ブログ

パワー、サイズ、重量の限界を打ち破る

今週、ウェアラブル、IoT、モバイル市場向けに設計された業界最小かつ低消費電力の MHz 発振器が 発表され、MEMS ベースのタイミングが再びクォーツの限界を打ち破りました。 SiT8021発振器は、当社の新しい µPower MHz 発振器ファミリの最初のデバイスであり、従来の水晶発振器に比べて劇的な改善が施されています。

• 消費電力が 90% 削減– バッテリー寿命が延長
• 40% 小型– 製品の小型化が可能
• 70% 軽量– ウェアラブルの軽量化が可能

これらは、スマート ウォッチ、フィットネス バンド、健康監視デバイス、タブレット、スマートフォン、ワイヤレス IP カメラ、ポータブル オーディオ、アクセサリに独自の価値を提供するメリットです。これらの製品内で、SiT8021 は、低電力 MCU または SoC、オーディオ インターフェイス、グルー ロジックなどのいくつかの機能に低周波リファレンスを提供できます。

これらのバッテリ駆動製品の設計者は、小型かつ低消費電力のタイミング基準を見つけるという課題に直面しています。 MEMS テクノロジーが登場する以前は、電子デバイスは水晶ベースの発振器を使用していました。しかし、水晶共振子の場合、周波数が低くなるほど共振子は大きくなります。 MEMS にはこの制約がありません。

マイクロパワーはどのようにして実現されるのでしょうか？

SiT8021 が消費する電流はわずか 100 µA です。これは、μPower 製品に採用されている MEMS 技術とアナログ技術の両方の革新によって実現されています。 SiTime の µPower 32 kHz SiT15xxソリューションと同様、1 ～ 26 MHz SiT8021 は、SiTime の画期的な TempFlat MEMS™ テクノロジーに基づく 524 kHz 共振器を使用します。これにより、いくつかの利点が得られます。まず、SiT8021 は MHz リファレンスではなく kHz リファレンスを使用するため、消費電力が大幅に少なくなります。さらに、TempFlat MEMS™ のネイティブ周波数安定性は 100 PPM 発振器に十分であるため、発振器ダイ上のオンチップ補償回路は必要ありません。これにより、消費電力とダイサイズの両方が削減されます。発振器内の周波数シンセサイザーは、高度に最適化されたフェーズド ロック ループ (PLL) を利用して、MHz 周波数での高いパフォーマンスを実現します。

超小型サイズはどのようにして実現されるのでしょうか？

MEMS 発振器は本質的に非常に小さいです。SiTime の MEMS 共振器ダイの典型的なサイズはわずか 0.4 x 0.4 mm で、質量は典型的な水晶共振子の質量の 1/3000 です。 MEMS 共振器は標準的な CMOS 装置を使用して製造され、シリコン ダイ内に密閉されています。当社の共振器はシリコン内に完全にカプセル化されているため、最小のパッケージを実現する WL-CSP (ウェーハレベル チップ スケール パッケージング) などの最新の IC パッケージング技術を使用してパッケージ化できます。この構成では、MEMS ダイが発振器ダイ上に取り付けられ、発振器ダイがデバイスの設置面積を定義します。つまり、市場のどの水晶発振器よりも 40% 小さい 1.5 x 0.8 mm です。このサイズの SiT8021 は、設置面積の点で業界最小の発振器であるだけでなく、高さ 0.55 mm で 45% 薄くなります。これにより、システム設計者はボード レイアウトを柔軟に変更でき、より小型のフォーム ファクターを実現する創造性を発揮できます。また、SiT8021 は 1.28 mg で、最軽量の水晶ベースの発振器より 70% 軽く、設計者に製品全体の重量を軽減する新しい方法を提供します。

サイズ、重量、電力削減の限界を押し上げることで、SiT8021 は SiTime の革新と業界初の歴史を継承します。私たちは、お客様が当社の新しい µPower 発振器を採用し、以前は不可能だった製品を設計することで、新世代の製品を開発するのを見るのを楽しみにしています。