青海晶体晶振

TWS、IOT、5G手机设备等对于小型化和高频晶振产品的需求提升，晶振行业发展迎来新机遇。作为半导体重要基础原件，应用市场很广，主要应用领域在于消费电子、移动终端、车联网、通信设备等，任何与调频相关的设备都需要晶振，随着5G技术推进，设备对于蓝牙、wifi、定位、导航等功能的需求提升，小型化和高频晶振产品需求旺盛。目前，用于传染病防控的检测设备如红外测温仪、心电仪、血氧饱和仪、血糖仪、血压计、远程医疗设备等各类医疗器械，都需要用到晶振。传染病之下，晶振需求急速增加，迎来一波小高峰。晶振的选型考量和失效分析。青海晶体晶振

既然晶体两端非常敏感，不便于接上探头测量，那可以换一种思路，在其他地方测量该信号。某些时钟芯片带clockout功能，此功能是buffer晶体的信号，其管脚的输出是有很强大的驱动能力的，因此可以直接使用探头测量。晶体发出的时钟输入到处理器中，可以使用计时器对此信号作分频处理，然后将分频后的信号输出到管脚。这样我们只需测量分频后的信号，即可计算出原有时钟的频率。这种间接测试的方法，只能测试晶体的频率，不能测量晶体输出信号的幅度。若能在设备的工况范围都测试其频率的准确性，那晶体电路的工作就是OK的。青海晶体晶振高基频晶振价格较普通晶振大幅增长，有望迎来量价齐升。

各种逻辑芯片的晶振引脚可以等效为电容三点式振荡器。晶振引脚的内部通常是一个反相器， 或者是奇数个反相器串联。在晶振输出引脚 XO 和晶振输入引脚 XI 之间用一个电阻连接， 对于 CMOS 芯片通常是数 M 到数十 M 欧之间。很多芯片的引脚内部已经包含了这个电阻， 引脚外部就不用接了。这个电阻是为了使反相器在振荡初始时处与线性状态， 反相器就如同一个有很大增益的放大器， 以便于起振。石英晶体也连接在晶振引脚的输入和输出之间， 等效为一个并联谐振回路， 振荡频率应该是石英晶体的并联谐振频率。晶体旁边的两个电容接地， 实际上就是电容三点式电路的分压电容， 接地点就是分压点。以接地点即分压点为参考点， 振荡引脚的输入和输出是反相的， 但从并联谐振回路即石英晶体两端来看， 形成一个正反馈以保证电路持续振荡。在芯片设计时， 这两个电容就已经形成了， 一般是两个的容量相等， 容量大小依工艺和版图而不同， 但终归是比较小， 不一定适合很宽的频率范围。外接时大约是数 PF 到数十 PF， 依频率和石英晶体的特性而定。需要注意的是：这两个电容串联的值是并联在谐振回路上的， 会影响振荡频率。当两个电容量相等时， 反馈系数是 0.5， 一般是可以满足振荡条件的。

MEMS技术用于超小型音叉晶体，使体积压缩至原有产品1/10音叉谐振器包括底部和从底部延伸的两个振动臂，在两个振动臂上镀有激励电极（红色部分）。该常规结构的晶片微型化后，激励电极面积将随之减小，不利于起振。MEMS技术通过对振动片进行三维立体加工形成H型槽的构造，既确保了电极的面积，又提高了电解效率。MEMS技术有效推动晶体谐振器小型化发展，光刻加工下的晶振体积缩小至18.8mm3小型音叉型晶体器件，体积为原有产品1/10以下（3）MEMS技术用于AT型晶体/AT振荡器，将尺寸公差保持在1um以内利用MEMS技术的光刻加工可以提升石英晶体芯片的一致性与稳定性，光蚀刻工艺能够将尺寸公差保持在1um以内。光刻工艺首先使用电子束真空沉积系统将石英晶片化学蚀刻至预定频率，清洁并用铬和金薄膜金属化。石英掩模和双对准器光刻生成AT条带图案，其中晶片的顶部和底部表面同时对准和曝光。然后通过随后的光掩模步骤限定晶体电极和探针焊盘案。然后对晶片进行化学金属和石英蚀刻以形成单独的AT条带。然后，使用孔掩模和薄膜金属沉积将顶部和底部安装垫连接在一起。光刻工艺完成后，晶圆包含上百个单独的超小型AT晶体谐振器。全球晶振市场集中于日本、中国台湾、美国以及中国大陆。

芯片和晶振的材料是不同的，芯片(集成电路)的材料是硅，而晶体则是石英(二氧化硅)，没法做在一起，但是可以封装在一起，目前已经可以实现了，但是成本就比较高了。原因3、晶振一旦封装进芯片内部，频率也固定死了，想再更换频率的话，基本也是不可能的了，而放在外面,就可以自由的更换晶振来给芯片提供不同的频率。有人说，芯片内部有PLL，管它晶振频率是多少，用PLL倍频/分频不就可以了，那么这有回到成本的问题上来了，100M的晶振集成到芯片里,但我用不了那么高的频率，我只想用10M的频率，那我为何要去买你集成了100M晶振的芯片呢，又贵又浪费。如果使用内部RC振荡器而不使用外部晶振，请按照如下方法处理：1）对于100脚或144脚的产品，OSC_IN应接地，OSC_OUT应悬空。2）对于少于100脚的产品，有2种接法：i）OSC_IN和OSC_OUT分别通过10K电阻接地。此方法可提高EMC性能。ii）分别重映射OSC_IN和OSC_OUT至PD0和PD1，再配置PD0和PD1为推挽输出并输出0。此方法可以减小功耗并(相对上面i)节省2个外部电阻。5G带动晶振缺货涨价背后，国产小尺寸晶振需求难解。青海晶体晶振

晶振旁的电阻(并联与串联)。青海晶体晶振

AT切型晶振缺陷：传统机械加工难以满足严格的公差要求。AT切割是目前使用量较大的石英晶体类型之一，常用于高频晶振。典型的超小型胚料尺寸小于3.5*0.63mm，加工难度大幅增加。大规模生产小型晶体时，需要将公差控制在2um以内，而传统机械加工难以满足严格的公差要求。超高频晶振缺陷：多次倍频导致相噪损失严重。晶振工作频率通常与晶片厚度成反比，传统机械加工适合的频率范围为1-40MHz（对应晶片厚度0.04mm）。以传统方式生产百MHz晶振需要将晶片加工至超薄，从而导致出现稳定性差及易破损的缺点。因此，生产百兆赫兹高频晶振通常采用10MHz成熟产品作为基准频率源，并经过多次倍频获得所需信号。但这样导致电路复杂，相噪损失严重。青海晶体晶振

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