晶振的應(yīng)用前景及市場(chǎng)分析

        晶振是利用石英晶體的壓電效應(yīng)制成的頻率控制元器件，是各類電子產(chǎn)品中不可或缺的基礎(chǔ)元件，被廣泛的運(yùn)用于各類頻率控制、頻率穩(wěn)定、頻率選擇和計(jì)時(shí)系統(tǒng)中，特別適用于對(duì)頻率準(zhǔn)確度要求較高的電子產(chǎn)品，如通訊、資訊、網(wǎng)絡(luò)、汽車電子、家用電器和石英鐘表等領(lǐng)域。本文將從晶振的分類、市場(chǎng)規(guī)模、發(fā)展趨勢(shì)和應(yīng)用領(lǐng)域等方面進(jìn)行分析，展望晶振的未來(lái)發(fā)展前景。

晶振的分類

        按功能屬性，晶振可劃分為石英晶體諧振器（無(wú)源晶振）和石英晶體振蕩器（有源晶振）兩類。諧振器需要其他電路配合才可起振，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、應(yīng)用廣泛，按功能和實(shí)現(xiàn)技術(shù)可分為普通無(wú)源晶振和內(nèi)置熱敏電阻的無(wú)源晶振（TSX）；有源晶振內(nèi)置電路，可簡(jiǎn)單理解為“無(wú)源晶振+IC”的集合體，通電后可自行起振，沒有大規(guī)模普及于家用市場(chǎng)，多應(yīng)用于對(duì)精密性有特定要求的領(lǐng)域，可劃分為溫度補(bǔ)償晶體振蕩器（TCXO）、壓控晶體振蕩器（VCXO）、普通晶體振蕩器（SPXO）和恒溫晶體振蕩器（OCXO）。熱敏晶振成本相對(duì)低廉，可在一定程度上替代同型號(hào)溫度補(bǔ)償晶體振蕩器（TCXO）。

        按封裝方式的不同，石英晶振可劃分為 DIP 晶振（Dual Inline-pin Package，雙列直插式）和 SMD 晶振（Surface Mounted Devices，表面貼裝式）。其中，SMD 晶振尺寸小、易貼裝，體積和重量是傳統(tǒng) DIP 諧振器的 1/10 左右，適用于空間相對(duì)較小的電子產(chǎn)品，在移動(dòng)終端、通訊設(shè)備的產(chǎn)品升級(jí)周期加快的背景下，呈現(xiàn)穩(wěn)步增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，已成市場(chǎng)主流形態(tài)。

        根據(jù)終端頻率需求的不同，石英晶振分為 KHz 晶體諧振器、MHz 晶體諧振器等。其中，KHz 晶體諧振器作為實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC）電路中的核心關(guān)鍵器件，主要提供時(shí)鐘頻率信號(hào)，是時(shí)間顯示、系統(tǒng)計(jì)時(shí)、信息運(yùn)算等的關(guān)鍵元件；MHz 晶體諧振器（高頻）主要為電子系統(tǒng)提供基準(zhǔn)頻率信號(hào)，廣泛應(yīng)用于 WIFI、資訊設(shè)備和家用電器。

晶振的市場(chǎng)規(guī)模

        根據(jù) CS&A 報(bào)告 ，2020 年全球頻率元件產(chǎn)值約為 35 億美金，年銷量約為 170 億顆。隨著應(yīng)用領(lǐng)域逐漸擴(kuò)大及 5G、Wi-Fi、物聯(lián)網(wǎng)、智能穿戴等的發(fā)展，其市場(chǎng)規(guī)模將不斷擴(kuò)大。2021 年全球物聯(lián)網(wǎng)終端連接數(shù)量為 123 億臺(tái)，物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)支出約 1600 億美元，預(yù)計(jì)到 2025 年連接數(shù)會(huì)超過(guò) 270 億臺(tái)，年復(fù)合增長(zhǎng)率約為 17%。5G 商用將帶動(dòng)新一波換機(jī)需求，且隨著單個(gè)手機(jī)搭載的模塊增加，所配置的石英晶體元器件數(shù)量和價(jià)值將不斷提升。Counterpoint Research 數(shù)據(jù)顯示，2022 年 1 月，全球 5G 智能手機(jī)的銷量占所有智能手機(jī)銷量的 51%，歷史上首次超過(guò) 4G 智能手機(jī)。5G 手機(jī)滲透率逐步提升將推動(dòng)晶振市場(chǎng)不斷增長(zhǎng)。

        根據(jù) QY恒州博智調(diào)研 的數(shù)據(jù)，2021 年全球晶振市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到了 43.35 億美元，預(yù)計(jì)到 2028 年將達(dá)到 63.36 億美元 ，年復(fù)合增長(zhǎng)率（CAGR）為 5.68% 。預(yù)測(cè)到 2025 年中國(guó)有源晶振市場(chǎng)需求量從 2019 年的 108.2 億只增長(zhǎng)至 378.36 億元 ，年復(fù)合增長(zhǎng)率約為23.3% 。

