Kaikki elektroniikkalaitteet tarvitsevat oman sydämensykkeensä eli ajastinsignaalin. Useimmiten se tuotetaan vanhalla hyvällä kvartsikiteellä, mutta nyt piilaaksolaisen SiTimen uusin MEMS-oskillaattori esittää kiteille kovan haasteen. Pian reitittimet eivät enää hukkaa datapaketteja, eivätkä kännykkäpuhelut katkeile.
Kiteisiin verrattana uuden Elite-sarjan MEMS-kellopiirien dynaaminen suorituskyky on 30 kertaa korkeampi. Vakaus on kymmenen kertaa parempi, tärinänsieto 20 kertaa parempi ja luotettavuus 30 kertaa parempi.
SiTimen markkinointijohtaja Piyush Sevalian mukaan Elite-piiri tarkoittaa esimerkiksi matkapuhelinverkon tukiasemissa sitä, etteivät puhelut enää katkea. Metro- tai junaradan vieressä oleva tukiasema on kärsinyt tähän asti tärinästä, jota kide ei kestä. Elite-sarjan MEMS-piireillä uhkaa ei enää ole.
Toinen kiteitä haittaava tekijä on lämpötilan vaihtelu. Kidepohjaisissa oskillaattoreissa on kyllä kompensaatiotekniikat, mutta ne eivät pysy lämpötilan heilahteluissa mukana. MEMS-komponentissa tätä ongelmaa ei ole. Yksinkertaistettuna seuraus on, että tukiasema pysyy paremmin verkossa.
Elite-sarjan piireissä lämpötilakompensaatio on tehty uniikilla ja aivan uudella tavalla. Piirillä on itse asiassa kaksi MEMS-komponenttia, joista toinen mittaa lämpötilaa 350 hertsin taajuudella eli 350 kertaa sekunnissa. Se aistii lämpötilamuutokset 30 mikrokelvinin tarkkuudella ja tämän nopean vasteen ansiosta kellopiirin tahdistus saadaan kompensoitua käytännössä reaaliaikaisesti.
Piyush Sevalian mukaan Elite-oskillaattori on viemässä ajastuksen piille. - Tämä on tehty aiemmin esimerkiksi tallennuksessa, kun siirryttiin mekaanisista kiintolevyistä SSD-levyihin. Edutkin ovat samat: suorituskyky kasvaa, tehonkulutus pienenee ja kustannukset laskevat, Sevalia luettelee.
Ajastinpiirien markkinat ovat kooltaan noin kuusi miljardia dollaria. Siitä MEMS-oskillaattorien osuus on alle sata miljoonaa dollaria. SiTime on käytännössä ainoa jäljellä oleva valmistaja.
- Olemme yhä 3-5 vuotta edellä kilpailijoita. MEMS-valmistus on niin vaikeaa, että monet suuretkin nimet ovat siitä luopuneet, Sevalia sanoo.
Lisätietoa kiteiden ja MEMS-oskilaattorien eroista löytyy SiTimen verkkosivuilta.
