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Emerald MEMS OCXO 为什么说它是革命性的?

2018-11-05
王伟
关键词: SiTime OCXO

  SiTime是一家MEMS模拟半导体公司,也是全球唯一一家专注于计时的公司,旨在通过突破性的硅MEMS时钟解决方案,来实现时钟行业的“硅”替代。自2005年至今,SiTime的MEMS时钟器件累计出货量超过10亿颗。全球时钟器件整体市场规模约为60亿美元, SiTime牢牢占据了MEMS时钟器件90%以上的市场份额。

  SiTime在计时领域的成功绝非偶然,而是来自于极致的专注性和创新力。与其他时钟器件公司非常不同,SiTime将时钟器件从设计到制造的所有关键环节都掌握在自己手中,由此形成了SiTime四大核心工程设计能力--MEMS、PLL、温度补偿和封装。而其他时钟器件厂商通常将这些功能中的一个或多个进行外包。SiTime采用系统方法来实现创新:全面优化MEMS谐振器、混合信号CMOS和系统级集成,以提供最佳的解决方案。

  让我们以数字来说明过去十年间,SiTime的创新速度是多么的惊人。凭借100多项专利和领先竞争对手5年的优势,SiTime的产品在关键的时钟参数(频率稳定性、相位抖动、阿伦方差和器件封装尺寸)上,取得了成百上千甚至多达万余倍的提升。而且这一快速创新的在未来仍将继续。

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  就在今天,SiTime宣布推出了一款革命性产品--Emerald Platform。Emerald Platform是首个基于 MEMS 的系列的恒温振荡器 (OCXO),它能够解决 5G 基础设施设备的关键时序挑战。

  精准时钟是5G基础架构的核心

  随着进入5G 和边缘计算,移动运营商的无线设备需要更严格的时间同步,因此必须使用 OCXO。5G 之前,这种OCXO 部署在控制良好的环境中。现在,计算、核心网络和无线拆分成系统,部署在不受控制的环境中,如信号塔、屋顶和灯柱。这种环境下,OCXO 将受到振动和极端温度的影响。部署架构的这种变化需要新的思考,以及评估MEMS和石英定时技术的优势。

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  就如SiTime 首席执行官 Rajesh Vashist 所说,时序可能是 5G 系统中最大的潜在故障点,并可能影响性能、可靠性和营收。运营商对5G服务计时的需求主要集中在四个方面:1、网络切片要有130 ns无线对无线的精确性,能够最大限度地减少光谱干扰并最大化利用带宽;2、执行关键任务服务时时钟不能出现故障,设备要保证无 “激发性跳变”的最高可靠性,并且能够免受冲击、振动和温度的影响;3、可以随处部署简单的小型系统,该小型系统可以在高温下运行,能够免受冲击、振动和温度的影响,且兼具尺寸小、功耗低的特点;4、零停机要求下稳定的时钟性能保障,要具有包括冲击、振动和温度因素的抗瞬变能力,且性能不随时间而变化。

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SiTime 首席执行官 Rajesh Vashist

  满足上述需求的5G 时序对系统 OEM 厂商来说是一个复杂的挑战,因此需要一种新的方法,那就是超越目前使用的传统的组件级方法。为了解决这一大挑战,SiTime 率先采用系统方法 Emerald,帮助客户实现最高水平的性能和能力。通过将 SiTime 革命性的 MEMS 与可编程模拟、创新型封装和高性能算法相结合,创造了一种全新的解决方案,与目前提供的解决方案相比,其性能提升高达 20 倍。

  最强大的5G计时解决方案

  Emerald Platform是一种基于 MEMS 的Stratum 3E解决方案。借助 Emerald Platform,运营商能够在恶劣环境下部署 5G 设备,并可靠地提供任务关键型服务。

  Emerald Platform支持网络切片、ADAS 和 M2M 通信等新服务,并在15亿美元电信和网络时钟市场中确立新的性能基准:抗热震荡能力提高10倍,抗振动能力提高20 倍,尺寸减小75%。它具有前所未有的易用性,降低设计复杂性,加快实现营收。与石英 OCXO不同,Emerald不需要保护元件,也没有位置或气流限制。

  不仅如此,Emerald Platform具有最大灵活性:是业界唯一可编程的 OCXO。传统石英 OCXO 是从头定制的产品。它们在特性的可用性方面存在严重限制,例如频率、输出类型、工作温度和系统内控制。SiTime 的 Emerald Platform MEMS OCXO 则没有这些限制。通过使用可编程模拟架构,Emerald OCXO 可提供 1 到 220MHz 范围内任意频率,可谓不同应用提供最佳频率。

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  SiTime的计时解决方案可满足每个5G网络节点的需求,覆盖了计时服务器、回传设备(OTN、PTN)、DU/CU、前传设备(以太网、PON、线缆)和基站(RRH)等5G通信的各个环节的应用需求。