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MEMS発振器が大きく進化！　100ppbのTCXOが登場：情報通信市場の水晶代替へ（2/2 ページ）

» 2016年09月26日 09時30分公開

[竹本達哉，EE Times Japan]

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外付けのLDOやDACが不要

　回路／機能を集積しやすいMEMSの特長を生かし、0.2ピコ秒/mvの電源ノイズ除去機能やI²CないしSPIで少量の周波数をデジタル制御できる機能を備え、外付けのLDOやDACが不要だ。

「Elite Platform」の機能ブロック図と主な特長（クリックで拡大）出典：SiTime

Piyush Sevalia氏

　価格については非公表だが「外付け部品が不要であり、水晶に比べて、システムレベルでのコスト低減が見込める。何より、温度変化や振動に強いなどこれまでの水晶では不可能だったことをElite Platformは実現しており、価格面以外の競争力で十分に市場に浸透できる」とSevalia氏は語る。

　Elite Platformは、Stratum3規格のコア／エッジネットワーク用Super-TCXOであるSiT5356、SiT5357の他、車載／工業用途のGNSS（衛星測位システム）用のSuper-TCXO（周波数安定性±0.5ppm）や、12kHzから20MHzの範囲でのRMSフェーズジッタが0.23ピコ秒の超低ジッタ差動入力SPXO品（周波数安定性±10ppm）、高温度高信頼性差動出力VCXO品をラインアップする。このうち、超低ジッタ差動入力SPXO品と高温度高信頼性差動出力VCXO品は、既にエンジニアサンプルを提供済み。Super-TCXOについては、2017年上半期のサンプル出荷を予定している。Super-TCXOはいずれも6.0×4.9mmサイズのSOIC-8パッケージを採用し、SPXO／VCXOについては、3.2×2.5mmサイズQFNパッケージと7.0×5.2mmサイズQFNパッケージの2種がある。

「Elite Platform」として提供される4つの製品群（クリックで拡大）出典：SiTime

MEMS発振器「ここ10年で目覚ましい進化」

　Sevalia氏は、「MEMS発振器は、ここ10年間で目覚ましい進化を遂げた。周波数安定性は10年前、±25ppm程度だったが、Elite Platformにより±0.1ppmに達した。ジッタも、10年前の175ピコ秒から0.23ピコ秒と800倍も改善された。まだまだMEMSは進化の途上であり、MEMSが水晶を置き換えられる領域はさらに広がっていく」とした。

過去10年におけるSitimeのMEMS発振器の性能進化を示すグラフ。左が周波数安定性、右がジッタにおける性能進化を示している（クリックで拡大）出典：SiTime

「シリコンは水晶に必ず勝てる」――SiTime
かつては水晶の独壇場だった発振器市場において、MEMSの存在感が高まっている。温度補償機能を備えていない最もシンプルなタイプの発振器では、MEMSの出荷数が既に水晶を上回っている。そのMEMS発振器市場でシェア90％を獲得しているのがSiTimeだ。
SiTimeの32kHz発振器、超小型・高精度を実現
SiTimeは、32kHz高精度温度補償発振器（Super-TCXO）として、「SiT156x／7x」シリーズを発表した。IoT（モノのインターネット）機器などにおける電池の長時間使用が可能になるという。
メガチップスがMEMS発振器大手のSiTimeを買収
メガチップスは2014年10月、シリコン材料を使うMEMSタイミングデバイスを手掛けるSiTimeを買収すると発表した。2014年11月末までにSiTimeの全株式を取得し、完全子会社化する。買収額は2億米ドルで、全て現金で支払う。
第2回　水晶を発振器に使う5つの理由
タイミングデバイスとして、水晶デバイスが広く使われているのには、「特性が変化しにくく、均一で安定した高品質材料を確保できること」といった水晶材料の特性に理由があります。
ハイレゾ音源を極める“15万円の水晶発振器”に迫る
日本電波工業がこのほどサンプル出荷を開始した水晶発振器「DuCULoN」（デュカロン）。デジタルオーディオ音源を忠実に再現させるため、技術の粋を集め測定限界まで位相雑音を減らしたという1個15万円という異色の水晶デバイスに迫った。