寸限制，良率和成本都得到了改善，因此，全硅振荡器要想取代石英晶振，首先必须要克服成本和精度的问题。