【晶振行业前景广阔，国产替代提供发展机遇】-韭研公社

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【晶振行业前景广阔，国产替代提供发展机遇】

伊震峰

只买龙头的龙头选手

2023-06-21 14:21:41

去年8月整理的

（一）小型化、高频化为发展趋势，光刻工艺为核心壁垒
晶振是数字电路的“心跳”。数字电路的正常运行离不开稳定准确的时钟信号，晶振正是为电路提供参考时钟基准（时基）或频率基准（基频）的电子元器件。晶振（石英晶体频率元器件）是利用石英晶体（二氧化硅）天然的压电效应制作成的频率控制元器件，通过不同方位的切角来实现所需要的不同频率。

晶振的工作原理是石英晶体的压电效应。在石英晶体的两个电极上施加电场会使晶体产生机械变形，反之，如果在晶体两侧施加机械压力就会在晶体上产生电场。基于这种特性，在晶体的两侧施加交变电压，晶片就会产生周期性的压缩和延伸，并在电极上产生电压。这种振动和电压一般很小，但是在某个特定的电场频率下会产生共振现象，振幅明显加大。利用此效应可以使晶体以其固有频率振动，产生高精度振荡频率，等效于一个串联的 RLC 电路。

晶振按功能划分可以分为谐振器（无源晶振）和振荡器（有源晶振），有源晶振构造复杂、精密度高。无源晶振构造简单，只由一块石英晶片和两个电极板组成，需要有外部电路配合才能起振，主要可分为普通无源晶振和内置热敏电阻的无源晶振（TSX）。

有源晶振是内含石英晶片和振荡电路的模组，不需要再设计外围电路，直接就可以产生振荡信号输出，主要可分为晶体振荡器（XO）、温度补偿晶体振荡器（TCXO）、压控晶体振荡器（VCXO）、恒温晶体振荡器（OCXO）。两种晶振相比，无源晶振精密度和稳定性低，但是有成本低、功耗低的优势，因此应用场景也比较广泛。有源晶振更适用于像卫星通信、航空航天等精密度要求高的场景，比如温度补偿晶体振荡器内部加了一个 IC，通过算法的方式进行频率的补偿，来抵消石英材料在不同温度下频率受到影响的问题，主要用于 5G进展、金融、电力等高精度要求领域。

晶振按频率划分可分为低频（KHz）晶振和高频（MHz）晶振，后者厂商竞争激烈。KHz 晶振可以产生时序电路基准信号，主要用于计时系统，出现在有时间显示或周期的地方。主流产品为 32.768KHz 晶振，其低功耗的特性被用于电子设备的唤醒功能。MHz晶振提供基准频率信号，应用场景广泛，国内晶振厂商多在 MHz 领域布局，竞争环境激烈。

晶振朝向小型化、高频化发展，光刻工艺成为技术核心壁垒。为了满足可穿戴和手机等轻薄便携产品的需求，晶振正往小型化、片式化、薄片化的方向发展，MHz晶振产品从 3225 （3.2mm*2.5mm，下同）、2520不断发展到 2016、1612，现在 1210也被研制出来并开始试产。同时，随着 5G 和 WiFi-6 技术的发展和普及，更高频率的晶振有利于减少噪声影响，提高高速通信的稳定性。

高通手机平台晶振频率已经从 38.4MHz向 76.8MHz 升级，联发科手机平台晶振频率也从 26MHz向 52MHz升级，WiFi-6 甚至要求 80MHz-96MHz。由于晶振工作频率通常与晶片厚度呈反比，所以想要达到 50MHz以上的高频率，关键技术是基于半导体技术的光刻工艺，将晶片加工至超薄。光刻工艺难度大，因此率先掌握成熟的光刻工艺并具有量产相关高频产品能力的厂商将获得竞争优势。

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