最适合穿戴、IOT的时钟产品，SiTime如何成为MEMS硅振领导者

上世纪20年代，贝尔电话实验室的AMNicholson和Wesleyan大学的WGCady教授一起研究酒石酸钾晶体，他们发现了在一个驱动电路中石英晶片会产生谐振反应。于是晶体振荡器产生了，大体上有XO（晶体振荡器）、TCXO（温控晶体振荡器）、OCXO（恒温晶体振荡器）、PXCO（可编程晶体振荡器）等分类。ToAesmc

晶振产业成长放缓，SiTime成产业领导者

传统的晶振行业已经非常成熟，近年来开始遭遇MEMS晶振和全硅晶振的挑战。时钟发生器是电子元件中要求最精密的，与传统石英振荡器相比，MEMS更为稳定，低价及小尺寸，同时也可以编程。ToAesmc

目前包括Pericom、Silicon Labs、SiTime、安塞美半导体公司与Fox Electronics等均在MEMS晶振领域耕耘。其中SiTime成为该领域的领导者，并在2014年被日本Fabless厂商MegaChips收购。凭借SiTime在MEMS时钟领域的份额，MegaChips取得了MEMS领域的领先地位。目前Sitime在MEMS时钟领域占了全球95%的市场份额，可提供超过20万颗不同的产品料号。SiTime的成功之处在于在业内第一家推出MEMS时钟发生器，同时拥有专门的工艺制程以及丰富及广泛的知识产权组合。

据了解，目前整个时钟市场的产值大概在60亿美金，产业整体增长趋缓，整个市场年复合成长率仅在5%。然而根据Semico提供的数据，2012年至2017年，MEMS振荡器增长的年复合增长率将超过65％。这意味着MEMS时钟已经成为时钟市场增长的主要推动力。ToAesmc

60亿美金市场，物联网成推动力

目前MEMS时钟被大量应用到手机通信、基础设施、工业和消费类产品等产品中。根据调研机构Gartner的预测，2015~2020年穿戴式设备的复合增长率将达到53%。预计未来MEMS时钟产品将主要由穿戴设备、物联网等产品推动。ToAesmc

MEMS时钟产品所针对的八大应用ToAesmc

物联网与穿戴式设备产业迅速崛起，正是精准的32 kHz参考时钟最佳应用。举例来说，其他适合使用低频率Super-TCXO的应用包括工业物联网（智能电表、电子电表、照明、安全）、消费性电子产品（医疗与健康监测器、家庭自动化）及移动智能设备（平板电脑、电子书阅读器、手机）。

SITIME针对不同行业市场的产品路线图。包括了穿戴、工业、汽车、电信等行业市场。

SiTime亚太区销售副总裁谢鸿泉(David Hsieh)ToAesmc

在3月14日深圳举行的新品发布会上，SiTime亚太区销售副总裁谢鸿泉(David Hsieh) 对《国际电子商情》记者表示，2015年Sitime35%的营收来自IoT、werable，预计未来消费类与工控类将各占1/3的营收份额。“2015年的成长是2014年的两倍，我们确定首选方向是可穿戴。2015年，我们已经达成目标，整体振荡器的出货量已经达到了前五大，年产能在9000万颗。”ToAesmc

MEMS时钟技术创新，为何更适合物联网应用？

“过去三年，SiTime针对物联网、穿戴式产品的出货已经超过6000万颗，Sitime的目标是真正解决客户所遇到的问题。目前全球前五大品牌厂商中有四家都是Sitime的客户。” SiTime营销执行副总裁Piyush Sevalia介绍了针对可穿戴市场推出的32 kHz Super-TCXOs的SiT156x/7x系列新品。这套频率解决方案与众不同，尺寸仅1.2 mm2，较石英产品缩小了85%。“有了SiT156x/7x 32 kHz Super-TCXOs，客户能设计出具备最小尺寸、最精准、超长电池续航力等可翻转市场的电子产品，证明了SiTime的MEMS频率解决方案一再为频率产业创造新局。”

SiTime营销执行副总裁Piyush Sevalia

在以石英为材料的SPXO（振荡器）厂商中，目前做得最大的是爱普生，其次是TXC，这两家最大的产能一年中达到90million，2015年，Sitime成为简单封装晶体振荡器（SPXO）领域的龙头厂商，产能达到110Million。

SiT156X与石英32 kHz TCXO竞品的对比

传统的红色的石英晶振会受到温度的影响，而硅振在不做温度补偿的情况下精度表现也更好。相较于32 kHz石英TCXO、震荡器或谐振器，SiT156x/7x MEMS Super-TCXOs拥有±5 ppm全频稳定性，包括工业温度范围（-40至+85°C）的初始偏移与偏差，更精准的时钟可实现最佳计时效果与延长电池续航力。

