MEMS硅晶振能取代石英晶振吗?

在物联网时代，智能设备对小型化、低能耗的要求越来越苛刻，刺激了MEMS硅晶振的繁荣。今年下半年以来，有关MEMS硅晶振的新闻一浪热过一浪，彷佛MEMS硅晶振就要一统天下，独霸石英晶振市场了。

几乎所有的电子产品系统都需要时钟，时钟器件的重要性，有如电子产品的“心跳”。石英晶振作为时钟器件的基础已有60年之久，但是在电子产品体积微型化和系统设计复杂化等趋势的影响下，石英晶振受制于自身的物理特性和高成本，已难以满足电子产品日趋严苛的性能和成本要求，这是你既有事实。尤其是在物联网时代，时钟器件必须往微型化、低功耗、高集成度的方向发展。

随着MEMS技术的日趋成熟，MEMS硅晶振开始走向市场。MEMS硅晶振是基于微机电系统而制造的一种可编程硅振荡器。相较于石英晶振，MEMS硅晶振产品采用标准的硅制程，可依循半导体技术和工艺的演进将尺寸越做越小、性能越做越高、成本越做越低。另外，MEMS硅晶振在功耗、抗干扰和供货周期上与石英晶振相比也都具有明显的优势。


时钟市场规模达60亿美元


目前，整个时钟市场的规模可达60亿美元。主要分为三大领域：频率控制器件、半导体时钟器件以及时钟系统。其中，频率控制器件（传统石英）需要投入大量资金建制工厂，所需的陶瓷封装技术也只有爱普生、京瓷等少数日产晶振企业掌握。另外一家新公司SiTime另辟蹊径，其产品可以用成本低廉且广泛应用于标准半导体元器件的塑料封装，由博世和Tower Jazz提供MEMS和晶圆，台积电代工。相比时钟市场年均5%的复合增长率，2012年至2017年，MEMS硅晶振增长的年复合增长率将超过65%。

SiTime公司是MegaChips的全资子公司，专注于MEMS时钟产品设计，拥有包括MEMS、模拟和系统在内的100项专利技术。目前SiTime的MEMS时钟产品已经广泛应用于基站、服务器、交换机、路由器、车载、安防、数码以及手机、平板和可穿戴等消费电子领域，总出货量超过四亿颗，市占率高达九成。


MEMS硅晶振也终将取代石英器件


面对IoT带来的巨大机遇，包括SiTime在内的欧美晶振企业、村田等日产晶振企业在内的大多数晶振厂家都认为：如同集成电路取代分立器件、数字存储取代磁盘和胶卷，MEMS硅晶振也终将取代石英器件。截至2018年2月8日，SiTime Corporation已达到10亿片MEMS硅晶振器件出货量。

随着物联网和可穿戴设备不断成长，市场对于时钟小型化与低功耗的需求日益增强，SiTime等晶振厂家都将重心放在可穿戴设备、物联网以及手机等移动设备，这也是晶振行业的三大成长动力。