可编程晶振为5G提供巨大优势

DESIGN＆ELEKTRONIK编辑Ralf Higgelke与SiTime首席执行官Rajesh Vashist坐下来讨论MEMS时序的新特点,它与传统石英时序的比较,以及5G将如何改变游戏规则.以下是采访中的一些亮点.

Ralf Higgle(右):石英振荡器有哪些缺点,以及MEMS振荡器如何克服这些缺点?

Rajesh Vashist(RV):动态性能-在恶劣和不断变化的环境和系统条件下保持高性能的能力-对于诸如5G等许多应用至关重要.然而,石英振荡器无法处理振动,冲击和快速温度变化等动态条件.SiTime通过我们的系统解决方案解决了这些问题,我们相信SiTime产品是高性能系统(如5G)的首选定时解决方案.我们相信我们的客户和英特尔等合作伙伴已经验证了我们在5G领域的领导地位.在2018年,我们宣布与英特尔合作开发5G的MEMS定时.

可靠性也是石英器件的问题.石英振荡器的可靠性在10亿到3千万小时之间.SiTime通常提供超过15亿小时的MTBF.我们的MEMS定时解决方案的可靠性对核心电信基础设施和汽车等高性能系统非常重要,这些系统将长期保留在现场.

石英设备的另一个关注领域是其地理上集中的供应链.石英供应商Kyocera也提供世界上大部分的陶瓷封装.如果他们的制造地点出现问题或自然灾害,例如日本的2011年海啸,它可能会扰乱整个石英供应链.SiTime使用半导体供应链,在大多数情况下,使用可从多个供应商处获得的标准塑料封装.

RH:MEMS振荡器有哪些缺点?(价格?收益?)

RV:没有技术限制或缺点.最大的挑战是客户需要知道这些设备是可用的.今天我们有10,000个客户,但有多达150,000个电子产品客户可以使用我们的产品.

由于石英计时已经存在了90年,石英公司已经开发了比目前MEMS计时更多的产品类型.例如,石英公司提供独立谐振器,我们正在开发中.SiTime还没有提供移动TCXO.但是,随着时间的推移,SiTimeMEMS定时产品将覆盖整个市场.

关于价格和产量-我们非常有竞争力.我们的MEMS产量在90％范围内.

RH:您现在已售出超过10亿个MEMS定时解决方案.您可以从客户的回答中得出哪些结论,以及您可以从实地回报中得出哪些结论?

RV:过去,许多OEM/ODM设计师学会了通过各种解决方法克服石英的缺点.当定时解决方案运行良好时,振荡器/谐振器的选择通常不是最重要的.然而,随着5G等新标准的发挥,MEMS定时解决方案具有超越石英的巨大优势.在物联网和ADAS等其他领域,MEMS定时具有类似的显着优势.一旦客户看到我们的解决方案和优势,他们就渴望将SiTime设计到他们的应用程序中.

我们的MTBF超过15亿小时.我们的质量是0.6DPPM,比大多数Tier-1石英公司好10到100倍.客户已经开始期望SiTime提供比石英更高水平的质量和可靠性-一旦他们转向MEMS,他们很少回到石英.

RH:最近,SiTime宣布了其EmeraldPlatform.你能告诉我更多有关该平台的信息吗?什么是新的?

RV:Emerald产品是第一款基于MEMS的OCXO.它们旨在解决与夸脱OCXO相关的问题,这些夸脱对高温,热斜坡和振动非常敏感.设计人员通常需要进行3到5次电路板迭代才能正确放置石英OCXO,如果设计仍然显示灵敏度,他们必须使用塑料或金属盖来安装石英OCXO,以将其与周围环境隔离.我们的EmeraldPlatform™消除了这个问题.我们强大的OCXO可放置在电路板上的任何位置.客户第一次获得正确的位置,可以更快地推出产品并加快收入时间.

除了解决电路板设计问题外,EmeraldPlatform还在动态稳定性(系统中,存在振动,冲击,温度斜坡)方面设定了新的性能基准,比石英高出20倍-新5G必备基础架构部署Emerald产品是可编程的,始终可提供1至220MHz的任何频率,以及一系列频率稳定性,工作温度,输出类型和封装,包括比类似石英OCXO小75％的解决方案.

对于客户而言,我们已经为客户消除了一长串令人头疼的问题,让他们在晚上睡得更香.对于SiTime,EmeraldPlatform使我们能够扩展到价值15亿美元的电信和网络时序市场的更高端.

RH:Emerald专为5G基础设施而设计.在新闻稿中,您表示时间可能是5G系统中最大的失败点.你能澄清一下吗?

RV:由于多种原因,5G技术将给定时解决方案带来的压力远远超过过去.5G无线电使用毫米波技术,覆盖范围为几百米,而不是4G的千米距离.因此,5G网络将更加密集.更密集的网络使设备更贴近客户,进入更严苛,更少受控制的环境,例如在交通信号灯,路灯,建筑物,屋顶和停车场上部署.这些位置具有许多环境压力因素,例如振动,冲击,高温和快速温度变化.这些压力因素导致石英器件失效,我们认为这可能是5G中单个最大的失效点.祖母绿产品对这些环境压力源的免疫力提高20倍,并将确保网络,

考虑到5G的更密集的部署配置,更高的带宽以及关键任务服务的部署,标准机构正在使无线电到无线电时间精度规格更加严格10倍.在4G中,它是1.5微秒.在5G中,它是130纳秒(ns).为了满足这一严格的规范,我们认为将需要Emerald OCXO.