近期缺貨的晶振廠家國內替代VS國外

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2022-03-10 11:40:32 64

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晶振在電子設備中無處不在，是電子線路中時鐘頻率、基準頻率信號不可或缺的基礎元件，譽為電子產品的“心臟”。不過今年已經多次傳出晶振*的消息，有廠商表示是因為原材料價格上漲，也有業界人士認為，主要是因為疫情原因，致使海外大廠產品難以進入，以及部分廠商停工導致產能不足，晶振市場供需失衡導致價格上漲。晶振市場目前的交期情況也不是很好，有行業人士此前談到，雖然現階段交期相對年初有所好轉，但是還是存在部分缺貨的情況。

眾所周知，長期以來在晶振領域，以日本老牌廠商KDS、NDK等為主，其市占率超60%，剩余的市場基本也是臺系和歐美廠商瓜分，國內晶振廠商的市占率較低。日本是全球晶振制造強國，美國廠商主要面向美國國內市場，中國臺灣和中國大陸廠商相繼強勢崛起，臺灣地區廠商經過二十幾年的發展，制造技術發展迅速，產品更新速度快，成本優勢有所體現。中國大陸廠商起步較晚，近年來在原材料開發、生產設備升級和產能規模等方面積累了經驗并取得了長足的發展，成長優勢明顯。

今年以來，TWS耳機正處于快速成長期，單品價格較高，行業利潤率也較高，正在撬動近百億的市場。在TWS耳機內，小體積小、高精密、低功耗的2520、2016等熱敏晶振市場需求也趨于高漲。

此外，5G基站、汽車電子及物聯網等高科技領域對2520兩種尺寸的溫補晶振和熱敏晶體需求較高，該型號產品訂單增長，逐步呈現量價齊升的態勢。

據CS&A預測，2019全球頻率元件產值為32-34億美元，頻率元件年銷量190-210億顆。而2020年5G帶動新一輪換機需求，智能汽車滲透率逐步提升，且TWS耳機等新興市場爆發式增長，綜合導致石英晶振景氣度回升。

基于當前疫情的影響，加之國內市場在一些領域的需求大增，也給了國內晶振廠商一定的機遇，溫補晶振和熱敏晶振等國產替代空間增大，國內晶振廠商也在著力這兩項技術，進一步縮小和日、臺企業的差距。

近年來隨著便攜式智能終端對元器件小型化的需求，小尺寸晶振產品也成了未來的市場趨勢。國內晶振代表廠商中，惠倫晶體在這方面就有非常優秀的表現，惠倫晶體表示，公司生產的SMD1612成為國內首批量產并與國際同步的新一代產品，SMD1210已完成研制并處于試產階段，整體上實現了小尺寸系列產品的量產，在產品的小尺寸方面處于國內*水平。

泰晶科技在這方面表現也相當優秀，據介紹，泰晶科技以市場為導向，緊跟微型化、片式化的行業發展趨勢，憑借自身半導體光刻工藝小型號產品的多年積累，躋身小尺寸產品市場，掌握了小尺寸產品的制作程序，并得以迅速規模化量產。

另外泰晶科技此前還表示，目前國產替代、自主可控已形成共識，機遇前所未有，公司經過多年的技術積淀，高附加值的K系列、M系列高頻、熱敏TSX、有源TC/OCXO等高、精、尖新產品正在實現替代。

廣東東莞大普通信在時鐘晶振也很優秀，大普通信始終專注于時頻領域的產品研發及創新，通過全系列時鐘產品（高穩晶振、時鐘模塊、時鐘設備），IEEE1588時鐘同步芯片及設備，鎖相環芯片，超低功耗MCU芯片，LoRa解決方案（LoRaWAN模塊和網關），*滿足全球客戶的差異化需求，并可以實現時頻整體解決方案，為客戶提供一站式服務。公司產品廣泛應用于通信網絡、電力、專網、儀器儀表、工控、醫療、航空航天、定位導航等領域。

大普通信擁有*的CNAS實驗室、中科院聯合實驗室、銫鐘頻標、Calnex IEEE1588同步測試設備，同時為ITU-T、TDIA、LoRa 聯盟等標準組織成員。在產品創新、研發上持續投入，在補償算法、同步算法、保持算法、芯片設計、晶體設計及控溫基礎材料等領域擁有自己的核心技術，國內行業內擁有較多的發明專利。

最后，來探究個問題：為什么晶振不集成到芯片內部去？

原因1、早些年，芯片的生產制作工藝也許還不能夠將晶振做進芯片內部，但是現在可以了。這個問題主要還是實用性和成本決定的。

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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，目前已經可以實現了，但是成本就比較高了。

原因3、晶振一旦封裝進芯片內部, 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。

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我們通常所說的 "片內時鐘", 是不是實際上片內根本沒有晶振, 是有RC 振蕩電路。

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由圖可以看出系統時鐘的供給可以有3種方式，HSI，HSE，PLL。如果選用內部時鐘作為系統時鐘，其倍頻達不到72Mhz，最多也就8Mhz/2*16 = 64Mhz。

如果使用內部RC振蕩器而不使用外部晶振，請按照如下方法處理：

1）對于100腳或144腳的產品，OSC_IN應接地，OSC_OUT應懸空。
2）對于少于100腳的產品，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(相對上面i)節省2個外部電阻。

STM32時鐘系統結構圖

時鐘是STM32單片機的脈搏，是單片機的驅動源。使用任何一個外設都必須打開相應的時鐘。這樣的好處就是，如果不使用一個外設的時候，就把它的時鐘關掉，從而可以降低系統的功耗，達到節能，實現低功耗的效果。

STM32單片機的時鐘可以由以下3個時鐘源提供：

1、HSI:高速內部時鐘信號STM32單片機內帶的時鐘 (8M頻率), 精度較差

2、HSE:高速外部時鐘信號，精度高。

來源：i. HSE外部晶體/陶瓷諧振器(晶振)；

ii.HSE用戶外部時鐘

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

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