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SiTime의 Elite PlatformTM, MEMS-기반 Super-TCXOs 및 오실레이터

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본 고는 지난달 본사 CE 디렉터와 가진 인터뷰 내용을 정리하였다. 지난 호에서 SiTime의 Jim Holbrook은 “엘리트는 정밀 TCXO, VCXO, 지터가 적은 오실레이터를 위한 혁신적인 MEMS 타이밍 플랫폼이다. 이 플랫폼은 터보 컴펜세이션을 지원하는 싸이타임 고유의 듀얼MEMS 아키텍처를 활용한다. 엘리트를 기반으로 하는 정밀 Super-TCXO와 오실레이터는 텔레콤 및 네트워킹 장비 같은 고성능 애플리케이션에서 오래된 타이밍 문제를 해결하도록 설계되었다”고 말하고 “엘리트 제품은 환경적인 스트레스 요인이 있는 환경에서조차 가장 안정적인 타이밍 성능을 제공한다. 싸이타임의 엘리트 플랫폼을 활용하면, 텔레콤 및 네트워킹 장비는 실험실 환경이 아닌 실제 동작 조건에서 최고의 성능과 최상의 신뢰성, 그리고 최고의 서비스 품질을 제공할 수 있다”고 설명했다.
이번호에서는 엘리트의 기술적 요소들을 자세히 살펴본다.

[질문] Elite는 어떻게 작동하는가?
[답변] Elite 플랫폼은 세계에서 정확도가 가장 뛰어난 온도 센서와 고유의 온도 보상 기법 및 저잡음 주파수 합성기를 결합함으로써 뛰어난 동적 안정성과 극도로 낮은 지터, 넓은 주파수 범위를 달성하며 프로그램 가능성을 제공한다.
Elite 플랫폼은 크게 다음과 같은 3가지 요소들로 구성된다.
(1) 견고하고 신뢰할 수 있으며 검증된 TempFlatTM MEMS는 액티비티 딥 문제를 제거하며 쿼츠보다 30배 더 우수한 진동 내구성을 달성한다.
(2) DualMEMS 온도 센싱은 100% 열적 결합을 형성함으로써 40배 더 빠르게 온도 추적이 가능하므로 기류나 급격한 온도 변화에도 불구하고 뛰어난 성능을 달성한다.
(3) 온칩 레귤레이터, TDC(온도-대-디지털 컨버터), 저잡음 PLL을 포함하는 고집적 혼성신호 회로는 전원 잡음에 대한 내성이 5배 더 우수하고, 30μK 온도 분해능이 가능하며(쿼츠보다 10배 더 우수), 1MHz부터 700MHz까지 사이의 어떤 주파수도 지원할 뿐 아니라, 0.23ps의 지터를 달성한다.

[질문] Elite 플랫폼은 어떤 제품들로 구성되나?
[답변] Elite 플랫폼은 다음의 4개 제품군을 포함한다:
(1) 무선, 유선, 시간 동기화 애플리케이션을 위한 정밀 Super-TCXO
○ 1~220MHz, ±0.1ppm~±2.5ppm의 안정도, +105℃
(2) GNSS, 산업용, 자동차 애플리케이션을 위한 Super-TCXO
○ 1~220MHz, ±0.5ppm~±2.5ppm의 안정도, +105℃
(3) 10G/40G/100G 애플리케이션을 위한 극저 지터 차동 오실레이터
○ 10~700MHz, 이더넷으로 0.1ps의 지터, +95℃
(4) RF 무선, 비디오 방송, 무선 리피터, 기타 산업용 애플리케이션을 위한 고온 고신뢰성 차동 VCXO
○ 10~700MHz, 0.1ppb/g 진동 내구성, +105℃, ±25ppm~±3600ppm의 넓은 풀링 범위

[질문] Elite 제품을 추가함으로써 싸이타임의 제품 포트폴리오는 어떻게 달라지나?
[답변] 다음과 같은 Elite 제품을 추가함으로써 NSST(네트워킹, 서버, 스토리지, 텔레콤), 자동차, 고정밀 GNSS, 시험 계측 애플리케이션 용으로 사용할 수 있는 MEMS 타이밍 제품을 더욱 다양화하게 되었다.
먼저, ±0.1ppm 정밀 Super-TCXO는 스몰셀, IEEE 1588, 동기 이더넷, 광 전송 같은 새로운 애플리케이션에 사용할 수 있는 MEMS 정밀 오실레이터 제품군을 더욱 확대하게 되었다. 이들 분야에서는 시스템 차원에서 견고한 성능을 달성하기 위해서 Stratum-3 등급 및 동적 성능을 중요하게 요구한다.
그리고 ±0.5ppm Super-TCXO는 뛰어난 동적 안정성으로 산업용 및 자동차용 GNSS 시스템의 신뢰성 및 성능에 대한 요구를 충족한다. 일상적인 환경적 스트레스에도 불구하고 더 정확한 포지셔닝과 더 빠른 위성 포착을 달성한다.
Elite 극저 지터 차동 오실레이터 제품은 싸이타임의 기존 차동 제품을 보완하기 위한 것으로서, 0.1~0.3ps의 지터를 요구하는 고속 데이터 통신에 적합하다. 고온 고신뢰성 Elite VCXO는 무선 리피터, CMTS(케이블 모뎀 종단 시스템), 방송 시스템 같은 애플리케이션에 적합하다. 싸이타임의 기존 VCXO는 오디오 및 산업용 애플리케이션에 적합하다...(중략)