Gerade als es schien, Silizium-MEMS-Resonatoren und ‑Oszillatoren würden die traditionellen Quarz-Komponenten verdrängen, kamen zwei neue MEMS-basierte Technologien auf, die ebenfalls um Marktanteile kämpfen. Piezoelektrische Silizium-MEMS-Lösungen und Quarz-MEMS-Komponenten bereichern jetzt die Optionsvielfalt der Designer.
Mit der Aussicht auf kleinere Abmessungen, mehr Performance, einfachere Integration in CMOS-ICs und langfristig auch niedrigere Kosten konnten die Silizium-MEMS-Oszillatoren den konventionellen Quarz-Komponenten in den zurückliegenden Jahren Marktanteile abringen. Das auf Quarztechnik spezialisierte Unternehmen Epson Toyocom hat das QMEMS-Konzept eingeführt. Es handelt sich dabei um Quarz-Oszillatoren, die mit Photolithographie-Verfahren hergestellt werden, aber auf einem Quarz-Substrat basieren. Sie sind kleiner als traditionelle Quarz-Oszillatoren, können aber mit der für Quarzkomponenten typischen Stabilität und Reproduzierbarkeit hergestellt werden. Dem Vernehmen nach liegt die Performance der QMEMS-Produkte mindestens auf dem Niveau von Silizium-MEMS-Oszillatoren.
Mittlerweile hat das Centre Suisse d'Electronique et Microtechnique (CSEM) das Design des Silizium-MEMS-Resonators durch eine dünne piezoelektrische Schicht ergänzt, um ihm die höhere Stabilität eines Quarz-Bausteins zu verleihen. Außerdem wurde eine Schaltkondensator-Struktur hinzugefügt, die der Temperaturkompensation dient und den Angaben zufolge eine deutliche Verbesserung gegenüber den viel Strom verbrauchenden PLL-Stufen darstellt, die in Silizium-MEMS-Resonatoren zur Temperaturkompensation dienen.
Im Vordergrund steht hier der äußerst niedrige Stromverbrauch, verbrauchen die CSEM-Komponenten doch nur einige Mikroampere, während es bei den Silizium-MEMS-Resonatoren mehrere Milliampere sind. Die neuen Komponenten sollen außerdem präziser sein als reine Silizium-MEMS-Resonatoren.
Pragmatisch ist die Einstellung der MEMS-Analysten bezüglich der gegenwärtigen Technologieauswahl für die Designer. Ihrer Ansicht nach haben die MEMS-basierten Lösungen größere Marktanteilen erringen können, weil sie die gewünschte Performance zu niedrigeren Kosten bieten. Gut möglich, dass in den meisten Anwendungen der Preis wieder zum entscheidenden Argument wird. In speziellen Märkten jedoch – unter anderem zählen dazu Ultra-Low-Power-Designs oder Systeme mit extremen Stabilitätsanforderungen – könnten die neuen Technologien durchaus interessant sein.