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关于硅晶振的由来

作者:admin 浏览次数: 日期:2020-12-28 13:50

    随着现在的科学技术的发展速度之快,各种新的电子产品研发也随之加快,各种新奇的电子产品也随之而不断的涌现出来。

    在过去的电路板中,我们常见的就是二极管、三极管、电阻、电容等最最底层的电子元器件到现在都渐渐地消失了,各种的集成电路、各种电子模块渐渐地替代了这些“古董级”电子元器件。

    现在一提到电路就会想到,各种电子信号的传输,而这些电子信号的传输,也都是需要一些各种电子元器件的互相搭配而形成的。其实一个完整的电路就 如同一个人类一样的完整。假如在计算机中的CPU比作是人类的大脑来给各个部件发出指令,那么毫无置疑的晶振就是人类的心脏,负责给各个部件发出行动信号,保证各个部件有着充足的能量,以让他们稳定完好的完成自己的工作任务。其中最最重要的一点就要保证它的稳定性。

到目前为止,世界上的国家所做出晶振的原材料还是石英晶体,因为这个石英晶体具有一定的压电效应,而现在很多的电路都是通过这个压电效应来完成工作的。就目前而言,世界上所制造的人工生长的石英晶体的产量相当的庞大,产量仅次于另外一种材料 —— 硅。

现在各大厂商也都在控制成本,追求产品的集成化、低成本化,但是对于原来的晶振的成本颇高,所以很多的厂商都在逐步转型的硅晶振的发展方向!

    对于原来的晶振来说还存在着一下的问题:

    1、高低稳定度差:

       石英晶体的温度特性曲线是非线性的。这就说明了一点,就是每一颗晶振的频率稳定度与温度的关系都是唯一的,所以需要对每一颗晶振进行逐一调整。如果是小批量的还行,就需要人工调整,那就增加的人工的成本。如果是大批量的生产可定会出现高低温性能表现不一致,甚至经常有高温或低温不起振现象。

    2、抗震性能差:

       由于石英晶体的本身属于易碎、怕摔产品。更是由于在生产过程中,会将产品打磨的非常的薄,这样就增加了产品的损坏性。

    3、存在漏气风险。

       为了增加石英晶振的稳定度,需要对其晶片做一个镀银处理。然后在封装的时候,再进行一个充氮气的密封。而在产品的运输过程中的任何震动,都         有可能造成产品的氮气泄漏,从而导致其不起振或者是稳定度偏差等等问题。最严重的问题是无法对其进行检测,因为这个问题就是像一个自行车的车带,有一个很小的孔,一般不容易被人发现,随着车的骑行、使用,孔越来越大,最后造成不可挽回的地步。但是这个问题会发生的地方很多,例如产品的包装、运输、制作、使用等诸多地方,是认为不可控制的。

     4、交货期困难

        一般厂商的产品库存不会太多,虽然产品都会做一个老化率的一个工艺,即使是军品级做完了老化率这个工艺,也是有一定的时间的,如果时间太长,也不能完全保证其能够达到原来的出厂标准。而且其交货期最少要是需要6周左右。无法满足客户的继续需求。

     5、频率点狭窄

        一般的晶振只能做到常规的频率点,但是在实际的应用当中需要的频率点比较偏,所以这种晶振达不到,或者是无法制作该频率点, 因此造成很多客户的流失。而且由于一些较偏的频率点,只有少数的货商能有库存。这就造成了货商相互调货,而产品在运输中颠簸,有可能会损坏产品,使其在电路中造成不起振,或者是频率偏差等后果。

       总结上述的原因,SiTime公司的董事长、CEO和共同创始人Kurt Petersen博士1976年就在IBM开始研究MEMS谐振器。至今Sitime的MEMS硅晶振已经累计出货超30亿PCS。被广泛的用于消费、医疗、工控、通信、军工等各行各业。

关于硅晶振的由来(图1)

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