图一，IDT公司4H系列MEMS振荡器具有业界最低的相位抖动

 4H系列MEMS 振荡器性能

与以往的MEMS振荡器相比，IDT的4H系列MEMS有其独特的差异化性能。IDT 的 4H 系列 MEMS 振荡器拥有一个差分的 LVDS / LVPECL 输出，和相比同级别产品最低的相位抖动（100 fs @ 1.875 – 20 MHZ和亚 300 fs @ 12 KHZ – 20MHZ），能够满足高性能网络应用对低抖动芯片组的需要。同时，器件中还集成的频率裕量 (frequency margining) 设定功能，能够使客户在应用操作中能够将振荡器频率微调至 ±1000 ppm，实现误码率最小并便于裕量测试。这一技术使得时钟系统处在一个稍微更高的频率，允许 OEM 厂商降低误码率，并能减少网络应用的封装损失。与只提供固定频率的竞争性 MEMS 器件不同，IDT 的器件允许数以百计的偏频，它们会在达到 625 兆赫的任何基础频率选择之后 —— 甚至在最终生产系统中产生。这使得设计人员能够加快开发进程和优化系统性能。

IDT公司MEMS部门总经理Harmeet Bhugra介绍说，4H MEMS 振荡器的高可靠性，来自于 IDT 专利的压电 MEMS (pMEMS) 谐振器技术，该技术可确保提供高可靠性的高频率源，这使得IDT MEMS 振荡器的可靠性可优于传统的石英振荡器 40 倍，且无扰动、无零时故障、对电磁干扰 (EMI) 有更高抖动阻力，并具有出色的抗冲击和抗振性。

4H系列MEMS 振荡器的应用优势

在谈到4H系列MEMS振荡器在应用中给客户带来的价值时，Harmeet Bhugra表示，这款产品事实上可以解决很多客户的痛点，因为它具有更低的相位抖动，很多厂商是希望有更低的比特误差率，因为更低的相位抖动意味着更低的比特误差率。同时， PPM频率裕量的设定功能，可以生成或者改变成千上万偏置的频率，即使在最后的生产系统当中也可以做到这一点，这个功能也可以让客户来监测误码率，之后通过对PPM进行调整，来实时的调谐。4H系列MEMS振荡器第三个优势是可靠性提升，它的可靠性相比于传统的石英的振荡器有40倍的提高。最后，采用该器件，可以使得客户成本有很大的节约，由于采用了小尺寸的3.2×2.5QFN封装，可以给设计人员节省更多的电路板的空间。
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4H系列MEMS 振荡器的行业评价

IDT 公司副总裁兼计时与同步部门总经理 Christian Kermarrec 表示：“IDT 最新的MEMS 系列构建于标准的 4M 和升级的 4E 振荡器系列基础上，满足万兆以太网和网络应用对高性能的要求。作为计时解决方案的领导厂商，我们为客户提供最高性能部件和创新特性，以便于他们进行下一代产品开发。我们很高兴看到很多 OEM 厂商越过 MEMS 起步型提供商而选择 IDT，这正是由于 IDT 所能提供的经验和技术创新。”

HIS 公司 MEMS 与传感器部门总监和首席分析师 Jérémie Bouchaud 表示：“云计算和存储架构正在快速发展，几乎 50% 的服务器和存储簇随着万兆以太网而出货。高性能MEMS 振荡器能使企业级计算和存储架构的误码率更低，并能同时提供更好的可靠性。”

4H系列MEMS振荡器产品路线图

4H系列是IDT公司在MEMS振荡器产品线上的迄今为止性能最高的一款产品。2012年5月，IDT推出了4M MEMS振荡器的产品系列，4M的MEMS振荡系列抖动不到1pm，它是一个引脚兼容的产品，现在已经进行了全面的生产。在2013年初，IDT推出了增强型的，或者叫做升级版的4E振荡器系列，它支持多种输出模式，有四个频率可供选择，也就是说可以用一个单个的4E的振荡器可以取代4个标准的振荡器。而最新推出的4H  MEMS振荡器系列，它是具有全球最低抖动的MEMS振荡器，很适合10G以太网，以及40G以太网的应用。

4H系列MEMS振荡器供货

IDT 的 4H MEMS 振动器适用于多种封装尺寸，包括更小的 3225(3.2 x 2.5 mm)，以节省密集部署应用中的板空间和成本。IDT 4H MEMS 振荡器目前处于客户送样阶段，采用标准的 7.0 x 5.0 mm, 5.0 x 3.2mm 和3.2 x 2.5mm VFQFPN封装。器件可用大多数标准频率，自定义频率可根据要求进行配置。

延伸阅读：MEMS振荡器与石英振荡器比较

MEMS振荡器以其突出的特性，被认为是传统的石英振荡器的替代产品。

石英振荡器一般制造的方式及其缺点： 

1.一般而言，石英厂商所做的工作为石英切割、与日系厂商购买基座、起振芯片；将石英以及芯片以特殊黏胶结合后至于基座上，并进行填充氮气密封。数十道繁复工序；且需要大量人工参与量产制造、质量管理。绝大部分石英厂商常见或偶见厂内生产控管不良造成之产品污染、密封不良造成漏气（使频率偏离规格）等不良现像。  

