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本文援引于报告《2020年中国石英晶体元件行业概览》,首发于头豹科技创新网(www.leadleo.com)。
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未来石英晶体元件能否满足终端通讯需求?
石英晶体元件的压电效应的原理可理解为,石英晶体元件受到外机械力作用而发生电极化,并导致压电体两端表面内出现符号相反的束缚电荷,其电荷密度与外机械力成正比。石英晶体元件受到外电场作用而发生形变,其形变量与外电场强度成正比,称为逆压电效应,可理解为压电晶体的有机械能与电能之间的转换和逆转换的功能。
石英晶体元件完美匹配科技生产需求
压电石英晶体元器件(以下简称“石英晶体元件”)是在石英晶片的两面镀上电极,经过装架、调频、封装等工序后制成石英晶体元件。石英晶体元件不仅具有高度稳定的物理化学性能,且弹性振动损耗极小。
终端电子元件需要产生频率信号、计时、过滤干扰等,均可利用石英晶体元件的物理特性,实现基本信号的产生、传输、滤波等功能。此外,石英晶体元件相对其他振荡元器件更加准确和稳定,尤其适用于对频率准确度要求较高的电子产品。例如,智能手机平均需要两种石英晶体元件,即温补晶振及单片晶体滤波器。
因此,石英晶体元件广泛应用于通讯电子、汽车电子、消费电子、移动互联网、工业控制、家用电器、航天与军用产品和安防产品智能化等领域。例如载波通讯、广播电视、卫星通讯、仪器仪表、微处理器、无线通信、电视信号转播等。
深度解析石英晶体元件特性
与其它电子元器件相比,石英晶体元件具有极高的频率、稳定度和高值,因此,可利用晶体的压电效应实现频率的有效控制。上述特点保证石英晶体元件成为稳定频率和选择频率的重要元器件。
随着5G通讯业务的进一步扩容、物联网通讯业务的兴起以及新能源电动车的需求上涨,将对石英晶体元件的需求带来影响。未来随着移动通讯电子、消费电子和汽车电子产品需求的持续上涨以及产品升级换代推进,保证了上游石英晶体元件需求量稳定上涨。
下游终端电子产品需求明显,石英晶体元件需求扩大
截至2019年,石英晶体元件市场需求量全球年增长率约为10%,全球电子市场对石英晶体元件年需求量大约55亿片/年。受宏观经济疲软和疫情等因素影响,全球电子元器件市场整体需求疲软,石英晶体元件产品产量和产值的增速有所下滑,随着终端市场逐步回暖,电子元件需求量有望回升。石英晶体元件作为智能电子产品的零部件,下游应用领域为电子类产品,其市场的增长很大程度上依附于电子类产品的增长。尤其是智能手机功能更新速度愈加快速,开发周期缩短,对石英晶体元件提出较高要求。
随着石英晶体元件的进步与生产工艺创新,从而拉动对石英晶体元件的市场需求。2015年中国石英晶体元件市场规模(以出货量计)从30亿片增长到2019年的52.6亿片,2015-2019年,石英晶体元件行业市场保持平稳高速的增长,其年均复合增长率达到15%。
在未来的五年内,基于中国庞大的需求规模以及电子信息技术的升级和相关基础元器件的产业转移的进一步深入,将对石英晶体元件市场发展形成有力的支撑。
5G发展趋势下,石英晶体元件生产需求明显
未来10年移动通信网络将会面对1,000倍的数据容量增长,10至100倍的无线设备连接,10到100倍的用户速率需求,10倍电池续航时间需求等等。预计2020-2025年期间,中国5G商用直接带动的经济总产出达10.6万亿元,直接创造经济增加值达3.3万亿元,同时,5G与云计算、大数据、人工智能等技术深度融合,间接拉动的经济总产出约24.8万亿元。
面对5G在传输速率和系统容量等方面的性能挑战,天线数量需要进一步增加,同时射频模块(移相器、石英晶体元件、功率放大器、低噪放大器等)需求将爆发,需要通信有关的产品就会用到石英晶体元件,例如SATA、光纤通信、10G以太网、超速光纤收发器、网络交换机等网络通讯设备中都会用到石英晶体元件。未来,随着中国在5G通讯技术、人工智能、大数据中心、工业互联网等新基建领域加大投入,石英晶体元件市场需求将迎来进一步扩容。
未来小型化石英晶体元件发展趋势明显
智能手机、平板电脑、数码相机、笔记本电脑等移动终端产品和高端消费电子连续多年保持了稳定的增长态势,保证了微小型石英晶体元件需求持续增长。此外,物联网体系因其涉及的系统设备、无线设备、手持终端设备对石英晶体元件有超小型化、超化、高精度、高可靠性等特性要求,亦成为小微型片式石英晶体元件极其重要的应用领域。
另一方面,可穿戴设备持续升温为小微型片式石英晶体元件开启高速增量市场。可穿戴设备已成为下游厂商眼中的新蓝海。不仅谷歌、三星、索尼、英特尔等外资巨头竞相发力可穿戴设备市场,中国百度、盛大、华为、中兴等知名企业也加入竞争队伍。未来在苹果和谷歌等众多厂家的拉动下,可穿戴设备市场规模将由目前的30-50亿美元增长至300-500亿美元。随着可穿戴设备需求进一步上涨,与之相关的小微型片式石英晶体元件将得到进一步扩容。
深度见解:中国石英晶体元件需求市场急剧上升,政府加快推动产业升级
中国厂商近年来发展迅速,已成为日本、中国台湾和美国之外最主要的石英晶体元件生产、应用、出口地,各类石英晶体元件产品的市场规模逐年递增。
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