自动驾驶汽车“生命线”需MEMS

随着时间的推移，时钟仍必须保持可靠。MEMS时钟器件已经证明了其超高的可靠性。事实上，使用相同的示例，它们从未出现过一次失效故障。系统寿命期间测量统计的每百万缺陷数（DPPM）已降至1．6以下，平均故障间隔时间（MTBF）超过10亿小时（即114000年）。而石英器件的每百万缺陷数约为200 ～ 500，平均故障间隔时间不到5000万小时。此外，MEMS没有频率扰动（activity dips）或微跳变问题，也没有冷启动的问题，而这些一直是石英器件需要面对的挑战。与仅满足AIC－Q200要求的石英相比，MEMS时钟器件还能够满足AEC－Q100测试要求。

车辆内外通信

据麦姆斯咨询介绍，汽车行业已经采用以太网的形式来处理车辆内部通信。这包括各个域内以及之间的功能通信，例如传动系统、底盘和中心堆栈等。数据速率可以达到10、40和／或100 Gbps。就我们熟知的家庭和办公室网络中的以太网，汽车以太网解决了“正常”以太网带来的几个问题。

－ 具有较低的射频（RF）噪声，减少信号之间的干扰。

－ 它为请求和发送紧急传感器和其他数据提供微秒延迟。

－ 带宽可以分配给具有特定延迟要求的特定数据流。

－ 可以在组件之间同步时钟，以实现同时数据采样等功能。

与此同时，5G将承担车辆与外部世界的通信，例如与其他车辆、本地基础设施和手机信号塔等。这种所谓的“车联网”系统对5G时钟提出了非常高的要求：网络端10 ns的延迟，频率进入两位数千兆赫范围。

这些通信将涵盖非常关键的应用，如车辆间的对话；以及便利性应用，如流媒体音乐（无论实时与否）。所有这些都必须可靠地运行，以确保安全舒适的乘坐体验。MEMS时钟器件能够提供确保内部和外部网络运行所需的频率和抖动性能，如频率高于700 MHz，稳定性为±0．1 ppm（－40 ～ 105℃）或±20 ppm（－55 ～ 125℃）。

相比之下，石英时钟器件的的频率选择较少，且全部采用大型封装。它们在－40 ～ 125℃范围内的稳定性仅为±50 ppm。此外，石英时钟器件还有所谓的频率扰动等其他异常状况，使它们在安全关键应用中不太可靠。

时钟器件尺寸不断缩小

最后，时钟器件所需占用的空间越小越好。也就是说，您可以根据自己的优先级进行选择。对于极致的小型封装需求，MEMS可提供2．0 mm x 1．6 mm的DFN封装。如果引线检测对于低成本制造至关重要，那么可以选择SOT23－5封装。

MEMS时钟器件还无需负载电容，单个驱动器可以驱动多个负载。这两种特性都与石英形成了鲜明对比。而且，石英时钟器件从自身特性来说必须使用更大的封装。

汽车设计开始转向MEMS

汽车应用是可以想象的要求最严苛的应用之一。它们通常在极其恶劣的条件下运行，必须保持内部和外部的可靠通信，并且必须能够收集、处理和分发大量的传感器数据，以便高效和安全地运行。

控制所有这些相互交织的系统的时钟器件必须稳健可靠。它必须提供高性能，同时尽可能小的占位面积。这些都是MEMS时钟器件的优势。人们对自动驾驶，以及更安全地从A点到B点的渴求，推动了时钟器件从石英向MEMS的过渡。