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効率を最大化し、資格取得コストを削減

前回のブログでは、発振器の性能と機能に関連する総所有コストについて説明しました。ただし、最も大きなコスト削減の一部は、プログラム可能な MEMS 発振器のビジネスおよびサプライ チェーンのメリットから生まれます。認定コンポーネントは、類似のコンポーネントを使用した派生製品の場合は数万ドル、まったく新しいコンポーネントの場合は数十万ドルに達する可能性があるため、考慮すべきコストの 1 つです。

コンポーネント認定とは、電子部品をより大きなシステムや製品に組み込む前に、特定の要件を満たしているかどうかを確認するために電子部品をテストするプロセスです。必要な基準を満たさない部品はシステム全体の安全性、信頼性、機能性を損なう可能性があるため、電子製品の開発において重要なステップです。しかし、最終製品メーカーがこのコストと時間のかかるプロセスを省略できたらどうなるでしょうか。リソースを節約できるだけでなく、市場投入までの時間を短縮することでどれほどのメリットがあるでしょうか。

1つの製品ファミリー、1つの資格

SiTime シリコン MEMS タイミング製品を使用すると、お客様はコンポーネント認定をパスできると同時に、リスクも低減できます。これは、SiTime の部品 1 個を認定することは、SiTime の部品を数千または数百万個認定することと同じだからです。当社の製品はプログラム可能なアーキテクチャに基づいて構築されており、注文に応じてプログラムされるため、幅広い範囲で任意の周波数、任意の電源電圧、任意の安定性、および任意のパッケージに構成できます。各製品から、数千または数百万の部品番号を生成できます。

SiTime 製品はプログラム可能なアーキテクチャを備えており、幅広い範囲で任意の周波数、電源電圧、安定性、パッケージに設定できるため、数千、数百万もの部品番号が生成されます。

顧客が特定の出力周波数で SiTime SiT8008発振器を認定したが、新しいボード設計では異なる周波数が必要とするとします。または、顧客は同様の発振器を使用してクロック仕様が異なる 3 つまたは 4 つの製品を設計することを計画しているとします。SiT8008/ SiT8009発振器は幅広い仕様にプログラムできるため、既存の認定データを、異なる周波数 (1 ～ 137 MHz の任意の周波数)、異なる電源電圧 ( 1.62V ～ 3.63V の任意の電圧)、異なる周波数安定性、さらには異なるパッケージを持つ SiT8008/SiT8009 部品に拡張できます。

狭い周波数範囲内で特定の周波数のみを提供する水晶製品と比較して、共通のシリコン ダイ セットと同じ認定データを共有する SiTime 製品ファミリは、広い範囲内で任意の周波数を提供できます。

対照的に、水晶ベースの製品では、このような柔軟性は提供できません。水晶の周波数は、水晶ブランクの厚さに依存します。各水晶ブランクは特定の周波数に合わせてカットされるため、各水晶部品には新しい認定データが必要です。また、ほとんどの水晶製品はプログラム可能ではないため、安定性と電圧のオプションも少なくなります。さらに、ある設計では周波数が 30 または 40 MHz 未満で、別の設計では周波数が高い場合、水晶デバイスは通常、基本モード水晶発振器から第 3 倍音または第 5 倍音水晶水晶製品に変わります。これは、発振器のテクノロジと設計がまったく異なるものです。

SiTime 発振器ファミリーは、共通のシリコン ダイ セット (水晶は使用されていません) を共有しており、出力周波数の範囲が非常に広く、非常に細かい分解能で対応できます。たとえば、当社のシングルエンド発振器は通常 1 MHz ～ 137 MHz、デュアルエンド (差動) 発振器は 1 MHz ～ 725 MHz、 Super-TCXO は1 MHz ～ 220 MHz で、精度は最大 6 桁です。

資格取得の労力を削減

コンポーネント レベルの認定にはどのようなことが必要ですか? 最終使用条件に対する部品の認定には、かなりの時間とリソースがかかります。通常、設計検証、信頼性テスト、製造テストなど、いくつかの段階があります。まず、製品と品質ドキュメントを確認する必要があります。次に、製品を長期信頼性テストにかける必要があります。製造テストは最終段階で、一貫性を確保し、製造環境で部品が仕様を満たしていることを確認するために、多数の部品をテストします。

SiTime はシックス シグマ企業です。当社は、故障率が 1 DPPM 未満という極めて一貫した高品質の製品を生産しています。これは半導体業界でも最高水準であり、ほとんどの石英ベースのコンポーネントよりも約 50 倍優れています。高品質と信頼性は、コスト削減とともに安心をもたらします。しかし、ベース部品がすでに認定されているため信頼性と製造テストのステップを省略すると、これらの段階にかなりの時間を要するため、大きなメリットが得られます。たとえば、信頼性テスト中、製品は加速劣化のためにオーブンに入れられ、数か月かけて取り出されて読み取りと分析が行われ、その後オーブンに戻されます。時には故障が発生することもあれば、偽陰性が発生することもあり、その場合はプロセスが最初からやり直しになります。幅広い設計ニーズを満たす、すでに認定されたタイミング製品を使用できるのに、なぜこのプロセスを経るのでしょうか。

SiTime は、複数の発振器カテゴリにわたって幅広い製品仕様を提供しており、単一のサプライヤーが提供する発振器部品番号のポートフォリオとしては最大規模となっています。

SiTime 製品が提供する幅広い仕様により、コンポーネント認定コストが削減されます。しかし、他の方法でもコストを削減できます。たとえば、設計変更が行われ、サプライヤが取り扱っていないタイミング製品が必要になった場合はどうでしょうか。すべての発振器ベンダーが幅広い製品を提供しているわけではありません。新しいタイミング サプライヤの認定が必要な場合、コストは数十万ドルに上る可能性があります。SiTime は、このコストの危険性を軽減できます。当社は、最も幅広い発振器部品番号を提供しています。当社の発振器のほとんどは、水晶デバイスとピン互換で、ボードを変更することなく、既存の設計で水晶をそのまま交換できます。

SiTime MEMS 発振器のもう 1 つの利点は、入手の速さです。当社では、注文に応じて発振器をプログラムし、最短 48 時間で出荷できるように準備できます。

SiTime ソリューションのプログラム可能なアーキテクチャにより、超高速のリードタイムが可能になります。SiTimeDirect では、数百万の製品を数秒でお客様の設計ニーズに合わせて構成し、簡単な支払いオプションで購入して、最短 48 時間で出荷できます。

認定はエレクトロニクス業界では重要なプロセスであり、安全性、信頼性、機能性を確保するために必要です。しかし、企業はこれまで以上に収益を重視し、時間とリソースをどこに投資するかのバランスを取っています。周波数の変更などの設計変更を行う場合、適切な発振器を使用すれば、完全な再認定作業を開始せずに実行できます。収益化までの時間を短縮し、リソースを他のエンジニアリング領域に移し、次のイノベーションに集中できるのに、なぜ部品の認定に時間を費やすのでしょうか。

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この記事の執筆に協力してくれた Eric Garlepp 氏と Robin Ash 氏に感謝します。

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