Piyush Sevalia表示，时钟产品的存在已经有70年了，石英产品在其中占比60年时间，创新已经非常缓慢。硅振发展则在非常早期的阶段，尚处在上升期间。石英晶体技术受物理学影响，频率愈低、晶体谐振器体积愈大；MEMS谐振器则无此限制。SiTime MEMS谐振器的一般晶粒尺寸为0.4 x 0.4 mm，质量也只有一般石英晶体谐振器的三千分之一。Piyush Sevalia表示，与石英竞品相比，此次发布的SiT156x/157x采用硅材料制造，可使用晶圆级晶片尺寸封装(WLCSP)等现代晶片封装技术。使得封装尺寸达到1.5*0.8mm,不仅尺寸业界最小，价格也极具竞争力。

SiT 1566、SiT 1568与SiT 1576 Super-TCXOs即日起上市，均为1.5 x 0.8 x 0.6 mm (长x 宽x 高)芯片尺寸封装(CSP)，在穿戴式设备、物联网或行动系统内发挥以下重要功能。这三个产品系列，主要是为了穿戴式、IOT、Mobile产品，可以让产品的寿命实用性最长。

SiTime采用Temp Flat MEMS™技术,可制造出体积极小的 MEMS硅振,面积仅 0.4 mm x 0.4 mm,并搭配精密、低功耗、混合讯号的 PLL 技术,以及精准温度感测器及补偿线路。由完整的MEMS及可编程类比系统组成Super-TCXO,经过仔细校准后,达到最佳准确度、最小封装及最低功耗。除了尺寸方面最多减少80%以外。Sitime MEMS振荡器还能够降低90%的功耗，同时具有高稳定性、芯片可编程、48小时提供样品，3周生产，终生保护承诺等优点。是目前最适合穿戴与物联网的产品。ToAesmc

Sitime的32KHz振荡器可以替代掉三颗不同的石英振荡器，可以更好的节省PCB板的面积。穿戴式设备一般需要两项32 kHz参考时钟，分别位于BT/BLE晶片休眠时钟与MCU/SOC的即时时钟，由于SiT156x/7x TCXOs为主动式元件，可轻易驱动两项负载，因此优于谐振器。单一SiT156x/7x可取代多项石英XOs或XTALs、减少物料清单、节省空间及成本；在空间受限的电路板上，主动式TCXO亦具备配置弹性之特性。

“一般穿戴设备都要跟手机连接传送数据，但是不是一直永远连接的，它的行为模式是连接、断掉睡眠，连接断掉。整个概念是如果可以少的次数连接，可以节省功耗。”PIYUSH SEVALIA表示，对接所花的时间越短，穿戴式设备越省电。在连接状态下，无线子系统以周期休眠模式运作降低功耗，定期苏醒接收中央系统或主机程序讯号。为了在精确的时间苏醒，周边无线设备仰赖 32 kHz 休眠时钟的准确度，过往受到主仆休眠时钟的误差影响，周边设备必须提早苏醒，才不会错过来自主机的讯号，但提早启动会增加功耗，造成功耗减损。对于可穿戴设备和便携终端来说，满足高可靠性、小尺寸、低功耗的MEMS晶振是最优选择。2013年，SiTime推出首款针对穿戴产品的Sit153X，可以把精度做到100ppm；2014年的Sit1552将精度做到10 ppm；到了2016年公布的最新产品SiT156x/7x已经将精度降低到了5ppm。ToAesmc

相较于传统石英晶体之稳定性为180至200 ppm，Super-TCXO仅±5 ppm，可延长休眠时间，并大幅节省系统功耗。ToAesmc

增长迅速，传统石英渠道对接Sitime

大联大控股集团旗下品佳集团-凯悌公司产品营销处资深总监郑笙祥(Andy Cheng)

大联大控股集团旗下品佳集团-凯悌公司产品营销处资深总监郑笙祥(Andy Cheng) 作为Sitime的重要渠道商，也到场为Sitime站台。“SITIME近几年的发展非常快，可以看出SITIME原厂对我们的支持是非常大的。”2015年SITIME已经排在品佳集团出货量的第16名，预计2016年可以排到14名。ToAesmc

品佳集团旗下凯悌股份有限公司总经理吴永昌表示，“过去七年间，我们与SiTime在亚洲携手合作，亲身感受到SiTime的MEMS时钟解决方案彻底改造业界，提供更多功能、更高效能、更小尺寸、更低功耗、更加稳定。最新SiT156x/7x系列的32 kHz Super-TCXOs为效能及尺寸树立新标竿，令传统石英产业望尘莫及，我们很荣幸成为SiTime的重要伙伴，期望双方事业都能继续壮大”。

据了解，Sitime在过去除了使用传统的半导体渠道，如艾睿、品佳集团，也在使用目录型的分销渠道，如DigiKEY和Mouser，“我们把原来贩卖制造石英的厂商，让他们可以导入我们的新技术。部分石英产业渠道开始跟我们对接，来销售新的产品和技术。”PIYUSH SEVALIA表示，目前SiT156x及SiT157x样品已开放客户索取，产品将在2016年第二季正式量产。ToAesmc