CMOS-резонаторы придут на смену кварцевым?

Компания Integrated Device Technology (IDT) представила резонатор, полностью изготовленный по CMOS-технологии, и при этом, по ее словам, соответствующий высоким требованиям к точности работы. Дискретная природа цифровых сигналов требует применения высокоточных тактовых генераторов практически в любом цифровом устройстве, а в качестве эталонного источника частоты в подобных схемах до сих пор чаще всего использовались кварцевые резонаторы. Однако они имеют ряд недостатков, например, относительно большие размеры и сложность встраивания во внутреннюю конструкцию чипов. Некоторые из этих ограничений можно было обойти, применяя MEMS-резонаторы, но они также имеют свои особенности, такие как повышенная чувствительность к механическим воздействиям.

Точность резонаторов обычно исчисляется в миллионных долях от номинальной частоты (parts per million, ppm). «Мы выпустили 100 ppm CMOS-резонатор, что обеспечивает нам конкурентоспособность с кристаллическими резонаторами» – сказал Майкл МакКоркводейл (Michael McCorquodale), основатель компании Mobius Microsystems, изобретшей технологию CMOS-резонаторов и впоследствии приобретенной IDT. В новой компании он занял должность главного управляющего направлением Silicon Frequency Control (SFC). «Мы отгрузили 3,2 млн устройств только за последний квартал» – сказал он.

К 2011 г. IDT обещает выпустить CMOS-резонаторы с точностью 50 ppm, но и к текущей 100 ppm модели IDT3C02 наблюдается заметный интерес среди OEM-производителей. Новинка уже заменила кварцевые кристаллы в широком спектре решений. IDT утверждает, что ее CMOS-резонаторы нашли применение в схемах Gigabit Ethernet, Display Port, PCI-Express, SIM-картах, сматркартах и т.д. Текущая версия устройства имеет размеры 5 х 3,2 х 0,9 мм, а следующую, с точностью 50 ppm, IDT планирует сократить до 2,5 х 2 х 0,9 мм. Производитель отгружает резонаторы заказчикам непосредственно на неразрезанных подложках, а те могут включать их в состав своих чипов с помощью стекирования подложек, или размещения их рядом в рамках общей конструкции.

IDT отмечает целый ряд преимуществ CMOS-резонаторов относительно других типов устройств с теми же функциями, включая меньшую стоимость, меньший потребляемый ток и способность работать в широком диапазоне питающих напряжений, с 1,8 до 3,3 В. Компания имеет 35 уже полученных и оформляемых патентов на различные технологии и решения, относящиеся к резонаторам нового типа.