集成化高性能微纳机电射频谐振器件

发布时间:2021-08-27    来源:国家科技成果网    浏览量:20

    在过去60年中,石英晶振是时钟市场的主流技术,但其受到石英材料和传统制造工艺的限制,越来越难以满足目前微型化电子系统的需求。微纳技术制备的硅基的MEMS谐振器具有易于系统集成、高性能、成本低等优势,在生产工艺和组件结构上,更符合现代电子产品的标准,是对石英产品的升级换代,将带来巨大的市场变革。基于MEMS谐振器可以开发出各种射频器件,如高性能振荡器、窄带滤波器、混频器等,其具有优秀的器件特性和集成化、低成本的优势,满足新型射频系统的需求。MEMS振荡器正以120%的年增长率,逐渐取代石英晶体振荡器。与石英晶体相比,MEMS振荡器的封装很小,而且价格相对更实惠,特别适合消费电子产品和汽车电子领域。开始占据石英晶振中端产品的市场,正在逐渐向高端和低端产品市场扩展。目前全球时脉市场规模达50亿美元,MEMS振荡器正处于起步阶段,市场占有率在4%左右,但年复合成长率高,具有巨大的发展潜力。


    目前中国科学院半导体研究所掌握了高性能MEMS振荡器从器件设计、加工,到后端封装测试及外围驱动电路的整套成熟技术。采用微纳加工技术大规模制作了射频MEMS谐振器,具有基频覆盖MHz到GHz,Q值大于8000等性能优势,真空键合封装后器件Q值可大于10000。还利用MEMS谐振器构建高Q值点阻滤波器,耦合超窄带滤波器等器件,百分比带宽小于1%。与振荡电路电路集成构成高性能MEMS振荡器,具有低相位噪声,高线性频率温度特性,优秀的稳定度,短期稳定性达到±0.5 ppm。这些性能达到国际先进水平。


    项目课题来源于国家自然科学基金重点项目“集成高性能微纳机电射频谐振器件研究”,项目号61234007,总经费310万元,执行年限2013年1月-2017年12月。

责任编辑:黄俊伟

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