5G、物联网等驱动晶振市场增长的前景分析

晶振的应用前景及市场分析

        晶振是利用石英晶体的压电效应制成的频率控制元器件，是各类电子产品中不可或缺的基础元件，被广泛的运用于各类频率控制、频率稳定、频率选择和计时系统中，特别适用于对频率准确度要求较高的电子产品，如通讯、资讯、网络、汽车电子、家用电器和石英钟表等领域。本文将从晶振的分类、市场规模、发展趋势和应用领域等方面进行分析，展望晶振的未来发展前景。

晶振的分类

        按功能属性，晶振可划分为石英晶体谐振器（无源晶振）和石英晶体振荡器（有源晶振）两类。谐振器需要其他电路配合才可起振，产品结构简单、应用广泛，按功能和实现技术可分为普通无源晶振和内置热敏电阻的无源晶振（TSX）；有源晶振内置电路，可简单理解为“无源晶振+IC”的集合体，通电后可自行起振，没有大规模普及于家用市场，多应用于对精密性有特定要求的领域，可划分为温度补偿晶体振荡器（TCXO）、压控晶体振荡器（VCXO）、普通晶体振荡器（SPXO）和恒温晶体振荡器（OCXO）。热敏晶振成本相对低廉，可在一定程度上替代同型号温度补偿晶体振荡器（TCXO）。

        按封装方式的不同，石英晶振可划分为 DIP 晶振（Dual Inline-pin Package，双列直插式）和 SMD 晶振（Surface Mounted Devices，表面贴装式）。其中，SMD 晶振尺寸小、易贴装，体积和重量是传统 DIP 谐振器的 1/10 左右，适用于空间相对较小的电子产品，在移动终端、通讯设备的产品升级周期加快的背景下，呈现稳步增长的态势，已成市场主流形态。

        根据终端频率需求的不同，石英晶振分为 KHz 晶体谐振器、MHz 晶体谐振器等。其中，KHz 晶体谐振器作为实时时钟（RTC）电路中的核心关键器件，主要提供时钟频率信号，是时间显示、系统计时、信息运算等的关键元件；MHz 晶体谐振器（高频）主要为电子系统提供基准频率信号，广泛应用于 WIFI、资讯设备和家用电器。

晶振的市场规模

        根据 CS&A 报告 ，2020 年全球频率元件产值约为 35 亿美金，年销量约为 170 亿颗。随着应用领域逐渐扩大及 5G、Wi-Fi、物联网、智能穿戴等的发展，其市场规模将不断扩大。2021 年全球物联网终端连接数量为 123 亿台，物联网企业支出约 1600 亿美元，预计到 2025 年连接数会超过 270 亿台，年复合增长率约为 17%。5G 商用将带动新一波换机需求，且随着单个手机搭载的模块增加，所配置的石英晶体元器件数量和价值将不断提升。Counterpoint Research 数据显示，2022 年 1 月，全球 5G 智能手机的销量占所有智能手机销量的 51%，历史上首次超过 4G 智能手机。5G 手机渗透率逐步提升将推动晶振市场不断增长。

        根据 QY恒州博智调研 的数据，2021 年全球晶振市场规模达到了 43.35 亿美元，预计到 2028 年将达到 63.36 亿美元 ，年复合增长率（CAGR）为 5.68% 。预测到 2025 年中国有源晶振市场需求量从 2019 年的 108.2 亿只增长至 378.36 亿元 ，年复合增长率约为23.3% 。

晶振的发展趋势

        随着技术进步和市场需求变化，石英晶振也在不断创新和优化。目前，石英晶振行业呈现出以下六大发展趋势：

        小型化：随着电子产品功能日益强大和多样化，电路板上空间愈加珍贵，对元器件尺寸提出了更高要求。因此，石英晶振朝向小型化发展是必然趋势。

        片式化：SMD 封装晶振具有尺寸小、易贴装等特点，在生产效率和成本方面具有优势。目前全球石英晶振片式化率约为70%，未来还有提升空间。

        高频化：随着通信技术从4G向5G转变，为实现高速、大容量、稳定的通信，需要更高频率的载波。此外，光刻工艺的成熟也推动了石英晶振产品向高频化发展。

        高精度：早期的消费类电子产品对石英晶振的频率精度要求多为±10ppm-±30ppm，目前已经提高到±10ppm以下。随着5G技术、物联网技术等对时钟信号精度要求更高，在未来几年内可能会达到±1ppm甚至更高。

        高可靠性：随着汽车电子、医疗设备、航空航天等高端领域对石英晶振需求增加，在这些领域应用的石英晶振需要满足零缺陷要求，并能在恶劣环境下正常工作。

        低功耗：随着电子产品的智能化、便携化和节能化，对晶振的功耗也提出了更高的要求。晶振的功耗主要取决于晶体的等效串联电阻（ESR）和流过晶体的电流。一般来说，ESR越低，电流越小，功耗越低。目前，市场上有一些采用MEMS技术的全硅晶振，宣称具有低功耗、快速启动、高抗震等优点。不过，在温补系列产品，石英晶振功耗却较低，石英晶振在 2~6mA ；而 MEMS 振荡器在 30mA 左右，差异较大。因此，在选择晶振时，应根据不同的应用场景和性能需求，综合考虑各种因素。

晶振的应用领域

        晶振作为频率控制元件，广泛应用于各种电子设备中，尤其是对频率稳定性、精度和可靠性有较高要求的领域。以下是一些典型的应用领域：

        通信设备：如手机、无线局域网、蓝牙、卫星导航、雷达等，都需要高频、高精度、高稳定性的晶振作为信号源或时钟源。

        资讯设备：如计算机、服务器、路由器、交换机、打印机等，都需要晶振作为时钟源或同步信号源。

        网络设备：如物联网、云计算、大数据等，都需要晶振作为时钟源或同步信号源。

        汽车电子：如汽车导航、车载娱乐、车载通信等，都需要晶振作为时钟源或同步信号源。

        家用电器：如电视机、DVD、数码相机、游戏机等，都需要晶振作为时钟源或同步信号源。

        石英钟表：如手表、闹钟、计时器等，都需要晶振作为时钟源或计时器。

        其他领域：如医疗设备、工业控制、航空航天等，都需要晶振作为时钟源或同步信号源。

        晶振是一种不可或缺的频率控制元件，在各种电子设备中发挥着重要的作用。随着技术进步和市场需求变化，晶振也在不断创新和优化，朝着小型化、片式化、高频化、高精度、高可靠性和低功耗等方向发展。未来，随着5G技术、物联网技术等的发展和应用，对晶振的需求将不断增加，其市场规模将不断扩大。晶振行业也将迎来新的机遇和挑战。希望本文能够对您有所帮助，如果您对晶振有任何疑问或建议，欢迎在评论区留言，我们将及时回复您。感谢您的阅读和支持！