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石英晶振元器件的市场需求分析

随着电子信息产业的飞速发展和电子整机的小型化、高性能的发展趋势,石英晶体元器件的市场需求量还将快速增长。对高档MCF单片晶体滤波器和TCXO温度被偿晶体振荡器的需求量将更大。而HC-49U/S型产品,因而受到世界的极大关注,应用这些产品的重要意义越来越被各企业所认识。目前全世界电子市场对石英晶体元器件的总需求量约为55亿只,年增长率为10%。在晶体的微型化与表面贴装发展方面,1996年,晶体的石英晶体元器件的片式化率已达27%,片式TCXO温度补偿晶体元器件已进入市场。目前表面安装的ICXO温度补偿晶体元器件和VCSO压控晶体元器件已大量上市,日本、菲律宾及中国的台湾、香港等国家和地区都已有此类产品的供应。

 

中国是一个迅速发展的国家。产业结构正在从劳动密集型向技术型转变。但国内的晶体行业还比较落后,虽然年产量不小,但分布散乱,规模小,档次低,难以满足石英晶体元器件市场的要求。1988年我国压电晶体元器件年产量已达4900万只,人造水晶158吨,销售额10638万元,利润2631万元,出口创汇679万美元。到1997年,晶体元器件的产量为13亿只,人造水晶约1000吨,销售额约17亿元,出口创汇18000万美元,比1988年分别增长26倍、6.3倍、15倍、26倍。我国石英晶体元器件的产量约为日本产量的一半,在亚洲居第二位。

 

目前国内市场对石英晶体元器件的年需求量约13~16亿只,年增长率近20%,国内生产的石英晶体元器件的出口量约占总量的70~80%.我国石英体元器件需求量近年来增幅较大,但价格下滑较快,普通低档晶体元件价格已经降到接近产品成本的水平。晶体元器件的价格取决于类型和性能指标,其价格从高到低的大体排序为:石英晶体元器件、SMD、UM系列、49/US、49/U。目前我国市场供应较多的SMD石英晶体元器件是市场大量需求的产品,也是今后我国石英晶体元器件的主要发展方向。

 

晶振:即所谓石英晶体谐振器和石英晶体时钟振荡器的统称。不过由于在消费类电子产品中,谐振器用的更多,所以一般的概念中把晶振就等同于谐振器理解了。后者就是通常所指钟振。

 

分类首先说一下谐振器。

 

谐振器一般分为插件(Dip)和贴片(SMD)。插件中又分为HC-49U、HC-49U/S、音叉型(圆柱)。HC-49U一般称49U,有些采购俗称“高型”,而HC-49U/S一般称49S,俗称“矮型”。音叉型按照体积分可分为3*8,2*6,1*5,1*4等等。贴片型是按大小和脚位来分类。例如7*5(0705)、6*3.5(0603),5*3.2(5032)等等。脚位有4pin和2pin之分。

 

振荡器也是可以分为插件和贴片。插件的可以按大小和脚位来分。例如所谓全尺寸的,又称长方形或者14pin,半尺寸的又称为正方形或者8pin。不过要注意的是,这里的14pin和8pin都是指振荡器内部核心IC的脚位数,振荡器本身是4pin。而从不同的应用层面来分,又可分为OSC(普通钟振),TCXO(温度补偿),VCXO(压控),OCXO(恒温)等等。

 

基本术语

 

FrequencyTolerance(调整频差):在规定条件下,在基准温度(25±2℃)与标称频率允许的偏差。一般用PPm(百万分之)表示。FrequencyStability(温度频差):指在规定的工作温度范围内,与标称频率允许的偏差。用PPm表示。Aging(年老化率):在规定条件下,晶体工作频率随时间而允许的相对变化。以年为时间单位衡量时称为年老化率。

 

ShuntCapacitance(静电容):等效电路中与串联臂并接的电容,也叫并电容,通常用C0表示。LoadCapacitance(负载电容):与晶体一起决定负载谐振频率fL的有效外界电容,通常用CL表示。一般最关注的参数有2个,即调整频差,负载电容。有一部分对温度频差有要求。如果工作温度范围比较广,则会对工作温度范围有所要求,即所谓宽温。

 

选用主要讲讲谐振器。理论上来说,只要参数确定,选任何一种型号都是可以正常使用的。例如49U和49S替换,49S、圆柱以及贴片替换,都是没有问题的。但在实际选择中会根据电路特点,

 

成本以及便利性来考量和选择。一般来说,简单的应用中主要都是从成本在考虑。但是有些产品或者电路会对晶振的等效电阻,激励功率等等提出要求,所以就会在不同的型号中加以选择。

 

另外,贴片则主要是为了适应产品日益小型化和提高生产效率的要求。听到有些采购朋友说,只能选49S而不能用49U或者反之,这是一个小误区。而钟振的选择则主要决定产品电路的特性的要求,一般来说钟振在精密性以及需要达到相关应用的要求会更好。例如手机,通信机站,卫星等等。

 

石英晶体未来发展趋势

 

石英振荡器与其它电子零件同样朝著轻薄短小演进,已经开始朝向小型化方向来发展,包括:行动电话使用的温度补偿型石英振荡器或石英晶体,以及数位相机、笔记型电脑使用的石英晶体、 钟表型石英振荡器的小型化速度也一日千里。另一方面,车载电子设备、产品也需要轻薄型元件,因此轻薄短小的竞争也因此逐渐成向白热化。

 

未来车载用石英振荡器将会因为技术持续创新而有所变化,因而具有高解析度、可程式频率和高效能的新型石英振荡器已经出现,可大幅简化车用设备在生产程序问题,进而减少产品供应的前置作业时间,在其它效能方面也能表现出更精确的初始频率,不容易因为晶体本身出现老化现象而影响到线性压控能力。另一方面,表面黏著技术(SMT)石英水晶振荡器因应而生,除了能够符合小型化目标外,也会因为讯号源头传导路径缩短,在系统设计时增加振荡器的触发能力,进而降低电磁干扰性。

 

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