MEMS可编程晶体振荡器这么多年来的发展，一直处于比较尴尬的地位，虽然它的性能和稳定性比一般的石英晶体振荡器要好，但是因为成本等因素，一直得不到很大的发展。但近几年逐渐受到一些中高端用户的注意，MEMS振荡器的制成材料比较特殊，不是传统的石英和水晶，而是硅晶，这是一种半导体材料。
由于其高Q值和温度稳定性，多年来，基于石英晶体的振荡器是消费，商业，工业和军事数字子模块和模块中的重要时钟源。对石英晶体谐振器和振荡器的需求持续增长。尽管使得石英晶体谐振器和振荡器难以或几乎不可能集成到成熟的基于硅的IC平台上，但是独特的制造和封装要求。基于MEMS（微电子机械系统）的谐振器和振荡器的最新技术突破似乎重新点燃了取代/取代石英晶体技术的兴趣，并再次开启了时钟源集成的前景。
几年前，收发器芯片组中直接转换技术的成功开发使得IFSAW滤波器在可能的GSM手机中已经过时（如图1所示）。一些GSM收发器芯片组现在具有集成在芯片上的TCXO的数字补偿晶体振荡器（DCXO）电路。但是，片外仍需要石英晶振（图2）。随着手机市场的不断发展，在手机射频部分开发微机电系统（MEMS）组件作为开关，滤波器，谐振器/振荡器等似乎是最终解决方案整合的逻辑路线（图3））。

图1典型双频GSM手机（GSM900和DCS1800）中的压电元件

本文从石英晶体制造商的角度讨论和评估了这种发展及其对石英晶体工业的可能影响，石英晶体工业在过去几年中也经历了小型化，性能提高，成本降低等方面的重大进展。本文不是为了诋毁MEMS振荡器的努力，而是为了帮助石英晶体制造商更多地了解这些努力，并告诉他们他们需要做些什么准备。
由于其高Q值和温度稳定性，多年来，基于石英晶体的振荡器是消费，商业，工业和军事数字子模块和模块中的重要时钟源。对石英晶体谐振器和振荡器的需求持续增长。尽管使得石英晶体谐振器和振荡器难以或几乎不可能集成到成熟的基于硅的IC平台上，但是独特的制造和封装要求。
对于典型的手机，需要四种不同的压电元件-射频SAW滤波器（使用LiTaO3或LiNbO3约为900MHz至2GHz），IFSAW滤波器（主要使用石英约50至400MHz）和TCXO（温度补偿晶体振荡器），RF部分，~10至30MHz和基于石英的）;和音叉（32.768KHz和石英）用于基带部分的待机时钟（图1）

图2带有片上DCXO的GSM收发器芯片组

大约15到25年前，薄膜谐振器（TFRs）被大力讨论和研究，因为它们可能被集成到成熟的硅基IC平台上。在此之后，它出现了5年的安静时期。1994年，惠普研究人员首次提交了关于薄膜体声谐振器（FBAR）的报告，并于2001年宣布生产基于FBAR的双工器。FBAR（现在也由某些人创造了BAWR），其小尺寸，硅蚀刻工艺和牺牲层去除步骤，可以被认为是MEMS组件。截至目前，基于FBAR的双工器和滤波器已经成功取代了一小部分有根据的RFSAW双工器/声表面滤波器市场，但它们仍然必须单独封装-就像RFSAW器件一样。离散RFSAW滤波器（和/或FBAR），TCXO（或石英晶体）和石英音叉仍然是手机中的关键片外压电元件。如图3所示，FBAR集成和全尺寸MEMS集成在可预见的未来不太可能发生。

图3MEMS在手机射频部分的应用

最近基于MEMS的谐振器和振荡器的技术突破似乎重新点燃了取代/取代石英晶体技术的兴趣，并再次打开了时钟源集成的前景。本文从石英晶体制造商的角度讨论和评估了这种发展及其对石英晶体工业的可能影响，石英晶体工业在过去几年中也经历了小型化，性能提高，成本降低等方面的重大进展。本文不是为了诋毁MEMS振荡器的努力，而是为了帮助石英晶体制造商更多地了解这些努力，并告诉他们他们需要做些什么准备。

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MEMS可编程振荡器在手机上的应用与发展

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