晶振市场可期,国产晶振高端化成必然趋势
一.晶振—数字电路的“心脏”
石英晶振是利用石英晶体(二氧化硅)的压电效应制成的频率控制元器件,是水晶材料作为机械能和电能的转换元件,经过切割、打磨等精密 工序加工制成晶片后,在其两端镀上金属电极,在电流作用下由于逆压电效应便产 生谐振,从而在特定的条件下具有固定的振动频率。
通俗来说,如果把电子产品以人体来做比,CPU相当于人体的大脑,用来发布命令、指挥协调各输入、输出元件的话,那么晶振就相当于人体的心脏,给CPU及各元器件输送“时钟”信号,来确保大家都能听得懂CPU的指令,并能够按时完成。
图1:晶振构造图解
水晶材料由于品质因数较高,而且受温度影响所造成的频率偏移 较小,相对其他振荡元器件更加准确和稳定,是各类电子产品中不可或缺的基础元件。晶振从产业链上来说,上游主要是水晶等原材料制造与精密设备制造厂商;中游由晶振产品生产厂商构成,下游应用领域广泛,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。
二.晶振市场格局
晶振起源于1880年,但最初晶振多用于非民用领域,直到20世纪80年代,石英晶体才开始被大量应用于民用。根据CS&A数据统计,20217年时全球晶振市场规模首次突破30亿大关,受疫情的冲击有所下滑,2020年全球市场规模为28.3亿美元,CS&A预计2022年石英晶振全球市场规模为29.21亿美元,同比增长1.8%。
2017年-2022年全球石英晶振行业市场规模及增速;图片来源:华经产业研究院
同时,根据 CS&A 数据,2020 年全球前十大晶振厂商合计市场份额 63.86%,日本厂商处于领先地位,占据全球一半左右的市场份额。全球排名前五的晶振厂商中有四家均为日本企业,主要在中高端以及汽车电子等市场;美国石英晶振生产技术领先,主要针对美国国内及军工市场,市场占比大约9%;中国台湾厂商具备产量优势,代表性企业中国台湾晶技掌握光刻工艺,2020 年全球市占 率第一;中国大陆在晶振方面起步较晚,自主研发能力相对较弱,近些年随着国产替代以及疫情影响下,国产晶振迅速成长,在原材料开发以及产能扩展方面不断突破,2020年国内石英晶振市场规模为95亿元,但在全球来看,市场占有率仍然较低,仅有14.51%。
全球石英晶振头部厂商简介:图片来源:华经产业研究院
根据CS&A的数据,出货量来看的话,2020年全球石英晶振行业出货量为170.83亿,同比下降4.40%,同时随着市场需求提升,预计在2022年市场出货量达到179.32亿只。
2017-2022年全球石英晶振行业出货量及增速情况;图片来源:华经产业研究院整理
三.国产晶振发展潜力巨大
根据中国电子元件行业协会压电晶体分会公布的数据,2020年国产石英晶振市场规模为94.67亿元,前四名厂商市场占有率合计为14.51%,市场份额相对海外头部厂商较低。
2020年中国石英晶振行业市场竞争格局情况;图片来源:中国电子元件行业协会,华经产业研究院整理
从中国国产晶振四大厂商(泰晶科技、慧伦科技、晶赛科技)具体来看,泰晶科技是中国唯一进入全球行业前十的企业,在我国人工智能、自动驾驶等领域占有国产化替代比重,公司主要产品涵盖KHz、MHz晶体谐振器及晶体振荡器,目前有40多款产品通过华为海思、紫光展锐等国内外客户认证。根据其公司公布数据,泰晶科技2022年Q1实现营业收入2.62亿元同比+4.26%,归母净利润0.74亿元同比+93.04%。
Wind机构:晶泰科技-2024年预期增长;图片来源:塔坚研究
惠伦晶体最早以台湾晶技体系内以代工生产为主,CXOT国内产能最大,在在MHz谐振器与振荡器领域具有明显优势,从2019年后开始逐渐走向高端以及自主品牌。根据公布的相关数据,惠伦晶体2022年Q1实现营业收入1.22亿元,同比-20.11%;实现归母净利润0.05亿元,同比-87.45%。
晶赛科技成立于2001年,于2021在北交所上市,产品产品以SMD3225为代表的传统为主,分振谐器、振荡器以及封装两类。根据其公开数据,2021年上半年晶泰科技营收比例为51.58%,超过一半。根据Wind机构数据显示,晶赛科技2022年Q1实现营业收入1.20亿元同比+23.93%;归母净利润0.15亿元同比+34.16%。
四.国产晶振高端化成必然趋势
随着电子行业的技术革新,要求信号、图像、声音等的传输和接收的质量更加精确。因此,小型化、高精度、低功耗的晶振也成为市场新需求。通常来说,50MHz 以 上的高基频产品因其具有的高频率特性,就是高端晶振,目前国内厂商中的惠伦晶体、泰晶科技具有高基频晶振的量产能力。
面对国内新能源、5G产业的发展,国内大陆晶振厂商近年来在原材料开发、生产设备升级、产能规模等方面均取得了长足发展,在高端化晶振上不断突破。在光刻工艺方面,国内惠伦晶体和泰晶科技两大厂商已经成功掌握核心光刻工艺并实现量产,突破了高端晶振工艺壁垒;在行业认证上,大陆厂商惠伦晶体与泰晶科技均有部分料号获得了高通认证,并在 2021 年 2 月与 3 月先后获得了 76.8MHz 高基频晶振产品的高通认证;此外,国产晶振原材料实现国产替代,2020 年三环集团陶瓷封装基座销量达 90.01 亿只,成为全球除日本外为数不多能实现批量化生产的厂商,保证了国内晶振供应链的稳定;此外,国内晶振厂商资本开支加大,产能扩充满足国内市场需求。
在资金、技术、人才等的全面加持下,晶振国产化的实现已经指日可待。
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