2018年11月5日，MEMS 時序領(lǐng)域的領(lǐng)先提供商 SiTime 公司今天宣布推出 Emerald Platform?，這是一款革命性的高精度時序解決方案，解決 5G 基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備的關(guān)鍵時序挑戰(zhàn)。借助 Emerald 平臺，運營商能夠在惡劣環(huán)境下部署 5G 設(shè)備，并可靠地提供任務(wù)關(guān)鍵型服務(wù)。

SiTime 首席執(zhí)行官 Rajesh Vashist 表示：“時序可能是 5G 系統(tǒng)中最大的潛在故障點，并可能影響性能、可靠性和營收。5G 時序?qū)ο到y(tǒng) OEM 廠商來說是一個復(fù)雜的挑戰(zhàn)，因此需要一種新的方法，那就是超越目前使用的傳統(tǒng)的組件級方法。為了解決這一大挑戰(zhàn)，SiTime 率先采用系統(tǒng)方法 Emerald，幫助我們的客戶實現(xiàn)最高水平的性能和能力。通過將 SiTime 革命性的 MEMS 與可編程模擬、創(chuàng)新型封裝和高性能算法相結(jié)合，我們創(chuàng)造了一種全新的解決方案，與目前提供的解決方案相比，其性能提升高達 20 倍。

SiTime 的 Emerald 平臺是業(yè)界首款 MEMS 恒溫振蕩器 (OCXO)。OCXO 在時序中提供頂級性能，是所有通信網(wǎng)絡(luò)可靠運行的關(guān)鍵。然而，基于石英的 OCXO 對諸如振動、溫度變化和沖擊等環(huán)境壓力因素極為敏感，這會降低網(wǎng)絡(luò)性能、減少正常運行時間，并影響任務(wù)關(guān)鍵型服務(wù)，如自動駕駛輔助系統(tǒng) (ADAS)。SiTime 的 Emerald OCXO 解決了上述難題。

Mobile Experts 公司首席分析師 Joe Madden 解釋道：“隨著移動運營商逐漸進入 5G 和邊緣計算領(lǐng)域，他們需要在無線電設(shè)備上實現(xiàn)更嚴格的時間同步，這就需要使用 OCXO。在 5G 之前，OCXO 部署在良好受控的環(huán)境中?，F(xiàn)在計算、核心網(wǎng)絡(luò)和無線電將被整合到一個系統(tǒng)內(nèi)并有可能被部署到諸如塔樓、屋頂或燈柱等非受控環(huán)境中。在這樣的環(huán)境中，OCXO 將承受振動和極端溫度帶來的考驗。這種部署架構(gòu)上的改變需要新思路，也要對 MEMS 時序技術(shù)和石英時序技術(shù)的各自優(yōu)勢進行評估?！?/p>

Vashist 繼續(xù)說道：“我們獨有的系統(tǒng)方法正助力 SiTime 在 10000 名客戶的 200 個應(yīng)用中取得成功。例如，我們的產(chǎn)品總能實現(xiàn)可編程性，這有助于在短短的交貨周期內(nèi)確保 100% 的可用性。我們創(chuàng)新的溫度補償算法，結(jié)合我們的 MEMS 和模擬組件，確保 5G 設(shè)備可以部署在任何環(huán)境中的任何地方。展望未來，我們將繼續(xù)使用我們的系統(tǒng)專業(yè)知識來進一步加強我們在價值 15 億美元的網(wǎng)絡(luò)和電信時序市場中的領(lǐng)先地位。”

解決石英 OCXO 的可用性難題

鑒于傳統(tǒng)石英 OCXO 的敏感性，客戶必須采取大量預(yù)防措施以確保可靠運行。一大難題是 OCXO 的電路板布局。OCXO 在布局時需要遠離壓力因素，例如熱量和氣流誘發(fā)的熱沖擊。這樣會導(dǎo)致布線復(fù)雜性增加和潛在的信號完整性問題。此外，設(shè)計人員也嘗試使用專門的塑封型 OCXO 蓋進行熱隔離，但這會增加制造步驟和生產(chǎn)復(fù)雜性。Emerald MEMS OCXO 消除了所有這些問題：它們簡化設(shè)計、縮短開發(fā)時間、加速營收，同時提升系統(tǒng)性能。

通過可編程性提供靈活性

傳統(tǒng)石英 OCXO 是從頭定制的產(chǎn)品。它們在特性的可用性方面存在嚴重限制，例如頻率、輸出類型、工作溫度和系統(tǒng)內(nèi)控制。SiTime 的 Emerald 平臺 MEMS OCXO 則沒有這些限制。通過使用可編程模擬架構(gòu)，Emerald OCXO 可提供 1 到 220MHz 范圍內(nèi)任意頻率，確保客戶能為自己的應(yīng)用選擇最佳頻率。此外，該器件還提供 LVCMOS 和限幅正弦波兩種輸出類型，以實現(xiàn)最佳板性能。在不久的將來，Emerald OCXO 將提供更廣闊的工作溫度范圍(-40 到 +95°C，-40 到 +105°C)和用于系統(tǒng)內(nèi)編程的 I2C 串行接口。

Emerald 平臺 SiT5711 OCXO 和 SiT5712 OCXO 的主要規(guī)格：

所有對比都是相對于基于石英的Stratum 3E OCXO

· 在有氣流和熱沖擊的情況下性能提升 10 倍

o ΔF/ΔT 動態(tài)穩(wěn)定性：±50ppt/°C 典型(ppt = 兆分之一)

o 阿倫方差 (ADEV)：有氣流情況下 2e-11

· 無與倫比的易用性

o PCB 布局不受限

o 熱隔離無需機械屏蔽

o 片上穩(wěn)壓器，無需外部 LDO 或鐵氧體磁珠

o 耐潮濕

· 尺寸：9 x 7mm，縮小 75%。提供匹配常規(guī) OCXO 尺寸的適配器板

· 高度：6.5mm，厚度減小 40%，消除機架系統(tǒng)中的障礙因素

· 抗振性提高 20 倍，理想適用于戶外燈桿安裝設(shè)備

· 抗麥克風(fēng)效應(yīng)、抗板彎折效應(yīng)，理想適用于大型電信 PCB

· 目前支持 -40 到 +85°C 溫度范圍，不久將支持 -40 到 +95°C 和 -40 到 +105°C 溫度范圍

· 唯一一款可編程 OCXO 平臺，支持 1 到 220MHz 間的任意頻率，支持 LVCMOS/限幅正弦波輸出

· 半導(dǎo)體級質(zhì)量與可靠性以及批量間一致性

· 無活性下降

現(xiàn)為符合條件的客戶提供 Emerald MEMS OCXO SiT5711/12 樣品。將于 2019 年 2 季度正式投產(chǎn)，并通過 Digi-Key 和 Mouser 等目錄分銷商供貨。