村田的諧振器用IC匹配服務為整機的小型化和性能提高做貢獻
村田從30多年以前起就為IC（集成電路）廠商和使用IC的家電和車載電子裝備廠商提供陶瓷振蕩子的IC匹配服務。我們每月都能接到數百件的評估訂單，為減少客戶的整機評估工時做著自己的貢獻。此外，我們還從2008年起開始了晶體諧振器的IC匹配服務，也可以向對頻率精度要求更高的通信設備市場提供服務。
根據使用諧振器的市場不同，要求的IC匹配也不同。在此，我們介紹一下IC匹配的內容。
1. 什么是諧振器用IC匹配
諧振器是與內置振蕩電路的IC組合使用的。此IC的振蕩電路中內置有逆變器等反相放大電路，每個IC的內置逆變器特性各不相同。此外，還存在著客戶設計的基板的狀態、諧振器的特性、IC施加電壓等造成變動的要因。這些要因可能會造成圖１這樣的異常振蕩。發生異常振蕩時，整機會無法正常工作。為了防止類似問題發生，村田從客戶處借來安裝有IC的基板，進行IC匹配的評估。
此外，IC匹配的另一重要目的是校準振蕩頻率。在USB/CAN等有線通信中和BLE/Wi-Fi等無線通信中為確保通信品質，對每個規格都規定有必要的頻率精度。代表性的通信規格的必要頻率精度如表1所示。我們從客戶處借來正在開發的評估板，通過確認每個模型的正確振蕩頻率來決定最佳的振蕩電路常量和產品規格。這些評估服務就叫做IC匹配。
圖1.振蕩異常的例子
表1． 按通信規格分類的必要頻率精度
2. 按商品分類和按市場分類的IC匹配服務
諧振器有陶瓷和石英晶體兩種。村田在30多年以前將陶瓷振蕩子以CERALOCK的名稱進行了商品化，現在的世界市場份額仍然高達70%。尤其在車載市場的份額最高，是世界份額的90%。圖2表示陶瓷振蕩子的評估電路圖。在將向IC施加的電壓和溫度設為可變的同時，確認振蕩幅度、振蕩波形、振蕩裕量及其他，決定最適合的電阻值和電容值。圖3是陶瓷振蕩子的評估結果一覽。村田認為重要的不僅是振蕩電路能否正常工作，IC是否穩定工作也是需要知道的，所以在面向電子裝備市場的振蕩子判定基準中設定了產品低端極限品的最低振蕩幅度一項，將測定結果報告客戶。
接下來我們用三個服務事例來說明我們是如何不僅測定振蕩電路的穩定性，還測定整機的性能和電氣特性的。首先，第1個例子是在硬盤和光驅等電腦上使用的晶體諧振器的USB通信品質測試結果（圖4）。支持USB和SATA通信的設備為取得其通信認證必須實施信號品質測試。村田通常除了IC匹配數據以外還會取得USB和SASTA通信的信號品質的確認數據等一并提交。這樣，我們為減少客戶自己評估時的工時做出了貢獻。
第2個例子，我們從2014年開始批量生產Wi-Fi等的射頻市場用的高精度晶體諧振器，進行要求總頻率精度在±20ppm以下設備的IC匹配服務。射頻市場以智能手機等電池驅動的組裝產品為主流，組裝產品廠商和IC廠商為了讓電池盡可能用得久一些而在短時間工作的低耗電化上下力氣。圖5顯示BLE模塊中的μS時標的消耗電流的測定結果。BLE廠商和IC廠商以這些數據為參考來決定他們使用多少頻率或多大尺寸的晶體諧振器。
第3個例子是Wi-Fi用EVM的測定服務。EVM是無線信號調制精度的參數，EVM值越好，無線的通信品質就會越好。圖6顯示EVM的測定結果。現在，我們在探討通過諧振器參數改善EVM，同時探討能否用振蕩電路常量來降低EVM。此外，能改善EVM的諧振器參數也逐漸被探明，我們已經將這些參數應用到新商品的規格中。
圖2. 陶瓷振蕩子評估電路
圖3. 陶瓷振蕩子測定結果
圖4. 晶體諧振器USB信號品質測試結果
圖5. 短時間內的消耗電流測定結果
圖6. Wi-Fi模塊上的EVM測定結果
3. 強化在海外的IC匹配服務
目前，來自海外整機廠商的IC匹配評估的比例大約為40%。如果今后高精度晶體諧振器的評估增加，估計比重還會加大。
不過，海外客戶向日本村田遞送評估用基板時需要辦理出口手續，而且過海關和日本國內國外的移動最少也需花費兩天以上時間。我們已經發現，有客戶出于這個原因而放棄委托村田并選擇了當地的同行廠商。于是我們為了增加IC匹配業務，積極在海外據點開展IC匹配評估業務。首先從2012年開始，我們在中國的上海實驗中心開辦了陶瓷振蕩子和晶體諧振器的IC匹配評估業務。通過與公司內相關部門合作，當地的評估工作員工直接與客戶的設計者用漢語聯系，力求把握客戶的需求并縮短評估所用工期。
今后我們還在探討在其他地區創辦IC匹配實驗室的可能性。當然，對于不能借給我們基板的客戶，我們將繼續從日本出差去進行IC匹配服務。
編輯：admin 最后修改時間：2017-09-09
