專(zhuān)訪(fǎng)：Epson營(yíng)業(yè)統括部長(cháng)Mutsuo Hayashi

日本有許多老字號的公司，其發(fā)展背景往往來(lái)自於傳統工業(yè)，并在穩固的基礎下走向電子產(chǎn)業(yè)，進(jìn)而掌握舉足輕重的關(guān)鍵技術(shù)。在這次叁展的廠(chǎng)商中，有多家以石英晶體諧振器（resonator）/振蕩器（oscillator）為核心技術(shù)的公司，包括愛(ài)普生東洋（Epson Toyocom）、Citizen、京瓷（Kyocera）、KDS、NDK等。其中Epson Toyocom的前身公司之一為Seiko Epson石英元件事業(yè)部（另一家為東洋通信），而Seiko（精工表）和Citizen（星晨表）都是歷史悠久的知名鐘表品牌，如今手表核心的石英晶體，則已成為電子設備的心臟，并朝更廣泛的應用領(lǐng)域發(fā)展。

附圖 :Epson Toyocom常務(wù)取締役兼營(yíng)業(yè)統括部長(cháng)Mutsuo Hayashi

在電子產(chǎn)品中，只要有計時(shí)的功能，就會(huì )需要用到一顆32.768kHz的石英諧振器，而各個(gè)射頻系統（GSM、Wi-Fi、BT、GPS等）及運算單元往往會(huì )需要個(gè)別的振蕩器，以提供系統時(shí)脈信號源，由此可見(jiàn)，石英晶體技術(shù)在電子業(yè)中說(shuō)得上是無(wú)所不在。石英的重要性在於它是一種具高穩定性及高精準度等特性的晶體材料，除了應用於計時(shí)功能外，也可以開(kāi)發(fā)為感測元件（如Gyro），或光學(xué)元件（如OLPF），用途相當廣泛。

今日的可攜式電子產(chǎn)品愈做愈輕薄短小，使得石英晶體元件也被要求做得更小。在這次的展會(huì )中，即可??到這場(chǎng)小型化的競技氣氛。包括Epson Toyocom、NDK、Kyocera等公司都展出新一代2016尺寸（2.0mm × 1.6mm）的TCXO元件。Epson Toyocom甚至預展下一代1612尺寸（1.6mm x 1.2mm）的TCXO樣品，在+18℃ - 85℃時(shí)頻率溫度穩定性能控制在±0.5ppm，此產(chǎn)品預計在2010年前投產(chǎn)。

TCXO的主要應用市場(chǎng)為GPS導航設備，這類(lèi)的產(chǎn)品為了達到精確的定位能力，需要采用高穩定性的TCXO來(lái)提供精準的時(shí)脈信號源。以Epson Toyocom這一代的TG-5025BA TCXO來(lái)說(shuō)，比2520的前一代元件減少36％的表面積和43％的體積，但仍保有0.5 x 10-6的頻率溫度系數（溫度變化范圍內的頻率穩定性指標），而其耗電量更可減少約30％。

當石英元件被要求愈做愈小時(shí)，其制造技術(shù)就面臨很大的挑戰。傳統上以一道道的機械加工程序來(lái)生產(chǎn)石英元件，但在微型化的發(fā)展上已出現極限。為了克服這些障礙，Epson Toyocom在2006年10月宣布QMEMS的生產(chǎn)概念，也就是運用類(lèi)似CMOS MEMS生產(chǎn)制程來(lái)打造新世代的石英晶體元件。

Epson Toyocom常務(wù)取締役兼營(yíng)業(yè)統括部長(cháng)Mutsuo Hayashi表示，相較於機械方式，QMEMS具有微型化、省能源、高穩定性與高準確性的特色。透過(guò)針對石英材料而改良的半導體制程，讓Epson Toyocom有能力生產(chǎn)更小的石英元件，而且可以從批次量產(chǎn)中提升生產(chǎn)力，并做到更小的成品形狀誤差、提升出廠(chǎng)元件的一致性與穩定性，同時(shí)還能達到低功耗目標，更適合手機及其他可攜式的設備使用。

除了TCXO外，Epson Toyocom這次也展出運用QMEMS開(kāi)發(fā)出來(lái)的GHz頻段高穩定表面聲波（SAW）石英晶體振蕩器。Hayashi指出，高頻的產(chǎn)品最難做到高穩定性，透過(guò)QMEMS的精密加工，可以減少GHz產(chǎn)品的雜訊，這有助於改善無(wú)線(xiàn)通訊品質(zhì)，應用在測儀器則可低最小測值?！?/p>

這次推出的兩款振蕩器，其核心為NS-34R石英晶體振蕩元件，因具有高Q值、低??入損失、高功率耐久性與極隹的頻率溫度系數等特性，再加入該公司的高頻率電路技術(shù)，因而能提供低相位雜訊和低抖動(dòng)的性能表現。它們支援800MHz至2.5GHz的基本波（fundamental）頻率，并采低功率設計（3V和35mA），尤其適合通訊及量測應用。

將石英結合MEMS的更大成就，當屬Epson Toyocom所開(kāi)發(fā)出來(lái)的Gyro角速度感測器。從圖一可以看出，其核心是相當復雜的雙T結構，便是透過(guò)該公司的QMEMS制程來(lái)實(shí)現，由於采用石英晶體材料，因而能夠感測出極微小的角加速度變化量，而且不易受溫度影響而產(chǎn)生誤差。該公司在會(huì )場(chǎng)上展出多項運用Gyro的實(shí)際案例，如對氣墊船的穩定性控制，以及華碩最新推出的EeeStick游戲搖桿。此外，該公司利用石英振蕩的原理還開(kāi)發(fā)出絕對氣壓感測器，未來(lái)還準備發(fā)展加速度感測器。

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