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石英晶振行业概述

石英晶体振荡器是一种关键的电子元器件，利用石英晶体（SiO₂）的压电效应制造而成。它能产生稳定的脉冲信号，为微芯片提供精确的基准频率，对整个电路的正常运行至关重要。根据属性，石英晶体振荡器（有源晶振）和石英晶体谐振器（无源晶振）是石英晶振的两种主要类型。同时，根据生产封装技术，石英晶振可分为DIP型和SMD型。

图表：两类石英晶振对比

资料来源：智研瞻产业研究院整理

石英晶振的核心原料包括外壳、晶片、基座、锌白铜和上盖等。其生产过程包含了数十道精细的工艺环节，如切割、镀膜、点胶以及起振芯片等。为了确保产品的品质，每一道工序都需要严格的质量控制。

图表：石英晶振生产工艺流程

资料来源：智研瞻产业研究院整理

石英晶体振荡器是一种利用石英晶体（二氧化硅，SiO₂）的压电效应来制造的频率控制元件。这种元件能够产生稳定的脉冲信号，为微芯片提供参考频率，是电子设备中不可或缺的元件。石英晶体，也被称为二氧化硅（SiO2）晶体，其独特的形状和透明度使其在光学和压电材料领域都有着广泛的应用。

石英晶体的物理和化学性质都非常稳定，这使得它在各种环境和条件下都能保持一致的性能。当石英晶体受到外力作用时，其表面会产生电荷，这种电荷与施加的外力之间存在线性关系，这就是所谓的正压电效应。反过来，当石英晶体受到电场作用时，它会在特定方向上产生形变，这种形变与电场强度之间也存在线性关系，这被称为逆压电效应。基于上述特性，当石英晶体置于交变电场中时，它的体积会产生机械振动，周期性地变化，进而产生特定频率的信号。

晶体材料，作为一种能够实现机械能和电能相互转换的关键元件，经过一系列的精密加工，如切割和研磨，被制作成芯片。这些芯片两端的电镀金属电极在电流的作用下，由于逆压电效应，会产生共振。在特定条件下，这种共振会导致芯片具有稳定的振动频率。

除了其独特的机械和电学特性，晶体材料还展现出一定的温度特性、老化特性和光谱特性。当施加的电压频率与晶体材料的固有频率一致时，电路中的电流会达到最大值，这一现象正是石英晶体谐振特性的体现。基于这些特性，晶体材料被广泛应用于各种电子元件的制造，这些元件被称为压电石英晶体元件。

由于压电石英晶体元件具有高品质因数和低温度引起的频率偏移，使得其性能比其他振荡元件更为精确和稳定。这使得它在各种需要高精度频率控制、频率稳定、频率选择和定时系统的电子产品中占据着核心地位。特别是在那些对频率精度有极高要求的领域，如物联网、通信网络、移动终端、汽车电子、智能家居以及家用电器等，压电石英晶体元件都是不可或缺的基础元器件。

石英晶振行业市场分析

统计数据显示，2018年中国石英晶振行业市场规模95.76亿元，2023年中国石英晶振行业市场规模113.45亿元。2018-2023年中国石英晶振行业市场规模如下：

图表：2018-2023年中国石英晶振行业市场规模

数据来源：智研瞻产业研究院整理

石英晶振行业生特点

石英晶体振荡器产生的基准频率信号主要用于无线数据传输和时钟。在万物互联的时代，石英晶体频率信号经过调制处理后可以作为数据无线传输的载体，为各种终端设备提供信号接收和传输的功能。随着网络连接的普及，越来越多的终端设备需要使用石英晶体振动来实现信号处理和传输。这将为石英晶体振荡器带来可观的市场增长。

此外，石英晶体频率信号还可以为中央处理器（CPU）的指令执行提供基准，作为时钟频率信号。在智能终端设备中，石英晶体振荡器是不可或缺的元件，为设备的正常运行提供稳定的时钟信号。石英晶体振荡器作为电子电路中的基础元件，具有广泛的应用前景。无论是通信、消费电子、工业控制还是汽车电子等领域，石英晶体振荡器都发挥着重要的作用。

从全球石英晶体振动的历史和现状来看，美国等西方国家在理论创新方面处于领先地位，而日本则在技术创新、技术储备和市场化产业化方面走在前列。中国大陆和中国台湾地区通过引进日本的产业化技术，成功地实现了石英晶体振动的本土规模化生产。近十年，随着国内资本市场的发展和下游市场的旺盛需求，国内企业不断加速追赶，与国际先进水平的差距逐渐缩小。

