根據(jù)市場(chǎng)分析機(jī)構(gòu)MarketsandMarkets Analysis的預(yù)測(cè),全球石英組件市場(chǎng)的需求量自2014至2020年的復(fù)合成長(zhǎng)率約為7.8%。在石英晶體振蕩器部分,今年的市場(chǎng)雖略顯供大于求,但總體上產(chǎn)品的價(jià)格變化不大,基本保持穩(wěn)中有降的態(tài)勢(shì),市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)集中體現(xiàn)在低頻晶振產(chǎn)品線上。長(zhǎng)期以來(lái),歐美日系廠商憑借在石英頻率組件產(chǎn)業(yè)起步較早、基礎(chǔ)深厚的優(yōu)勢(shì),在市場(chǎng)上具有較高的知名度,并在高端產(chǎn)品線擁有較高的市占率,但隨著近年來(lái)中國(guó)大陸及臺(tái)灣地區(qū)石英晶體振蕩器廠商的崛起,使得這一市場(chǎng)的格局更為多元化。
應(yīng)用需求呈多樣化
EPSON(中國(guó))有限公司電子元器件市場(chǎng)和銷售總監(jiān)程偉民 |
石英晶體振蕩器從功能分類上講,可分為SPXO標(biāo)準(zhǔn)頻率晶體振蕩器、VCXO壓控頻率晶體振蕩器、TCXO溫度補(bǔ)償晶體振蕩器和OCXO恒溫晶體振蕩器等。在應(yīng)用范圍上,石英晶體振蕩器已被廣泛應(yīng)用于消費(fèi)、通信、工業(yè)、汽車等電子行業(yè)中,并且現(xiàn)階段各領(lǐng)域?qū)κ⒕w振蕩器產(chǎn)品都提出了不同的使用要求。
EPSON(中國(guó))有限公司電子元器件市場(chǎng)和銷售總監(jiān)程偉民詳細(xì)分析道:“例如,在通信行業(yè),隨著通信頻率和帶寬的提高,在要求石英晶體振蕩器基頻頻率提高的同時(shí),還強(qiáng)調(diào)石英晶體振蕩器的相位噪聲和相位抖動(dòng)必須減少,以滿足通信質(zhì)量的要求。在汽車和工業(yè)應(yīng)用中,往往會(huì)面對(duì)高溫等嚴(yán)酷的工作環(huán)境,這對(duì)于石英晶體振蕩器的可靠性提出了更高的需求。而在消費(fèi)電子領(lǐng)域,除了產(chǎn)品的小型化之外,還必須考慮成本最優(yōu)化,以滿足激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)要求?!?
為了實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的小型化設(shè)計(jì),泰藝電子股份有限公司通過多項(xiàng)專利技術(shù),如封蓋后分離的壓電諧蕩組件制造方法、時(shí)頻組件制造方法及照相制版腐蝕技術(shù)等,以半導(dǎo)體加工技術(shù)發(fā)展SLAM制造工藝,有效控制成本,積極開發(fā)微小型化石英產(chǎn)品。
該公司產(chǎn)品經(jīng)理謝寬洲表示,未來(lái)SMD型石英晶振的市場(chǎng)需求將會(huì)持續(xù)增大,目前泰藝電子已完成多項(xiàng)高精度及小型化SMD型石英組件,如2.0x1.6x0.5mm高精度SMD石英晶體振蕩器及2.5x2.0x0.9mm高精度石英晶體振蕩器,并正向更小型的1.6x1.2 mm產(chǎn)品邁進(jìn)。另外,公司還推出了包括符合通信設(shè)備Stratum 3及Small cell專用的7.0x5.0mm及5.0x3.2mm SMD型TCXO溫度補(bǔ)償石英振蕩器,以及次世代小型化SMD型VCXO可變電壓控制石英振蕩器等產(chǎn)品,均可充分供應(yīng)高速網(wǎng)絡(luò)與通信設(shè)備市場(chǎng)所需。