2.不同频率震荡器；厂商需对石英做不同方式的切割、不同频率起振的方式也需搭配不同的芯片，支持的电压不同、或者需要的抖动（ jitter）、精度规格不同，震荡器内部搭配的起振芯片均不同。

所有石英厂商建厂后，除非增加生产线，否则生产产能固定；供货有限。所有石英厂无法针对所有规格的震荡器准备生产线或具备生产规模；因此一般而言；个别厂商仅针对某些规格产品生产，造成系统厂商客户不可能采用“OneStop Shopping”的采购目标。即使系统厂商目标是缩减同类型产品的供应商，但由于石英产品的特殊性，以及其生产工艺上的限制，厂商的目标如果停留在仅对现有石英供应商之间采购，绝无法达成；而 SIT IME的全硅可编程震荡器，从设计、生产上的根本性变革，具备提供厂商 “One Stop Shopping”的条件。   由于不可能为客户厂商不同需求震荡器备料齐全，石英厂商间普遍存在同业调货状况，即不同石英生产厂商透过同一品牌交货给系统厂商，调货交货也意味着质量控管的空窗。因此一些系统厂商严明规定合作石英厂商不得有调货供货状况；以避免此无法控制之质量风险。  
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3.石英产品的频率精度与温度关系非线性关系（或称温飘；一般为向下抛物线）。一般石英产品规格书上标示的频率稳定度（或精度）；一般为在 25℃室温；除此之外，还有所谓”温飘”。由于其非线性的关系，系统厂商在实验室测试内测试的精度，甚或利用高低温测试到的石英震荡器规格，并无法保证石英厂商在量产交货阶段所交付厂商的元件均能符合其要求的规格。   由于非线性石英对温度的特性，使得石英产品在物料进厂检验时变得无所依据，直到上线测试，才有机会判断来料的质量。   有时候因为石英原料的不良，在系统厂商 SMD过程中经过回流銲（无铅制程高达 26 0℃）制程时，也会对石英造成质变，使得震荡器的频率产生偏移。 

4.石英产品的防震性不良。石英本身易碎、怕摔。石英与起振芯片结合时所采用的点胶方式，以及使用的材质均会对震荡器封装的稳定性、一致性具有一定的影响。防震性不良，造成货运过程可能有到货不良 (DOA–defectofarrival)、SMT打件损耗等。  

5.石英产品密封不易保证；造成频率偏差。石英切割后需镀上水银，其整体厚度决定了起振的频率。封装时需将内部以氮气填充，保持与空气隔绝以避免内部材质氧化，造成频率改变。或因封装不良、或因震动；均可能对外观密封质量改变，即所谓漏气。一般漏气可能发生在石英厂出厂前的检测；或到系统厂后生产完成测试发现频率偏移、或系统厂商生产测试完成出货后在客户端发生不良。（类举：如轮胎被钉子刺穿后，泄气时间不等）  

6.石英产品交货周期长。由于生产所需原料需来自于不同供应商；包括芯片厂、基座厂商、石英晶棒厂商，以及厂内的切割设备、生产员工等资源均会影响交货周期。一般而言，在厂内以及、销售渠道无库存状况下，交货周期由 6 ~12周。而一般非常用、大量生产之产品，其订货周期长达8～ 16周。交货周期不定：由于生产工序复杂；任何一道工序产生错误，该批生产均需从头来过；造成交期重置。 

MEMS振荡器的制造方式及其优点：

1. MEMS振荡器是由两颗芯片；一为全硅 MEMS谐振器，一为具温补功能之启动电路暨锁相环 CMOS 芯片；利用标准半导体芯片 M CM封装方式完成。 
2. MEMS生产制程，采全自动化标准半导体制造流程；与生产线上人工素质无关。如所有今日在所有电子产品设计内所使用的 IC一般；具备优良的稳定性以及质量；不易在生产过程中出现人为失误。 
3. 支持频率、精度、电压可编程；可满足客户不同规格组合之震荡器需求。 
4. 支持所有业界标准封装 (7050, 5032, 3225, 2520)，所有规格产品交货期仅需 2~4周。 
5. MEMS振荡器封装无密封问题，标准 MCM封装，防震性达石英产品的 25倍。出货不良率低于1 dppm。 
6. MEMS振荡器内部起振锁相环芯片，具备温补功能；频率精度相对于温度的变化为线性关系，规格所标示的频率精度涵盖震动频偏、温度频偏、老化频偏等。 
7. MEMS产品之质量一致性乃透过设计阶段完成；与石英产品在量产阶段控制质量之制造控管方式不同，系统厂商无须担心来料与量产样品认证之不一致性。


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