在小型化方面，日本企业处于行业领先地位，而国内企业紧随其后，不断努力赶超。在材料方面，国内企业已经实现了石英晶体振动的国产化，摆脱了对进口材料的依赖。在生产设备方面，仍有少数高精端设备如溅射镀膜机需要进口，大部分设备已经实现了国产化。

石英晶振行业产业链

石英晶振上游主要包括石英晶片、基座以及封装材料，其中石英晶片的国内供应商较多。石英晶体元器件中游企业一般生产滤波器、谐振器、振荡器等各类石英晶体元器件。石英晶体元器件下游的应用场景广泛，包括汽车电子、物联网、通信网络、移动终端、航空航天、智能家居、家用电器等领域。

图表：石英晶振行业产业链

资料来源：智研瞻产业研究院整理

石英晶振行业问题

①企业应具备自主创新和协同创新的能力

企业应与上游设备制造商、高校和科研院所展开合作，共同研发新设备、新材料和新技术，以实现自主创新和协同创新。

（2）产品设计参数和关键工艺参数需要长期积累

在石英晶体振动的制造过程中，产品设计参数和关键工艺参数的细微差异可能会对产品在终端应用中产生重大影响。这些参数的选择和调整直接反映了企业的技术水平和专业能力。为了满足不同客户、终端产品和应用场景的需求，企业需要进行大量的实验和经验积累。通过不断的自我调整、产品测试以及与终端客户的匹配，企业可以不断优化产品设计参数和关键工艺参数，确保产品能够满足各种复杂的应用需求。

（3）专业技术队伍培养周期长

石英晶体振动制造过程中，需要深入理解产品设计、工艺路线设计、专用设备研发和工艺参数测试等领域的知识。而包装材料的生产制造则涉及金属材料的精密冲压、冲孔、合金成分研究、拉伸等模具技术以及表面处理技术等。这些技术的范围广泛且工艺难度大，因此，企业必须通过长期的自主培训，系统性地培养一支熟练掌握这些技术的专业团队。

（4）新技术的应用进一步提高了行业的技术门槛

近年来，随着光刻刻蚀工艺等新技术的引入，石英晶体振荡器的制造技术取得了突破性进展。这种新工艺不仅克服了传统切割抛光工艺在晶体小型化和超高频化方面的局限性，还为实现“小型化、高频化、高精度、高可靠性”提供了可能。同时，智能制造的逐步推广也在行业内产生了深远影响。它有助于优化资源配置、提高生产效率、降低制造成本，并增强产品的稳定性和一致性。通过智能制造的应用，产品的生产过程可追溯，从而更好地保证产品质量并满足客户需求。

然而，新技术的应用也带来了新的挑战。核心设备需要自主研发，而将新技术转化为实际应用所需的设备和技术对企业提出了更高的技术要求。

图表：石英晶振行业问题

资料来源：智研瞻产业研究院整理

石英晶振行业发展趋势

1.需要开发更多的应用领域来创造新的增长点

石英晶体市场的规模与下游需求端的变化密切相关。一方面，在宏观经济的波动和地缘政治因素的影响下，电子消费和通信等传统需求市场容易出现不稳定，对石英晶体市场产生巨大冲击。另一方面，为了实现石英晶体市场的良好增长，需要开拓更多的应用领域，例如新能源汽车行业对车规级石英晶体振荡器的需求增加，这是未来市场发展的关键因素之一。

2、国内水晶行业将迎来良好的发展机遇

从世界各国和石英的晶体振动历史来看，日本在创新技术储备和市场产业化方面走在前列，美国等西方国家在理论创新方面走在前列，在高端应用领域具有较强的规模效应和技术优势。中国、台湾省和中国大陆都采用了日本的工业化技术，在本国实现了石英晶体振动的规模化生产。近十年来，凭借国内资本市场推动和产业链下游旺盛的市场需求，国内晶振企业在原材料开发、生产设备升级、产能规模等方面均取得发展，成长率显著高于其他国家，已经成为无源领域主要的制造大国，高端有源产品的技术研发亦取得一定突破。国内晶振企业的竞争实力不断加强，高端晶振产品国产替代进程加快，国内晶振产业将迎来良好的发展机遇。

图表：石英晶振行业发展趋势

资料来源：智研瞻产业研究院整理