Die Timing-Lösungen auf MEMS-Basis bieten eine Vielzahl von Funktionen, die den Anwender dabei unterstützen, ihre Produkte zu differenzieren. Dazu gehören hohe Flexibilität der Parametereinstellung, geringere Größe und besondere Zuverlässigkeit. Jauch Quartz bietet als strategischer Partner von SiTime einen MEMS-Oszillator-Konfigurationsservice, der kundenspezifische Oszillatoren mit extrem kurzen Vorlaufzeiten liefern kann. Dies erhöht die Verfügbarkeit der Produkte und ermöglicht es den Kunden, flexibel in der Design-Phase zu agieren, ihre Lieferkette zu konsolidieren und so die Betriebskosten und die Markteinführungszeit zu senken.
Eine Vielzahl an Möglichkeiten
Der MEMS-Oszillator von SiTime ist ein kompletter Taktgenerator. Ein MEMS-Resonator und ein konfigurierbarer CMOS-ASIC sind in einem Gehäuse vereint. Der ASIC beinhaltet im Einzelnen eine spezielle, konfigurierbare PLL (Phase-Locked Loop), eine Temperaturkompensation, einen OTP-Speicher für die kundenspezifischen Konfigurationsparameter sowie aufeinander abgestimmte Filter und Spannungsregler. All diese Funktionsblöcke sowie der MEMS-Resonator sind im gleichen Gehäuse integriert.
Wird beim Quarz-Oszillator in der Regel für verschiedenen Frequenzen auch ein entsprechend auf die Frequenz gefertigter Quarzresonator benötigt, verwendet der MEMS-Oszillator einen einheitlichen Basisresonator. Die Generierung unterschiedlicher Ausgangsfrequenzen und weiterer Merkmale erfolgt durch die einmalige Konfiguration der PLL, beschrieben und abgespeichert in dem integrierten OTP- Speicher.
Dadurch lassen sich Parameter wie die Flankensteilheit des Rechtecksignals, die Ausgangs-Treiberstärke, die Versorgungsspannung, die Frequenzstabilität und weitere Optionen definieren – je nach Oszillatortype (zum Beispiel XO, TCXO, VCXO, DCXO, OCXO und SSXO). Auf diese Weise entstehen unzählige Variationsmöglichkeiten, angepasst an die Bedürfnisse der Applikation.
Über 100 Millionen Konfigurationsvarianten
Dies wird im Folgenden am Beispiel des -AEC-Q100 MEMS-Rohlings „Blanks“ SIT8924BA-71-XXX-000.FP000 veranschaulicht, einem nur 2x1.6 mm2 großen MEMS-Oszillator der Standardserie für den Einsatz in Automobilapplikationen im erweitertem Temperaturbereich. Die Flexibilität erschließt sich schon bei der Betrachtung der möglichen Ausgangsfrequenzen.
Der Bereich dieses Oszillators erstreckt sich von 1 MHz bis 110 MHz mit einer Einstellgenauigkeit von sechs Dezimalstellen. Allein dieses Merkmal resultiert in über 100 Millionen Konfigurationsvarianten, zuzüglich der Multiplikatoren durch Festlegung von „Frequency Stability“, „Temperature Range“, „Output Drive Strength“, „Feature Pin“ und „Supply Voltage“.
Aufgrund des individuellen Konfigurations-Service von MEMS-Oszillatoren bei Jauch können die Vorteile der Einstellmöglichkeiten von SiTime-Oszillatoren in vollem Umfang genutzt werden: Eine breite Palette an MEMS-Oszillatoren können für Bemusterungen und Vorserien nach Kundenvorgabe in der Firmenzentrale in Villingen-Schwenningen mit Lieferzeiten von nur 24 bis 48 Stunden gefertigt und geliefert werden. Sechs bis acht Wochen Lieferzeit werden für die Konfiguration von MEMS-Oszillatoren für die normale Serienproduktion benötigt.
Der Vorteil für die Supply Chain
Der entscheidende Vorteil für die Supply Chain, sind die kurzen Vorlaufzeiten. Insbesondere in Zeiten der Allokation, Bauteileverknappung und gestiegenen Beschaffungszeiten gewinnt die konfigurierbare Architektur eine zentrale Bedeutung, um kurzfristig lieferfähig zu sein und „Problembauelemente“ schnell ersetzen zu können.
MEMS-Oszillatoren von SiTime sind in sechs verschiedenen Produktgruppen bei Jauch erhältlich: MEMS-Oszillatoren für den vielseitigen Einsatz, Differential-Oszillatoren, Spread Spectrum-Oszillatoren, MEMS-OCXOs, TCXOs, AEC-Q100 qualifizierte MEMS-Oszillatoren und besonders robuste MEMS-Oszillatoren für den Einsatz in Aerospace & Defence-Applikationen. Abgerundet wird das Portfolio durch eine Reihe von Clock Buffern, die eine breite Palette an Frequenzen, fünf Standard-Eingangstypen und bis zu zehn Single-Ended- oder 20 Differenzial-Ausgänge unterstützen.
