瑞士電子與微技術中心（CSEM）等的研究小組在“ISSCC 2013”上發表了將石英振蕩器與硅基MEMS技術（硅晶圓級封裝技術）結合的時鐘器件論文（演講編號：11.3）。該方案利用硅基MEMS技術真空封裝石英振蕩器。

圖1 石英振蕩器與硅基MEMS技術結合的時鐘器件

使用石英振蕩器的時鐘器件擁有精度高的優點，但同時也存在難以小型化及難以低成本化的問題。所以可實現小型化及低成本化的硅基MEMS振蕩器引起了關注，但與石英振蕩器相比，硅基MEMS振蕩器的精度較低，存在溫度補償用CMOS電路復雜、功耗容易變大等問題。

為此，瑞士的研究小組此次提出了可在使用高精度石英振蕩器的同時實現小型化及低成本化的封裝方案。具體做法是，在形成了溫度補償用CMOS電路的硅晶圓上形成TSV（硅通孔），在晶圓背面連接石英振蕩器；然后再與帶凹部的硅晶圓粘合在一起，將石英振蕩器真空封裝。雖然現在通過TSV將石英振蕩器與CMOS芯片連接的部分尚未實現，但CMOS芯片及真空封裝技術已經實現，目前正在開發TSV工藝。另外，還將在CMOS芯片的表面安裝BAW器件。

石英振蕩器與硅基MEMS振蕩器相比精度更高，因此容易簡化溫度補償用CMOS電路，可實現低功耗消化。此次提案的器件在RTC（real-time clock）模式下的精度為±5ppm，消耗電流為0.4μA，與最新的硅基MEMS振蕩器（±5ppm、2～3μA）相比，實現了低功耗化。CMOS芯片利用0.18μm工藝制造。時鐘器件的整體尺寸為1.4mm×1.0mm×0.5mm。