作為本土供應(yīng)商的代表,北京晶宇興科技有限公司王佳彬介紹說,隨著便攜式電子設(shè)備薄型化的設(shè)計(jì)趨勢(shì),晶振產(chǎn)品在小尺寸開發(fā)上要求能夠?qū)崿F(xiàn)從直插到貼片的各種尺寸。另外,針對(duì)不同的應(yīng)用環(huán)境,也要求晶振產(chǎn)品能夠滿足更寬的工作溫度范圍,如:工業(yè)級(jí)應(yīng)用要求的-40~85度、汽車級(jí)應(yīng)用要求的-40~125度;軍品級(jí)應(yīng)用要求的-55~125度。同時(shí),產(chǎn)品的輸出形式也要多樣化,其中包括SINE、TTL、CMOS、LVPECL、LVDS、HCSL等。目前,晶宇興推出的產(chǎn)品規(guī)格最小可達(dá)到2520,同時(shí)2016(2.0x1.6mm)也正在加緊研發(fā)之中。據(jù)介紹,晶宇興目前產(chǎn)能主要以石英晶體振蕩器為主,貼片晶體和振蕩器合計(jì)產(chǎn)能約為8kk/月,其中包括汽車級(jí)、軍品級(jí)、工業(yè)級(jí)。
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通信領(lǐng)域進(jìn)入高頻化
另一個(gè)重要趨勢(shì)是,隨著通信技術(shù)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,加上影音視頻的發(fā)達(dá),帶動(dòng)無(wú)線與有線網(wǎng)絡(luò)傳輸量增加,這些讓市場(chǎng)對(duì)于石英頻率組件的高頻系列產(chǎn)品需求不斷提高。
“隨著移動(dòng)通信市場(chǎng)的持續(xù)熱絡(luò),帶動(dòng)了無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備端與通信基礎(chǔ)建設(shè)市場(chǎng)的迅猛成長(zhǎng),尤其是在數(shù)字高清影音產(chǎn)品取代傳統(tǒng)影音器材的影響下,用戶對(duì)高頻、低噪聲及小型化SMD石英組件的需求也隨之增加?!睋?jù)謝寬洲介紹,泰藝電子正積極開發(fā)適合網(wǎng)絡(luò)通信業(yè)應(yīng)用的TCXO溫度補(bǔ)償石英振蕩器、VCXO電壓控制石英振蕩器以及高頻石英振蕩器,配合既有的歐美市場(chǎng)并擴(kuò)大中國(guó)及印度等新興市場(chǎng),成為泰藝電子未來(lái)發(fā)展的主要目標(biāo)之一。
北京晶宇興科技有限公司經(jīng)理王佳彬 |
近期,EPSON推出了基頻可達(dá)到3GHz的EV1409壓控石英聲表面波振蕩器以滿足光纖通信的要求。程偉民表示,目前晶振產(chǎn)品在技術(shù)開發(fā)上的主要趨勢(shì)體現(xiàn)在更高的基頻、更好的相位噪聲和相位抖動(dòng)參數(shù)等指標(biāo),以滿足高通信帶寬的需求,為此,EPSON公司開發(fā)了石英聲表面波振蕩器和高基頻振蕩器等產(chǎn)品,來(lái)滿足該應(yīng)用要求。此外,EPSON還推出了應(yīng)用光刻石英加工技術(shù)的SG-210等石英晶體振蕩器以針對(duì)產(chǎn)品小型化和降低成本的要求;還推出了新一代的可編程石英晶體振蕩器產(chǎn)品SG-8003系列,從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)市場(chǎng)供應(yīng)的快速響應(yīng)。
另?yè)?jù)透露,基于對(duì)未來(lái)石英晶體振蕩器市場(chǎng)需求增長(zhǎng)的預(yù)測(cè),EPSON在今年加大投入對(duì)SPXO 等產(chǎn)品的產(chǎn)能進(jìn)行提升;同時(shí)為了增強(qiáng)產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,EPSON還利用全新的光刻石英加工技術(shù),相對(duì)于傳統(tǒng)的機(jī)械加工方式,大大減少了石英晶片的加工成本。
