MEMS與晶體振蕩器之間的差異以及在汽車應用中的優勢

2021-06-19 14:20:57

用新技術替代成熟技術通常可以帶來功能上的突破。在過去的50年里，半導體行業一直在追求更小的尺寸、更快的速度和更便宜的價格(和/或更高的性能和可靠性等。)。如今，汽車應用中的數字電路對時序有很高的要求，與過去相比，對微機電系統振蕩器的需求更大。本文將討論各種汽車應用中的這種新興需求，并解釋微機電系統和晶振之間的差異。此外，還將介紹一種新的汽車微機電系統振蕩器，它可以滿足大多數時間關鍵型應用的需求，并為所有應用帶來更高的可靠性。

新興汽車應用的新要求

現在的汽車通常配備高級駕駛員輔助系統(ADAS)(包括車載攝像頭、超聲波傳感器、激光雷達和雷達)、信息系統娛樂、車載網絡等等，這些都依賴于精確的定時。雖然MEMS振蕩器已經投入生產并在汽車領域使用了十幾年，但是搭載ADAS的自駕汽車需要更強大的功能，普通的時間同步裝置顯然做不到。

汽車領域的需求

可靠性一直是汽車制造商及其電子系統供應商關注的焦點。應時振蕩器通常使用機械切割和研磨應時晶體，以獲得所需的頻率，這是封裝在一個密封的外殼。然而，由于晶振結構相對較薄，容易被振動損壞，其頻率通常被限制在固定頻率。而且這類裝置的清潔生產水平不高。此外，相對較大尺寸的應時器件在高沖擊和振動條件下甚至不能很好地保持其性能。

相比之下，微機電系統振蕩器是在集成電路(IC)工廠生產的，因此它們與其他IC一樣具有非常高的清潔水平。確切地說，與傳統晶振，相比，抗振能力提高了5倍，微機電系統振蕩器的可靠性提高了20倍，抗沖擊能力提高了500倍。

此外，微機電系統振蕩器具有緊湊的尺寸和魯棒性。相比之下，晶振的面積有限，越小越貴。在空間有限的一批汽車應用中，由于晶振的尺寸太大，無法滿足極其嚴格的空間限制要求，汽車中的一些攝像頭不得不進行改裝。因此，微機電系統技術自然成為這批汽車應用的理想替代解決方案。此外，許多新的汽車應用，如自動數據采集系統，更喜歡更小的封裝，所以微機電系統振蕩器的大小已成為另一個驅動因素，以取代晶振