晶振的發(fā)展趨勢(shì)

        隨著技術(shù)進(jìn)步和市場(chǎng)需求變化，石英晶振也在不斷創(chuàng)新和優(yōu)化。目前，石英晶振行業(yè)呈現(xiàn)出以下六大發(fā)展趨勢(shì)：

        小型化：隨著電子產(chǎn)品功能日益強(qiáng)大和多樣化，電路板上空間愈加珍貴，對(duì)元器件尺寸提出了更高要求。因此，石英晶振朝向小型化發(fā)展是必然趨勢(shì)。

        片式化：SMD 封裝晶振具有尺寸小、易貼裝等特點(diǎn)，在生產(chǎn)效率和成本方面具有優(yōu)勢(shì)。目前全球石英晶振片式化率約為70%，未來(lái)還有提升空間。

        高頻化：隨著通信技術(shù)從4G向5G轉(zhuǎn)變，為實(shí)現(xiàn)高速、大容量、穩(wěn)定的通信，需要更高頻率的載波。此外，光刻工藝的成熟也推動(dòng)了石英晶振產(chǎn)品向高頻化發(fā)展。

        高精度：早期的消費(fèi)類電子產(chǎn)品對(duì)石英晶振的頻率精度要求多為±10ppm-±30ppm，目前已經(jīng)提高到±10ppm以下。隨著5G技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等對(duì)時(shí)鐘信號(hào)精度要求更高，在未來(lái)幾年內(nèi)可能會(huì)達(dá)到±1ppm甚至更高。

        高可靠性：隨著汽車電子、醫(yī)療設(shè)備、航空航天等高端領(lǐng)域?qū)κ⒕д裥枨笤黾?，在這些領(lǐng)域應(yīng)用的石英晶振需要滿足零缺陷要求，并能在惡劣環(huán)境下正常工作。

        低功耗：隨著電子產(chǎn)品的智能化、便攜化和節(jié)能化，對(duì)晶振的功耗也提出了更高的要求。晶振的功耗主要取決于晶體的等效串聯(lián)電阻（ESR）和流過(guò)晶體的電流。一般來(lái)說(shuō)，ESR越低，電流越小，功耗越低。目前，市場(chǎng)上有一些采用MEMS技術(shù)的全硅晶振，宣稱具有低功耗、快速啟動(dòng)、高抗震等優(yōu)點(diǎn)。不過(guò)，在溫補(bǔ)系列產(chǎn)品，石英晶振功耗卻較低，石英晶振在 2~6mA ；而 MEMS 振蕩器在 30mA 左右，差異較大。因此，在選擇晶振時(shí)，應(yīng)根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景和性能需求，綜合考慮各種因素。

晶振的應(yīng)用領(lǐng)域

        晶振作為頻率控制元件，廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備中，尤其是對(duì)頻率穩(wěn)定性、精度和可靠性有較高要求的領(lǐng)域。以下是一些典型的應(yīng)用領(lǐng)域：

        通信設(shè)備：如手機(jī)、無(wú)線局域網(wǎng)、藍(lán)牙、衛(wèi)星導(dǎo)航、雷達(dá)等，都需要高頻、高精度、高穩(wěn)定性的晶振作為信號(hào)源或時(shí)鐘源。

        資訊設(shè)備：如計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、路由器、交換機(jī)、打印機(jī)等，都需要晶振作為時(shí)鐘源或同步信號(hào)源。

        網(wǎng)絡(luò)設(shè)備：如物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等，都需要晶振作為時(shí)鐘源或同步信號(hào)源。

        汽車電子：如汽車導(dǎo)航、車載娛樂(lè)、車載通信等，都需要晶振作為時(shí)鐘源或同步信號(hào)源。

        家用電器：如電視機(jī)、DVD、數(shù)碼相機(jī)、游戲機(jī)等，都需要晶振作為時(shí)鐘源或同步信號(hào)源。

        石英鐘表：如手表、鬧鐘、計(jì)時(shí)器等，都需要晶振作為時(shí)鐘源或計(jì)時(shí)器。

        其他領(lǐng)域：如醫(yī)療設(shè)備、工業(yè)控制、航空航天等，都需要晶振作為時(shí)鐘源或同步信號(hào)源。

        晶振是一種不可或缺的頻率控制元件，在各種電子設(shè)備中發(fā)揮著重要的作用。隨著技術(shù)進(jìn)步和市場(chǎng)需求變化，晶振也在不斷創(chuàng)新和優(yōu)化，朝著小型化、片式化、高頻化、高精度、高可靠性和低功耗等方向發(fā)展。未來(lái)，隨著5G技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等的發(fā)展和應(yīng)用，對(duì)晶振的需求將不斷增加，其市場(chǎng)規(guī)模將不斷擴(kuò)大。晶振行業(yè)也將迎來(lái)新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。希望本文能夠?qū)δ兴鶐椭绻鷮?duì)晶振有任何疑問(wèn)或建議，歡迎在評(píng)論區(qū)留言，我們將及時(shí)回復(fù)您。感謝您的閱讀和支持！