“通信技術(shù)的快速發(fā)展、數(shù)據(jù)傳輸速度的不斷提高,帶動(dòng)了晶振產(chǎn)品頻率的提升;同時(shí)在可穿戴設(shè)備、智能家居及物聯(lián)網(wǎng)中廣泛應(yīng)用的BLE、ZigBee等技術(shù)對(duì)晶振也提出了低功耗的要求?!贝逄?中國(guó))投資有限公司產(chǎn)品工程師馬廣良說。目前村田正在開發(fā)1612尺寸(1.6×1.2mm)的高精度石英晶體振蕩器以及用于車載的汽車級(jí)晶振產(chǎn)品。其中,1612尺寸晶振——XRCFD-F/XRCMD-F系列能夠滿足Wi-Fi/BT等無(wú)線通信對(duì)時(shí)鐘精度的要求,且具有出色的質(zhì)量、良好的量產(chǎn)性和性價(jià)比,適用于可穿戴設(shè)備、通信模塊等應(yīng)用。在汽車電子方面,村田開發(fā)的2016尺寸(2.0x1.6mm)車載用水晶振蕩子——XRCGB-F-A系列符合汽車電器件可靠性測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)AEC-Q200,在-40~+125℃的溫度范圍內(nèi)的溫漂被控制在+/-35ppm之內(nèi),滿足了汽車Ethernet等下一代車載LAN和圖像處理器等對(duì)晶體的精度要求。目前這兩款產(chǎn)品均已開始量產(chǎn)。
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傳統(tǒng)晶振vs.MEMS振蕩器
近年來(lái),來(lái)自于MEMS振蕩器等新型產(chǎn)品的沖擊也在影響著石英晶振市場(chǎng)的發(fā)展?!氨M管與傳統(tǒng)晶體振蕩器相比,MEMS振蕩器在交貨周期、供貨靈活度等方面有較為明顯的優(yōu)勢(shì),但其在電流和抖動(dòng)值上略差。”王佳彬認(rèn)為,現(xiàn)階段在對(duì)精度要求較高、高速通信或需要極佳信噪比性能的應(yīng)用中,仍然會(huì)以傳統(tǒng)晶體振蕩器為主;而在對(duì)價(jià)格較為敏感、對(duì)抖動(dòng)值要求不高的市場(chǎng)中,MEMS振蕩器則可能會(huì)更有應(yīng)用優(yōu)勢(shì),不同技術(shù)類型的產(chǎn)品將在各自的市場(chǎng)領(lǐng)域中獲得自己的發(fā)展空間。
村田(中國(guó))投資有限公司產(chǎn)品工程師馬廣良 |
對(duì)此,馬廣良表示認(rèn)同:“晶振作為廣泛應(yīng)用的時(shí)鐘元件,具有精度高、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn),未來(lái)仍會(huì)保持較大的市場(chǎng)份額,MEMS可能會(huì)占有部分對(duì)小型化要求較高的市場(chǎng)或某些特定的應(yīng)用場(chǎng)所中?!?
程偉民還補(bǔ)充道,相對(duì)硅基材料的MEMS振蕩器,傳統(tǒng)石英晶體振蕩器的優(yōu)勢(shì)還是在于頻率穩(wěn)定的特性。最早選用石英的壓電效應(yīng)來(lái)制作石英晶體振蕩器,就是基于石英材料的穩(wěn)定性,例如在全溫范圍內(nèi)的頻率穩(wěn)定度,而硅材料隨著溫度的變化其電子遷移率有很大變化,很難控制,經(jīng)過數(shù)字溫度補(bǔ)償后,又帶來(lái)了相位噪聲和相位抖動(dòng)較大,功耗增加等問題。
所以,目前硅基MEMS振蕩器還只應(yīng)用于對(duì)頻率特性要求不高的應(yīng)用領(lǐng)域,而對(duì)頻率特性較高的通信等市場(chǎng)的TCXO、VCXO產(chǎn)品全部還是應(yīng)用石英晶體振蕩器。
展望未來(lái)市場(chǎng)的發(fā)展,謝寬洲指出,對(duì)于局端應(yīng)用的網(wǎng)通設(shè)備及電子產(chǎn)品來(lái)說,新型器件要想能夠順利替換發(fā)展歷史及技術(shù)都很成熟且兼具高精度及低耗能的石英振蕩器,仍有很多障礙需要克服?!笆⒈旧?yè)碛袦囟认禂?shù)小、高Q值(即低損耗)的物理特性,再加上石英原料取材容易的經(jīng)濟(jì)特性,因而成為廣泛應(yīng)用在各類電子設(shè)備中的基本組件,以石英為基礎(chǔ)的頻率組件在精準(zhǔn)度、溫度漂移、相位噪聲等指標(biāo)性能上,比硅材料要表現(xiàn)更優(yōu)異?!彼f。
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