近期缺貨的晶振廠家國(guó)內(nèi)替代VS國(guó)外

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2022-03-10 11:40:32 58

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晶振在電子設(shè)備中無處不在，是電子線路中時(shí)鐘頻率、基準(zhǔn)頻率信號(hào)不可或缺的基礎(chǔ)元件，譽(yù)為電子產(chǎn)品的“心臟”。不過今年已經(jīng)多次傳出晶振*的消息，有廠商表示是因?yàn)樵牧蟽r(jià)格上漲，也有業(yè)界人士認(rèn)為，主要是因?yàn)橐咔樵颍率购Ｍ獯髲S產(chǎn)品難以進(jìn)入，以及部分廠商停工導(dǎo)致產(chǎn)能不足，晶振市場(chǎng)供需失衡導(dǎo)致價(jià)格上漲。晶振市場(chǎng)目前的交期情況也不是很好，有行業(yè)人士此前談到，雖然現(xiàn)階段交期相對(duì)年初有所好轉(zhuǎn)，但是還是存在部分缺貨的情況。

眾所周知，長(zhǎng)期以來在晶振領(lǐng)域，以日本老牌廠商KDS、NDK等為主，其市占率超60%，剩余的市場(chǎng)基本也是臺(tái)系和歐美廠商瓜分，國(guó)內(nèi)晶振廠商的市占率較低。日本是全球晶振制造強(qiáng)國(guó)，美國(guó)廠商主要面向美國(guó)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，中國(guó)臺(tái)灣和中國(guó)大陸廠商相繼強(qiáng)勢(shì)崛起，臺(tái)灣地區(qū)廠商經(jīng)過二十幾年的發(fā)展，制造技術(shù)發(fā)展迅速，產(chǎn)品更新速度快，成本優(yōu)勢(shì)有所體現(xiàn)。中國(guó)大陸廠商起步較晚，近年來在原材料開發(fā)、生產(chǎn)設(shè)備升級(jí)和產(chǎn)能規(guī)模等方面積累了經(jīng)驗(yàn)并取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，成長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)明顯。

今年以來，TWS耳機(jī)正處于快速成長(zhǎng)期，單品價(jià)格較高，行業(yè)利潤(rùn)率也較高，正在撬動(dòng)近百億的市場(chǎng)。在TWS耳機(jī)內(nèi)，小體積小、高精密、低功耗的2520、2016等熱敏晶振市場(chǎng)需求也趨于高漲。

此外，5G基站、汽車電子及物聯(lián)網(wǎng)等高科技領(lǐng)域?qū)?520兩種尺寸的溫補(bǔ)晶振和熱敏晶體需求較高，該型號(hào)產(chǎn)品訂單增長(zhǎng)，逐步呈現(xiàn)量?jī)r(jià)齊升的態(tài)勢(shì)。

據(jù)CS&A預(yù)測(cè)，2019全球頻率元件產(chǎn)值為32-34億美元，頻率元件年銷量190-210億顆。而2020年5G帶動(dòng)新一輪換機(jī)需求，智能汽車滲透率逐步提升，且TWS耳機(jī)等新興市場(chǎng)爆發(fā)式增長(zhǎng)，綜合導(dǎo)致石英晶振景氣度回升。

基于當(dāng)前疫情的影響，加之國(guó)內(nèi)市場(chǎng)在一些領(lǐng)域的需求大增，也給了國(guó)內(nèi)晶振廠商一定的機(jī)遇，溫補(bǔ)晶振和熱敏晶振等國(guó)產(chǎn)替代空間增大，國(guó)內(nèi)晶振廠商也在著力這兩項(xiàng)技術(shù)，進(jìn)一步縮小和日、臺(tái)企業(yè)的差距。

近年來隨著便攜式智能終端對(duì)元器件小型化的需求，小尺寸晶振產(chǎn)品也成了未來的市場(chǎng)趨勢(shì)。國(guó)內(nèi)晶振代表廠商中，惠倫晶體在這方面就有非常優(yōu)秀的表現(xiàn)，惠倫晶體表示，公司生產(chǎn)的SMD1612成為國(guó)內(nèi)首批量產(chǎn)并與國(guó)際同步的新一代產(chǎn)品，SMD1210已完成研制并處于試產(chǎn)階段，整體上實(shí)現(xiàn)了小尺寸系列產(chǎn)品的量產(chǎn)，在產(chǎn)品的小尺寸方面處于國(guó)內(nèi)*水平。

泰晶科技在這方面表現(xiàn)也相當(dāng)優(yōu)秀，據(jù)介紹，泰晶科技以市場(chǎng)為導(dǎo)向，緊跟微型化、片式化的行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，憑借自身半導(dǎo)體光刻工藝小型號(hào)產(chǎn)品的多年積累，躋身小尺寸產(chǎn)品市場(chǎng)，掌握了小尺寸產(chǎn)品的制作程序，并得以迅速規(guī)模化量產(chǎn)。

另外泰晶科技此前還表示，目前國(guó)產(chǎn)替代、自主可控已形成共識(shí)，機(jī)遇前所未有，公司經(jīng)過多年的技術(shù)積淀，高附加值的K系列、M系列高頻、熱敏TSX、有源TC/OCXO等高、精、尖新產(chǎn)品正在實(shí)現(xiàn)替代。

