尺寸/功耗優於石英 MEMS振蕩器攻進手機市場

MEMS振蕩器正式進軍智慧型手機市場。

美商賽特時脈發表新款行動裝置專用32kHz微機電系統振蕩器，擴大向石英元件供應商宣戰；由於該方案整體設計成本已媲美傳統石英元件，占位面積與功耗則分別縮減85%和50%，因而一推出即吸引十五家以上手機製造商青睞，可望迅速瓜分行動裝置時脈元件市場商機。

SiTime行銷執行副總裁Piyush Sevalia認為，為加快手機業者的系統設計改搭MEMS振蕩器，SiTime也將推出相關參考設計，縮短轉換流程。

SiTime行銷執行副總裁Piyush Sevalia表示，手機開發商對內部零組件的體積、省電要求日益嚴格，導致傳統石英振蕩器漸不敷使用，並正醞釀導入新興小尺寸、低功耗MEMS時脈元件。

特別在平價、高規格的5～6寸平板手機設計熱潮興起後，品牌廠希望能縮減印刷電路板空間，用以增加近距離無線通訊、感測功能或鋰電池容量，因而也加速手機內部時脈元件由石英轉換到MEMS的發展。

目前全球前十大手機品牌廠幾乎全投入Phablet開發，甚至中國大陸中低價智慧手機製造商也開始競逐大螢幕設計，給予MEMS振蕩器崛起契機。

因應市場需求，在MEMS時脈元件市占高達八成的SiTime，繼2011～2012年推出個人電腦、網通設備專用產品後，日前更搶先打造首款可用於手機設計的32kHz MEMS振蕩器，積極圈地行動市場；新產品除尺寸較現有最小石英封裝再縮小70%外，由於不須搭配兩顆電容，更可將整體系統占位空間減少85%。

同時，SiTime也導入可編程設計，讓32kHz MEMS振蕩器彈性支援1Hz～32kHz運作頻率，可配合主處理器或系統的省電模式降低頻率，以減少驅動功耗。

Sevalia強調，愈來愈多行動裝置要求降低輕載效率，以延長鋰電池使用時間，由於MEMS可透過數位電路動態調整頻率，因而能以每秒啟動一次的頻率，將資料讀取功耗降到最低；相較之下，石英振蕩器大多僅能定頻運作，且局限於石英晶體物理特性，在降頻同時也會加大晶片尺寸，無疑與手機設計背道而馳。

Sevalia指出，以32kHz振蕩器發起MEMS在行動裝置時脈應用市場的第一波攻勢，主要考量在於每台平板、手機平均須配備一至兩個32kHz時脈元件，需求強勁；同時能有效突顯MEMS晶片尺寸、功耗優於同級石英元件的優勢，吸引手機開發商青睞。

現階段，該公司已爭取到十五家手機品牌廠或原始設備製造商的合作機會，並開始送樣；預期今年下半年即可完成終端產品樣品設計，正式為MEMS時脈元件廠打開手機市場大門。

不過，相較於具60年歷史的石英產業，MEMS供應鏈僅發展7年多，因而也引發業界對其產能不足與價格過高的疑慮。

對此，Sevalia回應，目前MEMS振蕩器內部諧振電路IC和MEMS諧振器，製造良率均達到99%，且相容標準互補式金屬氧化物半導體晶圓製程與封裝，可有效降低量產成本。

以SiTime為例，旗下MEMS諧振器分別在Bosch Sensortec、Tower-Jazz投產，而諧振電路IC則下單台積電，采專業分工的無晶圓廠經營模式，要進行製程微縮或擴產反而比石英供應商容易。

Sevalia進一步解釋，由於全球80%的石英陶瓷封裝產能被日商Kyocera掌握，每一代晶片尺寸微縮又須搭配新封裝技術，在供貨來源不足、技術演進投資成本高且時程長的因素影響下，將逐漸在行動應用市場上喪失價格優勢。