用BAW做振子!TI的创新技术会带来怎样的变化?

发布时间:2019年03月13日 16:03    发布者:eechina
关键词: BAW , 谐振器 , 时钟
我们都知道时钟对于通信设备的重要性。在即将到来的5G时代,无处不在的通信网络需要更多高品质的时钟。时钟的核心是谐振器。目前,石英晶体谐振器是使用最广泛的时钟器件。

但石英振荡器存在一些固有缺点,如抗振动、抗冲击性能差。特别是,石英晶体不容易被集成到标准的硅集成电路中,只能作为外围设备独立存在。

为了克服石英振荡器和石英时钟的性能缺点,半导体行业不断寻找更优良的替代方案。例如,一些厂商目前提供精度更高、性能更稳定的MEMS时钟。

作为一家大型半导体厂商,美国德州仪器公司(Texas Instruments,简称TI)拥有深厚的模拟集成电路经验积淀,时而利用传统电路推出一些不可思议的创新产品,如电感数字转换器 (LDC)。最近,TI又商业化了一项新发明:在通信IC中集成BAW谐振器。

BAW(Bulk Acoustic Wave,体声波)是很久以前就被人类发现的物理现象,我们通常用它来制造滤波器。此次TI独辟蹊径用BAW来制作谐振器,着实令人感到有些意外。

据德州仪器半导体事业部中国区业务拓展总监吴健鸿介绍,TI并不打算制造分立的BAW谐振器,而是将它集成到各类芯片当中。他说,在芯片中集成BAW谐振器不仅能减少外围器件数量从而简化设计并降低系统成本,而且能够提高器件的抗干扰性能。此外,BAW谐振器的固有特性能够降低由于温度变化以及冲击和振动而带来的影响。因此,这种集成式的振子性能要显著优于分立的石英器件。当然,与石英晶体不同,BAW谐振器可以用常规的硅集成电路工艺生产,这样才能将它集成到芯片当中去。

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图:TI BAW技术原理

目前,TI推出了两种集成了BAW谐振器的器件:SimpleLink CC2652RB无线MCU和LMK05318网络同步器时钟。

SimpleLink CC2652RB无线MCU支持2.4GHz通信标准,如ZigBee和BLE。借助TI的BAW 技术,此款MCU可将PCB面积缩小12%。CC2652RB抗干扰能力强,具有同类产品最佳的频率稳定性(+/- 40ppm),可用于工业和汽车行业,提升整个产品的性能。

网络时钟芯片LMK05318可支持400Gbps连接,在312.5 MHz (APLL1)频率下抖动性能为50fs RMS,在155.52 MHz (APLL2)频率下抖动性能为125fs RMS。特别地,LMK05318将无中断切换性能(±50-ps相变)提高为竞品的4倍,保证了数据传输的稳定性。

吴先生介绍说,TI还将陆续推出更多的集成BAW谐振技术的通信芯片,以适应高性能通信设施基础架构和无线通信的要求。对于此类创新技术,我们也期望早日看到其实际应用效果,以及它会给通信行业带来怎样的改变。
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