廣東東莞大普通信在時(shí)鐘晶振也很優(yōu)秀，大普通信始終專注于時(shí)頻領(lǐng)域的產(chǎn)品研發(fā)及創(chuàng)新，通過全系列時(shí)鐘產(chǎn)品（高穩(wěn)晶振、時(shí)鐘模塊、時(shí)鐘設(shè)備），IEEE1588時(shí)鐘同步芯片及設(shè)備，鎖相環(huán)芯片，超低功耗MCU芯片，LoRa解決方案（LoRaWAN模塊和網(wǎng)關(guān)），*滿足全球客戶的差異化需求，并可以實(shí)現(xiàn)時(shí)頻整體解決方案，為客戶提供一站式服務(wù)。公司產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于通信網(wǎng)絡(luò)、電力、專網(wǎng)、儀器儀表、工控、醫(yī)療、航空航天、定位導(dǎo)航等領(lǐng)域。

大普通信擁有*的CNAS實(shí)驗(yàn)室、中科院聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室、銫鐘頻標(biāo)、Calnex IEEE1588同步測(cè)試設(shè)備，同時(shí)為ITU-T、TDIA、LoRa 聯(lián)盟等標(biāo)準(zhǔn)組織成員。在產(chǎn)品創(chuàng)新、研發(fā)上持續(xù)投入，在補(bǔ)償算法、同步算法、保持算法、芯片設(shè)計(jì)、晶體設(shè)計(jì)及控溫基礎(chǔ)材料等領(lǐng)域擁有自己的核心技術(shù)，國(guó)內(nèi)行業(yè)內(nèi)擁有較多的發(fā)明專利。

最后，來探究個(gè)問題：為什么晶振不集成到芯片內(nèi)部去？

原因1、早些年，芯片的生產(chǎn)制作工藝也許還不能夠?qū)⒕д褡鲞M(jìn)芯片內(nèi)部，但是現(xiàn)在可以了。這個(gè)問題主要還是實(shí)用性和成本決定的。

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原因2、芯片和晶振的材料是不同的，芯片 (集成電路) 的材料是硅，而晶體則是石英 (二氧化硅)，沒法做在一起，但是可以封裝在一起，目前已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)了，但是成本就比較高了。

原因3、晶振一旦封裝進(jìn)芯片內(nèi)部, 頻率也固定死了，想再更換頻率的話，基本也是不可能的了，而放在外面, 就可以自由的更換晶振來給芯片提供不同的頻率。有人說，芯片內(nèi)部有 PLL，管它晶振頻率是多少，用 PLL 倍頻/分頻不就可以了，那么這有回到成本的問題上來了，100M 的晶振集成到芯片里, 但我用不了那么高的頻率，我只想用 10M 的頻率, 那我為何要去買你集成了 100M 晶振的芯片呢, 又貴又浪費(fèi)。

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我們通常所說的 "片內(nèi)時(shí)鐘", 是不是實(shí)際上片內(nèi)根本沒有晶振, 是有RC 振蕩電路。

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由圖可以看出系統(tǒng)時(shí)鐘的供給可以有3種方式，HSI，HSE，PLL。如果選用內(nèi)部時(shí)鐘作為系統(tǒng)時(shí)鐘，其倍頻達(dá)不到72Mhz，最多也就8Mhz/2*16 = 64Mhz。

如果使用內(nèi)部RC振蕩器而不使用外部晶振，請(qǐng)按照如下方法處理：

1）對(duì)于100腳或144腳的產(chǎn)品，OSC_IN應(yīng)接地，OSC_OUT應(yīng)懸空。
2）對(duì)于少于100腳的產(chǎn)品，有2種接法：
i）OSC_IN和OSC_OUT分別通過10K電阻接地。此方法可提高EMC性能。
ii）分別重映射OSC_IN和OSC_OUT至PD0和PD1，再配置PD0和PD1為推挽輸出并輸出'0'。此方法可以減小功耗并(相對(duì)上面i)節(jié)省2個(gè)外部電阻。

STM32時(shí)鐘系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

時(shí)鐘是STM32單片機(jī)的脈搏，是單片機(jī)的驅(qū)動(dòng)源。使用任何一個(gè)外設(shè)都必須打開相應(yīng)的時(shí)鐘。這樣的好處就是，如果不使用一個(gè)外設(shè)的時(shí)候，就把它的時(shí)鐘關(guān)掉，從而可以降低系統(tǒng)的功耗，達(dá)到節(jié)能，實(shí)現(xiàn)低功耗的效果。

STM32單片機(jī)的時(shí)鐘可以由以下3個(gè)時(shí)鐘源提供：

1、HSI:高速內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)STM32單片機(jī)內(nèi)帶的時(shí)鐘 (8M頻率), 精度較差

2、HSE:高速外部時(shí)鐘信號(hào)，精度高。

來源：i. HSE外部晶體/陶瓷諧振器(晶振)；

ii.HSE用戶外部時(shí)鐘

3、LSE:低速外部晶體 32.768kHz 主要提供一個(gè)精確的時(shí)鐘源一般作為RTC時(shí)鐘使用。

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