振蕩器(下稱XO)是一種利用諧振器和振蕩電路生成時鐘信號的有源電子器件，由于時鐘信號需要穩定，因此頻率穩定性是振蕩器性能的關鍵指標之一，即頻率隨溫度的變化。除標準振蕩器之外，還可以將獨特功能添加到XO中構成特殊振蕩器，如SSXO或VCXO和DCXO。MEMS問世之前，石英是振蕩器使用的主要技術。表面聲波也主要用于高頻低抖動振蕩器。MEMS 技術現在廣泛用于各種振蕩器，包括超低功耗kHz XO、超低抖動差分XO、系統可編程XO，以及超穩定TCXO和OCXO。

MEMS時鐘技術對5G的重要性

在網絡和通信中，時序同步對整個系統極為重要，MEMS時鐘的彈性確保可靠性能，對于缺少控制，更嚴苛的環境中部署5G至關重要。可靠性和動態性能的同樣需求推動了汽車中越來越多地使用MEMS諧振器，這種情況下系統必須在各種嚴苛條件下可靠運行。在物聯網領域，MEMS 時鐘具有體積小、重量輕和低功耗的優勢。

隨著我們進入5G和邊緣計算時代，移動運營商的無線設備需要更嚴格的時間同步，因此必須使用OCXO。5G之前，這種OCXO部署在控制良好的環境中。現在計算、核心網絡和無線拆分成系統，部署在不受控制的環境中，如信號塔、屋頂和燈柱。這種環境下，OCXO將受到振動和極端溫度的影響，部署架構的這種變化需要新的思考，以及評估MEMS和石英定時技術的優勢。

MEMS振蕩器的優勢有哪些？

與傳統石英相比，全硅MEMS振蕩器不管從生產工藝還是組件設計結構上，都更符合現代電子產品的標準，也是對傳統石英產品的升級換代。如高性能模擬溫補技術使全硅MEMS振蕩器具有優秀的全溫頻率穩定性，徹底解除溫飄問題；可編程的平臺為系統設計和縮短新產品開發周期提供必要的靈活性；完善的半導體生產鏈可讓全硅MEMS供貨期全面縮短，并提升需求應急的能力等。

頻率穩定性是非常重要的，特別是在不同溫度下的穩定性，是電子工程師在選擇振蕩器時考慮的主要參數之一。因為每一個設計，都需要保證系統在整個工作溫度范圍內正常運作。而溫飄則是傳統石英產品的弱點，難以單純從制造上克服。正由于全硅MEMS振蕩器利用溫度補償的技術，從振蕩器設計上解決了石英溫飄的煩惱，因此電子工程師在選料時有了更大的余地。他們可以選擇50PPM的MEMS振蕩器來替代很多25PPM的石英，既可滿足系統所需規格，又可降低成本。或者，他們可采用25PPM的MEMS振蕩器來提升系統總體穩定性。

MEMS振蕩器的發展趨勢

MEMS振蕩器可以利用現有硅半導體行業所使用的制造技術和設備，讓半導體行業能在代工環境中集成MEMS，下一代集成度更高的解決方案將包括MEMS振蕩器和在同一硅晶圓上制造的超大規模集成電路控制功能。MEMS振蕩器的另一個發展方向就是進入混合信號和RF應用領域，為電子產品制造商提供基于PureSilicon CMOS MEMS振蕩器的時鐘產品。