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益昂半导体(Aeonsemi)推出业界首款高性能全硅可编程振荡器

来源: 电子产品世界
2020-10-23
类别:新品快报
eye 26
文章创建人 拍明

原标题:益昂半导体(Aeonsemi)推出业界首款高性能全硅可编程振荡器

一、核心突破:全硅架构实现晶振级精度

AeonOSC™系列是首款基于标准CMOS工艺的高精度可编程振荡器,彻底摆脱对石英晶体(Quartz)或MEMS谐振器的依赖,通过全硅环形振荡器+数字补偿算法实现:

  • 频率精度:±0.1ppm(-40°C至125°C全温范围)

  • 启动时间:<1ms(较传统晶振快5~10倍)

  • 功耗:3mA(@100MHz,较传统方案降低40%)

  • 封装尺寸:1.6mm×1.2mm WLCSP(较传统QFN缩小60%)

技术原理

  1. 环形振荡器:通过差分延迟单元(Differential Delay Cell)生成基础时钟信号。

  2. 温度补偿:内置温度传感器阵列+机器学习算法,实时动态调整控制电压以抵消频率漂移。

  3. 可编程性:支持1MHz~1GHz宽频范围、任意频率输出(如52.125MHz),通过I²C/SPI接口实时配置。

二、行业影响:从技术到供应链的变革

1. 颠覆传统晶振市场
  • 供应链安全
    石英晶振依赖稀缺矿产(如AT切割水晶),全球90%产能集中于日企(爱普生、KDS)。AeonOSC™基于成熟CMOS工艺,交付周期从12周缩短至4周,避免地缘政治风险。

  • 成本与集成度
    单芯片集成振荡器核心、温度传感器与NVM,BOM成本降低70%,占板面积减少60%,适配高密度PCB设计。

2. 应用场景扩展


领域需求痛点AeonOSC™解决方案
5G通信光模块频偏超标、功耗高动态校准将频偏控制在±25ppm,功耗降低15W
汽车电子域控制器多时钟需求、LiDAR抖动敏感单芯片4路独立时钟输出,相位噪声<-130dBc/Hz@10kHz
工业4.0TSN网络时钟同步精度不足集成1588v2 PTP引擎,实现±50ns同步精度

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3. 竞争格局重塑
  • 传统晶振厂商承压
    日本爱普生、KDS需在2年内推出对标方案,否则将失去通信、汽车等高端市场份额。

  • 中国厂商机会
    泰晶科技、惠伦晶体或加速跟进全硅技术,但面临益昂20余项核心专利壁垒。

三、开发者与用户价值

1. 硬件设计优势
  • 动态频率切换
    支持实时调整频率(如从125MHz切换至200MHz),适配多模态传感器融合场景。

  • 抗干扰能力
    无机械结构,完全免疫振动与冲击,满足汽车电子(AEC-Q100 Grade 2)与工业环境需求。

2. 开发效率提升
  • 工具链支持
    使用AeonConfigurator图形化工具一键生成时钟配置脚本,支持Linux内核时钟驱动与RTOS集成。

  • 仿真验证
    集成Cadence Virtuoso与Ansys HFSS进行SI/PI仿真,确保时钟抖动对高速接口(如PCIe 5.0)无影响。

3. 供应链风险管理
  • 多源采购
    在采用AeonOSC™的同时,可要求Tier 1提供SiTime SiT9121或Abracon ABS07的备选方案。

  • 长期支持
    益昂承诺至少15年生命周期支持,包括时钟算法升级与固件安全补丁。

四、技术对比:AeonOSC™ vs. 传统方案


指标AeonOSC™(全硅可编程)传统TCXO(石英晶振)传统MEMS振荡器
频率精度±0.1ppm±1ppm±25ppm
启动时间<1ms5~10ms3~5ms
抗振动/冲击完全免疫易受振动导致频偏轻微敏感
成本0.30.5(10K量级)0.81.20.60.9
交付周期4周12周8周


五、结论:全硅时钟的范式意义

  1. 技术颠覆
    首次将CMOS工艺引入高精度时钟领域,推动时钟器件从“机械谐振”转向“数字自治”,为5G、汽车电子与工业互联网提供零石英、高可靠、可编程的时钟底座。

  2. 商业价值
    通过性能提升10倍、成本降低40%,助力企业在2025年前实现时钟器件TCO<$0.1/通道(较传统方案降低65%)。

  3. 生态重构
    时钟供应链从“材料驱动”转向“算法驱动”,未来时钟器件将与DPU、CXL控制器深度融合,形成单芯片系统时钟解决方案


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标签: 可编程振荡器

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