近日，国内首家专注于全硅MEMS振荡器领域的科技企业——麦斯塔，发布首款自研MEMS振荡器（MST8011和MST8121）。目前国内尚未具备自主研发MEMS振荡器的系统性能力，麦斯塔两款自研产品的问世，填补了国内MEMS振荡器技术领域的空白。

MEMS振荡器是指通过微机电系统制作出的一种可编程的硅振荡器，属于我们通常所说的有源晶振。它是对传统石英晶振产品的一个升级更新换代，防震效果是前者的25倍，具有不受振动影响、不易碎的特点。MEMS振荡器的温度稳定性也比传统晶振更好，不受环境温度高低变化的影响。

MEMS振荡器技术的发展

“这世界从不缺乏美，缺少的只是发现的眼睛。”硅谷初创公司Sitime几位创始人的经历告诉我们：这世界也从不缺少创新的机会，缺少的只是勇于创新的思想。几位原本在BOSCH公司从事MEMS技术研究的科学家，发现了将MEMS技术引入时钟领域的机会，发明了基于MEMS技术的全硅可编程振荡器，从此在频率市场诞生了一个完全不同以往的产品。

基于石英的振荡器在要求频率精度的应用中已经为电子行业服务了70多年。 但是由于石英振荡器技术的某些固有缺陷，再加上与硅制造基础设施相关的规模经济，全硅MEMS时序解决方案正在广泛的新兴应用中取代石英振荡器。

其实，先进的MEMS计时技术已经成熟。 由于基于MEMS的计时产品现在在许多性能类别中都超过了传统石英振荡器的性能，因此它非常适合应对航空航天和国防领域的挑战。MEMS振荡器可以实现10个PPM的精度，这是石英晶振难以达到的，现有石英晶振的最高精度为25-30PPM。更高的精度为设计师设计产品提供了冗余。MEMS晶振可以做到更低的功耗和更快的启动时间。功耗可低至3.5毫安，启动速度快至3毫秒。这可以对满足现有便携产品的低功耗要求。

2006年，第一个基于MEMS的振荡器发布了，它在冲击，振动和在特定温度下没有突然的频率跳变（活动骤降和微跳变）方面表现出了卓越的性能。自从MEMS振荡器首次发布以来，该技术已发展了多个数量级，改善了温度补偿和锁相环（PLL）的性能，从而显着降低了（更好的）抖动和相位噪声。

当今的MEMS振荡器（例如SiTime Endura™产品）是多年技术创新和改进的结果。最新的MEMS定时技术可提供低噪声/低抖动时钟，并具有无与伦比的弹性，可应对各种环境压力，包括冲击，振动，气流和快速的温度瞬变。 这可在一系列航空航天和国防应用中实现更高的可靠性和更高性能的产品。

国内首款双端口MEMS振荡器问世

麦斯塔自创立之初，即定位自主研发性能可对标国际巨头的产品。这要求公司必须同时具备开发高性能MEMS谐振器和时钟ASIC的能力，公司核心团队来自国际知名头部企业，拥有近20年的相关产品研发、工程和市场工作经验。成立两年多时间以来，麦斯塔在MEMS振荡器领域已经研发出上百项专利技术，先后获得华业天成、光远资本、大湾区共同家园、俱成投资、新潮创投、聚华传新和先风创投的投资。

此次麦斯塔推出的两款芯片，支持在1MHz~180MHz范围内输出任意频率，在小体积、低功耗、兼容输出、环境适应等产品性能方面均具备领先技术优势。

首发的MST8011产品可以实现在1MHz~180MHz范围内输出任意频率并精确到1Hz，其宽频、高精度的产品特性，可以支持客户不需要对产品进行进行任何硬件改动便能直接替换使用。MST8121产品是国内首款双端口MEMS振荡器，可以用一颗MST8121替代两颗振荡器（MHz +KHz）产生的性能，如此可以帮助客户简化系统设计、提高可靠性、减小PCB空间、节约物料和生产制造成本，实现“1>2”的效果。

麦斯塔产品可广泛应用于安防、视频传输、无人机、机器人、笔电、MBB、GPON/EPON、PC/服务器、电信设备、汽车电子、光模块及物联网终端等市场。麦斯塔预计在2024年推出32KHz MEMS振荡器、低抖动差分MEMS振荡器以及高精度温补MEMS振荡器，分别应用于消费类终端和智能电表市场；数据中心、服务器和光通信市场；消费类终端、卫星导航和电信通信市场。

MEMS振荡器行业市场前景

鉴于MEMS振荡器具有体积小、抗冲击和震动、灵敏度高、易于集成、低功耗和低电磁辐射以及快速交付等优势，在产品形态、功能、性能和成本方面完全替代并超越传统的石英晶体振荡器，可更广泛的应用在汽车电子、5G通信、卫星导航、国防军事、航空航天和物联网等领域，具有极广阔的应用前景和强劲的增量需求。

然而，作为新一代时钟源技术，MEMS振荡器开发难度大且周期长，客观存在产业和技术难题。MEMS振荡器由MEMS谐振器和时钟ASIC芯片合封而成，开发一款高性能的产品，需涉及多项高精技术：包括整体架构设计，高Q值、高稳定性MEMS谐振器，低噪声、低功耗小数PLL/FOD，低功耗、高精度测温及温度补偿低噪声、高压MEMS驱动检测等等。任何一项技术存在短板，都会对产品性能产生影响。此外，MEMS振荡器的开发还和MEMS工艺相关，单步工艺的选择和工艺的集成方法都会影响到产品的开发难度和周期。

新技术取代成熟技术通常能够带来功能上的突破。在过去的 50 多年里，半导体行业一直都在追求更小的尺寸、更快的速度以及更便宜的价格。而现如今，汽车应用中的数字电路则对时序要求非常高，相比过去对于微机电系统（MEMS）振荡器呈现出极大的需求。

现如今，汽车通常都会搭载高级驾驶辅助系统（ADAS）（包括车载摄像头、超声波感应、LiDAR 和雷达）、信息娱乐系统以及车载网络等等，而这一切都需要依赖精确的时序。尽管 MEMS 振荡器投产并应用于汽车领域的时间已长达十多年之久，但搭载 ADAS 的自动驾驶汽车需要更为强大的功能，普通的时间同步器件显然已无法胜任。

相比之下，MEMS 振荡器则在集成电路（IC）制造厂中生产，因此与其他 IC 一样具有非常高的清洁等级。确切地说，与传统的晶振相比，抗振动能力提高了5倍，MEMS振荡器的可靠性提高了20倍，抗冲击能力更是提高了500倍。据Yole Intelligence预测，预计到2030年，全球MEMS振荡器的可服务市场规模将达到500亿元以上。

文章来源： 钛媒体APP，识点百科，MEMS硅晶振，思考中的老鼠