取代石英晶体　MEMS振荡器难竟全功

微机电系统(MEMS)振荡器全面取代石英晶体振荡器的美梦难圆。虽然MEMS振荡器基于与半导体制程和封装技术相容而树立低成本优势；然而，其在温度及相噪(Phase Noise)的整体表现远不及石英晶体成熟，短期内仅能切入有线通讯应用，在无线领域仍将以石英晶体为主流技术。

台湾晶技行销处长李翰林(右)强调，台湾晶技可依各种时脉元件需求，提供不同性价比的解决方案达到客制化效益。左为台湾晶技研发处长姜健伟
台湾晶技行销处长李翰林表示，在时脉元件市场上，MEMS技术取代石英晶体的范围其实具有局限性。举例来说，以全矽组成的MEMS谐振器(Resonator)，将无法达成如石英晶体振荡器的超高品质因子(Q Factor)、-40～85℃温度范围及稳定度，而须透过外部锁相回路(PLL)电路加温度补偿，才能符合温度要求规格。

李翰林进一步指出，由于MEMS振荡器须搭配锁相回路电路，使其在功耗、底部及近端相噪的规格，无法延伸到无线通讯领域；故短期内仅能在通用序列汇流排(USB)、串列式先进附加介面(SATA)等领域有所发挥。

台湾晶技研发处长姜健伟说明，MEMS技术在有线通讯应用市场又可分为低频率的谐振器与高频率的振荡器，由于谐振器为被动元件而振荡器为主动元件，因此，在客户端应用中考量多重供应商来源的情况下，谐振器市场将不会被MEMS技术所威胁，石英晶体元件仍将凭藉既有的材料特性优势，持续在时脉元件市场发光发热。

不过，姜健伟不讳言，由于愈来愈多的时脉元件应用产品，要求精简尺寸及价格亲民，特别是行动装置的要求最为迫切。如此一来，MEMS技术基于半导体制程的批量生产，辅以元件尺寸的微缩让单一晶圆产出数量增加，确实能以成本及尺寸优势吸引厂商目光，而逐步拉抬市场渗透率。

为维持石英晶体的市场竞争力，姜健伟透露，台湾晶技针对石英晶体产品的尺寸进行优化，目前已量产的封装尺寸已缩小至1.6毫米(mm)×1.2毫米，可满足行动装置要求；同时更积极开发下一代1.2毫米×1.0毫米封装，以持续在行动装置领域站稳一席之地。此外，针对温度补偿石英晶体振荡器(TCXO)，目前已量产尺寸亦达2.0毫米×1.6毫米，同步正在开发1.6毫米×1.2毫米封装。如此一来，尺寸优势将不再是MEMS强压地头蛇的利器。

另一方面，姜健伟表示，由于石英晶体目前仍仰赖传统的陶瓷基座或金属外壳封装方式，故成本随经济规模与良率控制而有所起伏，让MEMS技术有可趁之机。因此，在台湾晶技下一代的技术蓝图中，已提出石英晶体相容半导体制程的概念来降低成本，以持续擘画此一传统技术发展前景。