關于作者--SiTime樣品中心

為了加速SiTime MEMS硅晶振產品的應用普及，讓中國電子工程師能快速體驗MEMS硅晶振的高穩定性、高可靠性、超小封裝、超低功耗、超低抖動等更多優勢，SiTime公司聯合本土半導體分銷商北京晶圓電子有限公司共同建立SiTime樣品中心，為用戶提供免費樣品申請，小批量試產、現貨應急、特價申請、技術支持等便捷服務，更多信息請訪問www.sitimechina.com，客戶服務熱線400-888-2483。

摩爾定律（Moore’s law）預測，集成電路（IC）中封裝的晶體管數量將每兩年翻一番，而計算成本將減半，這一預測具有顯著的長期性。1965年，當英特爾聯合創始人兼名譽主席戈登·摩爾（Gordon Moore）做出這一大膽的觀察時，很少有人會想到，最先進的微芯片有一天會包含10億個以上的電路。50多年來，由于電路不斷縮小，計算設備一年又一年地穩步地變得更小、更快、更便宜。

但摩爾定律與物理定律背道而馳。領先的鑄造廠和芯片制造商正在達到工藝技術的物理極限，至少我們今天知道這一點。從7納米（nm）遷移到5納米及更小的節點變得非常困難，成本也非常高。集成電路性能、密度和成本降低方面的收益現在是遞增的。隨著摩爾定律的不斷發展，通過多核體系結構、軟件、人工智能和機器學習、互連、封裝和材料科學的進步，計算能力和效率將實現有意義的飛躍。

同時，摩爾定律對于獨立于5nm技術制造的其他類型的半導體器件仍有余生，包括那些包含模擬電路或根本沒有晶體管的器件。硅基微機電系統（MEMS）硅晶振就是一個很好的例子。

晶振是電子系統的心跳，傳遞準確、穩定的信號——就像人類的心跳一樣——為系統中的所有數字組件提供參考。定時裝置包括無源諧振器、有源振蕩器、集成時鐘發生器和緩沖器，每一個都為系統提供不同的功能。晶振內部有兩個基本部件：以共振頻率振動的諧振器和將這些振動轉換為電信號并進行分配的模擬IC。這些組件組合在一個封裝系統（SIP）設備中，以形成一個集成的定時解決方案。

大多數諧振器都基于石英晶振，在制造過程中需要精確切割才能達到所需的諧振頻率。雖然石英是一種成熟、廣泛使用的技術，在電子行業已經服務了70多年，但它也有一些局限性，如尺寸、易碎性、對機械應力的敏感性，以及隨時間和溫度的老化效應。此外，由于這些固有的限制以及制造和包裝限制，摩爾定律不適用于石英技術。

摩爾定律是由半導體制造業的進步實現的，每一代新工藝技術，尤其是光刻技術，都會增加晶體管密度。相比之下，MEMS的進步并不是源于工藝制造，而是源于MEMS技術和IC設計的創新。雖然摩爾定律不直接適用于硅MEMS定時器件的設計和制造，但從石英遷移到MEMS硅晶振的好處是可比的：能夠擴大生產規模，實現指數級更小的尺寸、更低的成本和更高的性能。

與摩爾定律使晶體管密度加倍、功率減半的原理類似，基于SiTime MEMS的硅晶振每一代都在不斷改進關鍵計時指標。

近年來，硅基MEMS技術已成為石英諧振器的一種優越替代品。與石英諧振器相比，基于硅MEMS的諧振器在技術和設備性能方面正在經歷指數級的改進，從而實現了更高的性能、更低的功耗、更小的尺寸和更好的可編程性。在惡劣環境中，包括不斷變化的溫度、沖擊和振動，它們通常也更堅固可靠。

由于這些原因，基于SiTime MEMS的計時解決方案正在廣泛的市場上迅速取代石英，包括消費電子、物聯網、計算、5G基礎設施、工業自動化、汽車和航空航天防御。今天80億美元的計時產業從石英到硅MEMS技術的轉變速度有多快？

時間會證明一切。

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