在光模块与算力服务器的带动下晶振供不应求（含晶振原厂厂家）

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来源：网络素材

知名分析师郭明錤指出，近期因AI伺服器需求显著提升，带动光模块需求强劲增长。AI伺服器光模块需搭配高阶的差动式输出振荡器，单价较一般伺服器/消费电子的振荡器高约10-20倍，毛利率为50-60%以上。

石英晶体谐振器和振荡器在整个光模块中的成本占比不是很高，但却是光模块性能稳定性和可靠性的重要保障。由于石英晶体谐振器和振荡器可以提供高精度的时钟信号和稳定的频率控制，因此在提高光模块速率、增加通信距离、提高带宽等方面扮演着重要角色。

而在算力服务器方面，频率稳定的时钟信号是保证算力服务器运转的关键因素之一。在这里，石英晶体振荡器便成为了控制时钟信号的关键元件，以确保电路元件和系统的同步性，并实现高速数据传输和处理。在算力服务器中，石英晶体谐振器和振荡器的用量通常较大。

人工智能的硬件驱动离不开时钟，人工智能设备之间进行信息交互也需要同步技术，恒温晶振凭借着频率稳定性能，将有助于实现设备之间的同步交互，可广泛应用于人工智能方向。

业内表示，晶振作为频率稳定元件，是光模块与算力服务器共同的上游，可以在光模块、算力服务器和其他精密测量设备等领域中得到广泛应用。

晶振一般指石英晶体振荡器，也叫晶体振荡器。无论是2345G还是蓝牙/wifi，只要用到通信的地方，都必须配备晶振。按功能上，晶振分为无源晶振（谐振器，晶体）和有源晶振（振荡器，晶振）。随着电子产品的不断发展，晶振朝着小型化、高频化、高精度三个方向发展。

晶振为电子线路提供稳定“脉搏”，其需求量与主IC成正相关，每一个电子设备至少需要1-2个晶振产品。随着物联网场景不断多元化，以5G、汽车电子、可穿戴设备为代表的下游场景爆发，快速提升石英晶振需求量。华创证券预计，到2025年全球晶振市场规模有望达到530亿，2020-2025 年CAGR有望达到8%，其中车载晶振市场规模将达到120亿，2020-2025年CAGR为20%。

上海证券研报指出，智能电动车渗透加速，车规晶振需求量也将迎来全面增长。相较传统汽车，新能源电动汽车对于车规晶振的需求大幅度上升。普通经济型汽车配置30-40颗晶振，豪华型汽车配置70-110颗晶振，而每台新能源汽车配置晶振多达100-150颗。

根据中国产业信息网的预测，全球晶振至2025年都将处于供不应求的状态，全球需求量将从2019年的1340亿只增加到3125亿只，年复合增长率11.34%。

市场格局方面，日本晶振厂商占据了全球晶振市场的主要份额，除了台晶技（TXC）以外，全球前5名中有4家来自日本，但日本厂商市场份额逐渐被台湾厂商抢占。大陆厂商中，按照2020年统计，泰晶科技作为大陆第一大晶振厂商，市占率近3%，本土替代空间广阔。

华创证券判断大陆晶振厂商将在物联网市场实现弯道超车，一方面，大陆下游厂商为保证供应链安全，加速本土替代进程。另一方面，全球晶振扩产有限，日系厂商产能扩张节奏慢，台系厂除台湾晶技外，扩产动力不足。高频小尺寸晶振产品受全球晶振厂商光刻工艺成熟度限制，无法规模量产。大陆晶振厂商发力物联网市场，有望实现快速成长。

据不完全统计，涉及晶振相关业务的上市公司主要有：泰晶科技、东晶电子、惠伦晶体、天奥电子、普天科技、中瓷电子等，具体情况如下：

什么是晶振？晶振是怎么制成的？晶振的内部结构，晶振的工作应用以及影响晶振频率相关的参数。

什么是晶振？

定义：晶振一般指石英晶体振荡器，也叫晶体振荡器。

晶体振荡器是一种使用逆压电效应的电子振荡器电路，即当电场施加在某些材料上时，它会产生机械变形。因此，它利用压电材料的振动晶体的机械共振来产生具有非常精确频率的电信号。

晶体振荡器具有高稳定性、品质因数、小尺寸和低成本，这使得它们优于其他谐振器，如LC电路、陶瓷谐振器、转叉等。

晶振实物图

电路符号：晶振是电子电路中最常用的电子元件之一，一般用字母“X”、“G”或“Z”表示，单位为Hz，晶振的图形符号如图所示。

晶振的电路符号

晶振是怎么制成的？--如何从石英毛坯变成晶振？

石英毛坯在振荡电路中用作谐振元件，当受到电压电位的影响时，它将开始以其“基本频率”振动和振荡，这是一种相互关系：电路支持机械共振，反之亦然。晶体用于振荡器的反馈回路中，以限制振荡器的频率。

下图为从原始石英晶体材料到封装为最终晶振图。

从原始石英晶体坯料到封装为最终的晶振图

晶振内部是怎么样的？

如下图所示，整个晶体被金属外壳覆盖。

晶振内部图

拆下这个金属外壳后，我们可以看到一个像毯子一样的网，以保护晶体免受机械损坏。

晶振内部图

在下图中，我们可以看到外部金属外壳内的网状外壳和晶振放置在其中。

晶振内部图

去除金属覆盖物后，我们可以看到石英晶体板及其与外部电极的连接方式，如下图所示。

晶振内部图

晶振的工作原理

石英晶体振荡器是利用石英晶体的压电效应制成的一种谐振器件，它的基本构成大致是：从一块石英晶体上按一定方位角切下薄片，在它的两个对应面上涂敷银层作为电极，在每个电极上各焊一根引线接到管脚上，再加上封装外壳就构成了石英晶体谐振器，简称为石英晶体或晶体、晶振。其产品一般用金属外壳封装，也有用玻璃壳、陶瓷或塑料封装的。

压电效应：若在石英晶体的两个电极上加上一电场，晶片就会产生机械变形。反之，若在晶片的两侧施加机械压力，则在晶片相应的方向上将产生电场，这种物理现象称为压电效应。

晶振的工作原理图（来源于网络）

如果在晶片的两极上加交变电压，晶片就会产生机械振动，同时晶片的机械振动又会产生交变电场。

在一般情况下，晶片机械振动的振幅和交变电场的振幅非常微小，但当外加交变电压的频率为某一特定值时，振幅明显加大，比其他频率下的振幅大得多，这种现象称为压电谐振，它与LC回路的谐振现象十分相似。它的谐振频率与晶片的切割方式、几何形状、尺寸等有关。

晶振实物图

当晶体不振动时，可把它看成一个平板电容称为静电电容C，它的大小与晶片的几何尺寸、电极面积有关，一般约几个皮法到几十皮法。当晶体振荡时，机械振动的惯性可用电感L来等效。

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