MEMS與晶體振蕩器之間的差異以及在汽車(chē)應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)

2021-06-19 14:20:57

用新技術(shù)替代成熟技術(shù)通常可以帶來(lái)功能上的突破。在過(guò)去的50年里，半導(dǎo)體行業(yè)一直在追求更小的尺寸、更快的速度和更便宜的價(jià)格(和/或更高的性能和可靠性等。)。如今，汽車(chē)應(yīng)用中的數(shù)字電路對(duì)時(shí)序有很高的要求，與過(guò)去相比，對(duì)微機(jī)電系統(tǒng)振蕩器的需求更大。本文將討論各種汽車(chē)應(yīng)用中的這種新興需求，并解釋微機(jī)電系統(tǒng)和晶振之間的差異。此外，還將介紹一種新的汽車(chē)微機(jī)電系統(tǒng)振蕩器，它可以滿足大多數(shù)時(shí)間關(guān)鍵型應(yīng)用的需求，并為所有應(yīng)用帶來(lái)更高的可靠性。

新興汽車(chē)應(yīng)用的新要求

現(xiàn)在的汽車(chē)通常配備高級(jí)駕駛員輔助系統(tǒng)(ADAS)(包括車(chē)載攝像頭、超聲波傳感器、激光雷達(dá)和雷達(dá))、信息系統(tǒng)娛樂(lè)、車(chē)載網(wǎng)絡(luò)等等，這些都依賴(lài)于精確的定時(shí)。雖然MEMS振蕩器已經(jīng)投入生產(chǎn)并在汽車(chē)領(lǐng)域使用了十幾年，但是搭載ADAS的自駕汽車(chē)需要更強(qiáng)大的功能，普通的時(shí)間同步裝置顯然做不到。

汽車(chē)領(lǐng)域的需求

可靠性一直是汽車(chē)制造商及其電子系統(tǒng)供應(yīng)商關(guān)注的焦點(diǎn)。應(yīng)時(shí)振蕩器通常使用機(jī)械切割和研磨應(yīng)時(shí)晶體，以獲得所需的頻率，這是封裝在一個(gè)密封的外殼。然而，由于晶振結(jié)構(gòu)相對(duì)較薄，容易被振動(dòng)損壞，其頻率通常被限制在固定頻率。而且這類(lèi)裝置的清潔生產(chǎn)水平不高。此外，相對(duì)較大尺寸的應(yīng)時(shí)器件在高沖擊和振動(dòng)條件下甚至不能很好地保持其性能。

相比之下，微機(jī)電系統(tǒng)振蕩器是在集成電路(IC)工廠生產(chǎn)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(shuō)，與傳統(tǒng)晶振，相比，抗振能力提高了5倍，微機(jī)電系統(tǒng)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(jī)電系統(tǒng)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(chē)應(yīng)用中，由于晶振的尺寸太大，無(wú)法滿足極其嚴(yán)格的空間限制要求，汽車(chē)中的一些攝像頭不得不進(jìn)行改裝。因此，微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)自然成為這批汽車(chē)應(yīng)用的理想替代解決方案。此外，許多新的汽車(chē)應(yīng)用，如自動(dòng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，更喜歡更小的封裝，所以微機(jī)電系統(tǒng)振蕩器的大小已成為另一個(gè)驅(qū)動(dòng)因素，以取代晶振