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        5G、物聯網等驅動晶振市場增長的前景分析

        2023-05-03 18:33:47 晶振廠家星光鴻創XGHC

        晶振的應用前景及市場分析

                晶振是利用石英晶體的壓電效應制成的頻率控制元器件,是各類電子產品中不可或缺的基礎元件,被廣泛的運用于各類頻率控制、頻率穩定、頻率選擇和計時系統中,特別適用于對頻率準確度要求較高的電子產品,如通訊、資訊、網絡、汽車電子、家用電器和石英鐘表等領域。本文將從晶振的分類、市場規模、發展趨勢和應用領域等方面進行分析,展望晶振的未來發展前景。

        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,產品結構簡單、應用廣泛,按功能和實現技術可分為普通無源晶振和內置熱敏電阻的無源晶振(TSX);有源晶振內置電路,可簡單理解為“無源晶振+IC”的集合體,通電后可自行起振,沒有大規模普及于家用市場,多應用于對精密性有特定要求的領域,可劃分為溫度補償晶體振蕩器(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)。熱敏晶振成本相對低廉,可在一定程度上替代同型號溫度補償晶體振蕩器(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 DIP 諧振器的 1/10 左右,適用于空間相對較小的電子產品,在移動終端、通訊設備的產品升級周期加快的背景下,呈現穩步增長的態勢,已成市場主流形態。

                根據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 晶體諧振器作為實時時鐘(RTC)電路中的核心關鍵器件,主要提供時鐘頻率信號,是時間顯示、系統計時、信息運算等的關鍵元件;MHz 晶體諧振器(高頻)主要為電子系統提供基準頻率信號,廣泛應用于 WIFI、資訊設備和家用電器。

        星光鴻創晶振

        晶振的市場規模

                根據 CS&A 報告 ,2020 年全球頻率元件產值約為 35 億美金,年銷量約為 170 億顆。隨著應用領域逐漸擴大及 5G、Wi-Fi、物聯網、智能穿戴等的發展,其市場規模將不斷擴大。2021 年全球物聯網終端連接數量為 123 億臺,物聯網企業支出約 1600 億美元,預計到 2025 年連接數會超過 270 億臺,年復合增長率約為 17%。5G 商用將帶動新一波換機需求,且隨著單個手機搭載的模塊增加,所配置的石英晶體元器件數量和價值將不斷提升。Counterpoint Research 數據顯示,2022 年 1 月,全球 5G 智能手機的銷量占所有智能手機銷量的 51%,歷史上首次超過 4G 智能手機。5G 手機滲透率逐步提升將推動晶振市場不斷增長。

                根據 QY恒州博智調研 的數據,2021 年全球晶振市場規模達到了 43.35 億美元,預計到 2028 年將達到 63.36 億美元 ,年復合增長率(CAGR)為 5.68% 。預測到 2025 年中國有源晶振市場需求量從 2019 年的 108.2 億只增長至 378.36 億元 ,年復合增長率約為23.3% 。

        晶振的發展趨勢

                隨著技術進步和市場需求變化,石英晶振也在不斷創新和優化。目前,石英晶振行業呈現出以下六大發展趨勢:

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

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

                高頻化:隨著通信技術從4G向5G轉變,為實現高速、大容量、穩定的通信,需要更高頻率的載波。此外,光刻工藝的成熟也推動了石英晶振產品向高頻化發展。

                高精度:早期的消費類電子產品對石英晶振的頻率精度要求多為±10ppm-±30ppm,目前已經提高到±10ppm以下。隨著5G技術、物聯網技術等對時鐘信號精度要求更高,在未來幾年內可能會達到±1ppm甚至更高。

                高可靠性:隨著汽車電子、醫療設備、航空航天等高端領域對石英晶振需求增加,在這些領域應用的石英晶振需要滿足零缺陷要求,并能在惡劣環境下正常工作。

                低功耗:隨著電子產品的智能化、便攜化和節能化,對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電阻(ESR)和流過晶體的電流。一般來說,ESR越低,電流越小,功耗越低。目前,市場上有一些采用MEMS技術的全硅晶振,宣稱具有低功耗、快速啟動、高抗震等優點。不過,在溫補系列產品,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,應根據不同的應用場景和性能需求,綜合考慮各種因素。

        晶振的應用領域

                晶振作為頻率控制元件,廣泛應用于各種電子設備中,尤其是對頻率穩定性、精度和可靠性有較高要求的領域。以下是一些典型的應用領域:

                通信設備:如手機、無線局域網、藍牙、衛星導航、雷達等,都需要高頻、高精度、高穩定性的晶振作為信號源或時鐘源。

                資訊設備:如計算機、服務器、路由器、交換機、打印機等,都需要晶振作為時鐘源或同步信號源。

                網絡設備:如物聯網、云計算、大數據等,都需要晶振作為時鐘源或同步信號源。

                汽車電子:如汽車導航、車載娛樂、車載通信等,都需要晶振作為時鐘源或同步信號源。

                家用電器:如電視機、DVD、數碼相機、游戲機等,都需要晶振作為時鐘源或同步信號源。

                石英鐘表:如手表、鬧鐘、計時器等,都需要晶振作為時鐘源或計時器。

                其他領域:如醫療設備、工業控制、航空航天等,都需要晶振作為時鐘源或同步信號源。

                晶振是一種不可或缺的頻率控制元件,在各種電子設備中發揮著重要的作用。隨著技術進步和市場需求變化,晶振也在不斷創新和優化,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展。未來,隨著5G技術、物聯網技術等的發展和應用,對晶振的需求將不斷增加,其市場規模將不斷擴大。晶振行業也將迎來新的機遇和挑戰。希望本文能夠對您有所幫助,如果您對晶振有任何疑問或建議,歡迎在評論區留言,我們將及時回復您。感謝您的閱讀和支持!

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