如影随形

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石英晶体振荡器 贴片和小型化趋势

发布时间:2018-08-13 17:49编辑:采集侠浏览(155)

         石英晶体振荡器是目前精确度和稳定度最高的振荡器,在GPS设备、移动通信和无线系统等应用领域中提供频率基准,主要有普通晶体振荡器(SPXO)、电压控制式晶体振荡器(VCXO)、温度补偿式晶体振荡器(CTXO)和恒温控制式晶体振荡器(OCXO)四类。当前石英晶体振荡器的发展,一方面表现为系列品种的增加和市场需求量的增长,另一方面,以移动电话为代表的通信产品及便携式产品反过来也对晶振的技术创新提出更高要求。

      仁和集团旗下成都仁和电子有限公司/成都奔月科技有限公司的上海分公司业务经理刘佳星认为,未来市场的热点应用将是手机和数字电视高频头中的晶振,“中国2008年奥运会等因素刺激下,预计数字电视将有很大的量起来,对晶振的需求也将大增。”据悉,仁和集团年初时晶振的月产能为1500万只,计划于年底扩产,届时月产能将达到3000万只。该公司还参展了今年度春秋两季的CSF(China Sourcing Fair:Electronics & Components),据称是为了追求知名跨国公司的订单。

      需求的增长还在反作用于晶振产品的发展。受移动通信、GPS设备、仪器仪表和民用消费电子等终端产品的发展影响,小型化、片式化、低噪声化、频率高精度化与高稳定度及高频化,是目前和未来摆在石英晶振面前的重要发展课题。

      成都仁和电子/成都奔月科技的业务经理施泱介绍说,该公司生产四种系列的晶振。包括广泛用于系统频率源、导航以及其它通讯领域的普通石英晶体振荡器(PXO),工作频率范围在1MHz至150MHz之间,频率稳定度为±25ppm,±50ppm和±100ppm,输出上升和下降时间为5ns,老化率为±5ppm/年。

      还有主要用于移动电话、笔记本电脑、PHS、GPS设备和其它无线通信设备的SMD晶体振荡器(PXO)和SMD压控/温补晶体振荡器(VCXO/TCXO/VCTCXO),其PXO和VCXO型SMD晶振输出逻辑与HCMOS/TTL兼容,因而提高了器件的适应性和设计的灵活性。用于手机的SMD晶振主要特点有高精度、高稳定度和小尺寸,精度高达±5ppm,同时采用的晶片色泽白皙同时具有低腐蚀性、不易起振,质量很稳定,尺寸规格有7×5mm、6×3.5mm、5×3.2mm、4×2.5mm。

      此外,仁和还有广泛应用于频率标准、通讯、电子仪表、测试装置、精密计量等领域的高精度高稳定度石英晶体振荡器,可根据长期频率稳定度不同分为TCXO、OCXO、VCXO、SPXO、LPXO(低噪声晶体振荡器)等类型。

      刘佳星还表示,未来晶振有向表面贴装(SMD)和小型化的发展趋势。他透露该公司正在开发用于手机的更小型SMD产品,尺寸为3.2×2.5×0.1mm。

      深圳市晶科鑫实业有限公司的特色产品有7×5mm、5×3.2mm尺寸的SMD晶体振荡器,工作频率范围在1.544MHz到85MHz之间,频率稳定度为±25ppm,±50ppm和±100ppm,CMOS负载下最大的驱动能力达到15pF。此外,该公司还有用于手机基站上的VCXO,尺寸为20.26×12.6×5.1mm和12.6×12.6×5.1mm,内部具有混合IC电路结构,兼容CMOS输出,采用全金属密封封装。据该公司国际业务部经理胡磊表示,晶科鑫目前月产量为600万只,拥有15年晶振的研发和生产经验。

      不过,中国厂商尽管拥有的产能较大,但产品多偏向中低端,在SMD化、小型化、低噪声化、高精度、高稳定度、高频化等特性的研发和生产上仍较为落后。刘佳星表示:“由于行业的进入门槛比较低,新进入者在增多,因此目前的形势还是供大于求,不过很多同行的规模还很小。”

      特别是RoHS法令即将全面实施,这将为已经处于低价竞争阶段的中国晶振供应商带来一个新的成本负担。供应商们表示,尽管成本有所上升,但由于市场竞争激烈,价格还需要不断下降,这部分的成本只能自己承担,所以利润空间逐渐趋小。刘佳星表示仁和集团从2003左右开始,就在外壳、支架方面进行改变和调整,推出符合法规的产品。晶科鑫实业的晶振产品也都通过了SGS的无铅认证,符合环保的规定。

      业内人士也评论道:“无可否认,目前在SMD晶振产品的技术开发、市场营销等方面,日本企业还是明显领先于中国公司,他们对工艺进行精细控制的水平比我们高,在制造小型化SMD晶振产品时开发制造工艺和设备的能力也要比我们强。中国企业的地位还只是跟踪和模仿,创新不够。”

      相比之下,海外制造商在技术创新方面更加活跃。NDK(Nihon Dempa Kogyo)日前推出的迷你石英晶振NX5032SD和NX8045GB,专门为胎压检测系统(TPMS)中的发射器或接收器提供频率控制。尺寸分别为5×3.2×1mm和8×4.5×1.8mm,工作频率分别在9.84MHz至40MHz之间和5MHz至40MHz之间,25℃时的频率稳定性为±50ppm。它们都密封在陶瓷表面封装中,可承受TPMS应用中强烈的冲击、振动、坠落和加速度要求。

      这些晶振在-40℃至125℃范围内有极好的稳定启动特性。NX5032SD可减小电磁干扰,这在集线器应用中是很关键的。两款晶振都符合RoHS要求,支持无铅回流焊。10,000片采购时,NX5032SD和NX8045GB(有卷带和盘式包装)单价分别为55美分和43美分(仅供参考),订货时间12周。

      Silicon Laboratories公司也于日前推出新款Si530和Si550系列晶体振荡器(XO)和压控晶体振荡器(VCXO),工作频率范围在10MHz至1.4GHz之间,RMS抖动低于0.3ps,可提供高线性度的控制电压及宽范围的电压增益选择。新产品采用该公司的DSPLL技术,集成了DSP和VCXO单片CMOS IC可替代多个分立的PLL器件。据称该公司Si530和Si550系列产品针对于时间和温度的频率稳定度是传统高频、低抖动振荡器的2倍,基于DSPLL频率的调谐精度是传统高频SAW或晶体谐振器的10倍。

      Si530和Si550器件也符合RoHS要求,采用7×5mm表面贴装封装,支持PECL、LVDS、CMOS和CML输出。Si530和Si550的批量达1千片时,单价为6.05美元至88.95美元(仅供参考),计划于本季度量产。该混合信号IC具有频率合成能力,可消除传统频率调谐所需的复杂材料的处理工程,从而简化制造工艺,可将交货周期缩短至1周。(