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我們都知道時鐘對于通信設備的重要性。在即將到來的5G時代，無處不在的通信網絡需要更多高品質的時鐘。時鐘的核心是諧振器。目前，石英晶體諧振器是使用最廣泛的時鐘器件。 但石英振蕩器存在一些固有缺點，如抗振動、抗沖擊性能差。特別是，石英晶體不容易被集成到標準的硅集成電路中，只能作為外圍設備獨立存在。 為了克服石英振蕩器和石英時鐘的性能缺點，半導體行業不斷尋找更優良的替代方案。例如，一些廠商目前提供精度更高、性能更穩定的MEMS時鐘。 作為一家大型半導體廠商，美國德州儀器公司（Texas Instruments，簡稱TI）擁有深厚的模擬集成電路經驗積淀，時而利用傳統電路推出一些不可思議的創新產品，如電感數字轉換器 (LDC)。最近，TI又商業化了一項新發明：在通信IC中集成BAW諧振器。 BAW（Bulk Acoustic Wave，體聲波）是很久以前就被人類發現的物理現象，我們通常用它來制造濾波器。此次TI獨辟蹊徑用BAW來制作諧振器，著實令人感到有些意外。 據德州儀器半導體事業部中國區業務拓展總監吳健鴻介紹，TI并不打算制造分立的BAW諧振器，而是將它集成到各類芯片當中。他說，在芯片中集成BAW諧振器不僅能減少外圍器件數量從而簡化設計并降低系統成本，而且能夠提高器件的抗干擾性能。此外，BAW諧振器的固有特性能夠降低由于溫度變化以及沖擊和振動而帶來的影響。因此，這種集成式的振子性能要顯著優于分立的石英器件。當然，與石英晶體不同，BAW諧振器可以用常規的硅集成電路工藝生產，這樣才能將它集成到芯片當中去。 
圖：TI BAW技術原理 目前，TI推出了兩種集成了BAW諧振器的器件：SimpleLink CC2652RB無線MCU和LMK05318網絡同步器時鐘。 SimpleLink CC2652RB無線MCU支持2.4GHz通信標準，如ZigBee和BLE。借助TI的BAW 技術，此款MCU可將PCB面積縮小12%。CC2652RB抗干擾能力強，具有同類產品最佳的頻率穩定性(+/- 40ppm)，可用于工業和汽車行業，提升整個產品的性能。 網絡時鐘芯片LMK05318可支持400Gbps連接，在312.5 MHz (APLL1)頻率下抖動性能為50fs RMS，在155.52 MHz (APLL2)頻率下抖動性能為125fs RMS。特別地，LMK05318將無中斷切換性能（±50-ps相變）提高為競品的4倍，保證了數據傳輸的穩定性。 吳先生介紹說，TI還將陸續推出更多的集成BAW諧振技術的通信芯片，以適應高性能通信設施基礎架構和無線通信的要求。對于此類創新技術，我們也期望早日看到其實際應用效果，以及它會給通信行業帶來怎樣的改變。 |
