電子產品的心跳看晶體振盪器

 晶振是指利用石英晶體 (二氧化矽) 的壓電效應而制成的頻率元件, 為電路提供參考時鐘基準 (時基) 或者頻率基準 (基頻), 廣泛應用於各類電子產品, 是電路中必不可少的元器件, 被譽為電子整機的 "心臟".

按功能分類, 晶振分為被動晶振 (諧振器, 晶體 Crystal, 簡寫為 XTAL) 和主動晶振 (振蕩器, 晶振 Crystal Oscillator, 簡寫為 XO). 按頻率分類, 晶振分為 KHz 和 MHz 晶振, 其頻率特性主要由切割工藝類型決定.

當將電場作用於水晶材料時會產生形變, 形變大小隨電場強度成正比, 此特性被稱之為"逆壓電效應", 此效應的存在使得水晶材料在電場作用下產生應力而形變, 從而產生機械振動, 獲得特定的頻率.

石英晶振的封裝方式主要有 SMD (表面貼裝器件) 和 DIP (雙列直插式封裝技術), 且因 SMD 組裝密度高, 體積和重量只有 DIP 諧振器 1/10 左右; 便於機械手操作, 適合自動化生產等優勢, 在晶振小型化的背景下, SMD 型占據主要市場份額.

隨著電子產品的不斷發展,，晶振朝著以下三個方向發展. 小型化: 隨著可穿戴以及 5G 手機的發展, 電路板上的空間越來越珍貴. 高頻化: 隨著無線通訊如 5G 和 wifi 6 的發展, 高容量高速傳輸要求電路基頻不斷提升. 高精度: 電子產品對晶振的精度要求也在不斷提升.

全球石英晶振市場集中於日本, 台灣, 美國, 中國. 2020 年全球前 10 大晶振廠商合計占據 63.86%的市場份額, 市場集中度較高, 日本廠商以近一半的市場份額處於主導地位. 2020 年市場份額前 5 名的晶振廠商中, 日本廠商占據了 4 名.

晶振產業鏈分析: 上游主要是材料及設備. 中游是制造環節, 晶振工藝主要包含傳統機械加工和光刻 MEMS 工藝, 機械加工壁壘相對較低; 光刻工藝壁壘則較高, 存在大量 Know-How, 具有較高的準入壁壘. 下游應用領域較為分散.

石英晶振頻率信號經調制處理後可當作載波用於無線傳輸數據, 一般連接網絡的終端都有信號接收和發送裝置, 都需要用到石英晶振, 在萬物互聯時代, 將帶來可觀的市場增量. 石英晶振頻率信號還可作為時鐘頻率信號, CPU指令執行均以此為基礎.

2020《易立信移動市場報告》的預測, 物聯網設備全球將由 2020 年的126 億個, 增加到 2026 年的 269 億個, CAGR 13%. 若按平均每台物聯網設備 5~10 只石英晶振估算, 未來幾年將有近 1345~2690 億只的市場規模.

汽車電動智能化趨勢下, 車用晶振需求量成倍增長. 汽車對晶振的可靠性, 穩定性, 一致性等要求非常高, 且具有較長的認證周期, 相對價值量也更高. 晶振在純電智能車主要應用在安全控制系統, 胎壓檢測系統, 信息情報系統, 車身系統以及輔助駕駛系統, 應用場景廣泛.