2018年11月5日，MEMS 時(shí)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(shí)序解決方案，解決 5G 基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備的關(guān)鍵時(shí)序挑戰(zhàn)。借助 Emerald 平臺(tái)，運(yùn)營(yíng)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(shí)序可能是 5G 系統(tǒng)中最大的潛在故障點(diǎn)，并可能影響性能、可靠性和營(yíng)收。5G 時(shí)序?qū)ο到y(tǒng) OEM 廠商來(lái)說(shuō)是一個(gè)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(jí)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(shí)現(xiàn)最高水平的性能和能力。通過(guò)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(dá) 20 倍。

SiTime 的 Emerald 平臺(tái)是業(yè)界首款 MEMS 恒溫振蕩器 (OCXO)。OCXO 在時(shí)序中提供頂級(jí)性能，是所有通信網(wǎng)絡(luò)可靠運(yùn)行的關(guān)鍵。然而，基于石英的 OCXO 對(duì)諸如振動(dòng)、溫度變化和沖擊等環(huán)境壓力因素極為敏感，這會(huì)降低網(wǎng)絡(luò)性能、減少正常運(yùn)行時(shí)間，并影響任務(wù)關(guān)鍵型服務(wù)，如自動(dòng)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(dòng)運(yùn)營(yíng)商逐漸進(jìn)入 5G 和邊緣計(jì)算領(lǐng)域，他們需要在無(wú)線電設(shè)備上實(shí)現(xiàn)更嚴(yán)格的時(shí)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。現(xiàn)在計(jì)算、核心網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線電將被整合到一個(gè)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(dòng)和極端溫度帶來(lái)的考驗(yàn)。這種部署架構(gòu)上的改變需要新思路，也要對(duì) MEMS 時(shí)序技術(shù)和石英時(shí)序技術(shù)的各自優(yōu)勢(shì)進(jìn)行評(píng)估。”

Vashist 繼續(xù)說(shuō)道：“我們獨(dú)有的系統(tǒng)方法正助力 SiTime 在 10000 名客戶的 200 個(gè)應(yīng)用中取得成功。例如，我們的產(chǎn)品總能實(shí)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(bǔ)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(lái)，我們將繼續(xù)使用我們的系統(tǒng)專業(yè)知識(shí)來(lái)進(jìn)一步加強(qiáng)我們?cè)趦r(jià)值 15 億美元的網(wǎng)絡(luò)和電信時(shí)序市場(chǎng)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(yùn)行。一大難題是 OCXO 的電路板布局。OCXO 在布局時(shí)需要遠(yuǎn)離壓力因素，例如熱量和氣流誘發(fā)的熱沖擊。這樣會(huì)導(dǎo)致布線復(fù)雜性增加和潛在的信號(hào)完整性問(wèn)題。此外，設(shè)計(jì)人員也嘗試使用專門的塑封型 OCXO 蓋進(jìn)行熱隔離，但這會(huì)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(wèn)題：它們簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)、縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間、加速營(yíng)收，同時(shí)提升系統(tǒng)性能。

通過(guò)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?cè)谔匦缘目捎眯苑矫娲嬖趪?yán)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(tái) MEMS OCXO 則沒(méi)有這些限制。通過(guò)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(shí)現(xiàn)最佳板性能。在不久的將來(lái)，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(tái) SiT5711 OCXO 和 SiT5712 OCXO 的主要規(guī)格：

所有對(duì)比都是相對(duì)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(dòng)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(wú)與倫比的易用性

o PCB 布局不受限

o 熱隔離無(wú)需機(jī)械屏蔽

o 片上穩(wěn)壓器，無(wú)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(jī)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(tái)，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(jí)質(zhì)量與可靠性以及批量間一致性

· 無(wú)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(guò) Digi-Key 和 Mouser 等目錄分銷商供貨。