《我国石英晶体震荡子产业和技术展望》
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[摘 要]石英晶体震荡子（Quartz Crystal Resonator）系使用石英为核心组件所制造的电子被动组件,利用石英的天然压电特性（piezoelectric effect）以及具备高的质量因子（quality factor）与宽温度范围下的频率高稳定度,从 kHz 到数百MHz 的范围,广泛运用于需求”参考时钟”（reference clock signal）、”同步讯号”（synchronization signal）等各类有线及无线电子产品或系统之上.因应应用市场需求的演变,包含使用环境、尺寸、接脚定义、性能要求、可靠度要求等,以及产品更新换代的速度,对成本、交付与技术服务的综合要求,石英晶体的产品各项规格性能与服务需求也随之演变.石英晶体震荡子是高科技电子产品中的关键零件.我国虽然是电子制造生产大国,但石英组件仍然大量依赖进口,尤其是高精度微型化石英晶体震荡子.本文回顾我国石英晶体震荡子产业的发展现况,以及未来应用领域的主要市场发展,归纳对石英晶体元器件产品和技术的要求方向,以及与日系的主要能力差异,以供国内同业面对未来发展上的参考.
中图分类号：J62 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）04-0039-02
一、内容介绍
石英晶体产业在中国的起步虽然早,但是在民用市场却是后进者,在市场占有、产品、技术各方面依然落后日本,改革开放后三十多年来,虽然成长颇多并产生一批实力型企业,不过,在微型化石英晶体震荡子以及高端市场与高信赖性需求的市场,则依然以进口为主.现在,中国已然成为世界最大电子制造地区与市场,并逐渐成为各种终端电子产品创新的引领者.作为关键零件的石英晶体震荡子,扮演着电路中心脏的脉动的功能,而国内同业如何能掌握住此机会,有必要从市场、产品、技术等趋势进行了解并有效掌握,强化对应能力.本文从中国进出口数据展开,并回顾石英晶体震荡子在中国区厂商的发展历程与现况,随着智能化大数据所需的物联网与高速通讯技术的蓬勃发展,指出对应的石英晶体元器件的三个重要的需求趋势与相应的技术发展 -- 微型化、高频化、汽车电子与消费电子的市场融合化.并对国内发展提出配套上的建议.
二、石英組件仍然大量依赖进口
根据海关统计已装配晶体的进出口金额,自1995年到2016年的逐年统计如图一所示[1][2],可以看出来,基本上是呈现不断上升的趋势,不过进口一直是大于出口,比较2014年与1999年,进出口总额成长年均增长率约为60%,其中出口对应年均增长率为42%,进口对应年均增长率为68%.自2007年起,进口金额均大于出口金额的两倍以上.可以看出,虽然国内增长非常明显,但是石英组件仍然大量依赖进口,尤其是在微型化石英晶体震荡子以及高端市场与高信赖性需求的市场.以下则对国内的发展与现况做简要回顾.
三、我国石英晶体元器件产业发展回顾
我国石英晶体元器件产业的发展大致可以分为三个阶段[3],第一阶段为1950年代到1990年代的早期发展,以支持国家需求为主,如军工需求,改革开放后,逐步由以707厂,607厂为技术核心扩展的各个公民营企业.1987年,行业协会在北京成立,为此阶段的标志性成果,代表由研究转向产业化建设成功,如图二到图四所示.第二阶段为1990年代到2010年代的快速发展期,此阶段,日系美系台系公司进入国内,设立分厂并导入D组件的生产管理与技术,随着PC及相关电子产业的蓬勃发展,石英晶体元器件的需求也大幅上升,国内也建设起一批有实力的企业,如图五与图六所示.第三阶段为近三年内的发展,2015年～现在（2018.May）,随着日系渐次退出消费性电子大尺寸石英晶体（主要以3.2x2.5mm含以上）市场,与客户端设计逐渐由DIP 产品转换为D,国产IoT模块在3.2x2.5mm石英晶体需求上升,以及国内在主要材料（陶瓷基座与芯片）与生产设备供应配套于对应尺寸下（3.2x2.5mm）的完善,国内在3.2x2.5mm金属盖焊封石英晶体产能扩充非常快速,尤其是自2016年年末起至2018年现在依然在扩充中.
自2005年唐山裕丰电子股份有限公司成为国内首家石英晶体产业的上市公司,到2016年行业内上市公司已达14家,我国压晶体管行业对资本运作能力和管理创新的需求在不断增强[2].
总地来讲,经过30年的发展,我国压晶体管行业已具规模,成为世界上压晶体管元器见的主要生产国,进出口国,以及主要市场；国内企业与科研院所基本上满足了国防军工与民用整机的配套需求；为国家的信息产业发展做出贡献[2].
但同时也应清楚地认识到,与发达国家地区相比,还存在明显的差距,这主要表现在：首先,企业的盈利能力与可持续发展能力不强,要改变目前单纯依靠争夺市场的模式,就必须走技术与品牌之路.但众所周知的事实是,由于企业的核心竞争力不强,做一个合格的国际供货商上有差距.其次,从企业外部环境来讲,近年来人民币升值的压力使压晶体管行业的竞争能力和整体行业的平均利润都在下降.目前相对于国内巨大的市场需求,供需矛盾日益突出.2016年,出口额为14.05亿美元,进口额为38.06亿美元,逆差为24亿美元,逆差之大,这与我国核心技术缺失,科研能力不强,直接客户拿不到等深层次问题令人深思[2].
四、产业趋势
以产业整体趋势作归纳,石英晶体组件依附芯片解决方案而改变,而芯片解决方案则根据技术潮流与终端消费的交互演变而变化,所以,了解技术潮流与终端消费的交互演变是掌握产业趋势的基础,论述如下.
我们身处一个变化的时代,而数据是进步原料,在大数据时代,特别是万物互联的时代,人类获得数据、对数据重新处理的速度远远超过想象,不管是AI（人工智能）也好、MI（机器智慧）也好,我们对世界的认识将提升到一个新高度.由于大数据让市场变得更加聪明,大数据让计划和预判成为可能.新零售、新制造、新技术、新能源、新金融,也是重新定义这五个事.未来十年内,新制造将重新定义原来所谓流水线、标准化、规模化、集装箱、低成本,化会越来越多,大数据对传统制造业的冲击将不会低于电子商务对零售业的冲击.近年来,万物互联（IoE； Internet of Everything） 进行是越来越强烈,据IDC估计,到2020年将会有500亿个终端IoE装置,如图八.结合人工智能,大数据,不断地影响着各行各业,新的商业模式不断推陈出新,例如, 2016～2017年间共享经济的共享单车的快速在中国各个城市中大量出现,如图九,单车配备了无线传送, GPS 定位等硬件装置,这种单车,在六年前还不曾出现,而在2016年在主要城市中出现后,以极快的速度普及,顺便带动相应的电子硬件装置的需求.而电子装置也随着新应用,推出新产品,不断的扩大数量与型态.工业中的自动化与智能化,也如浪潮般在世界各主要工业国推展,中国也推出了中国制造2025作为应对下一代工业制造的政策方向.其中,工业自动化与智能化所需的新型电子装置也将不断产生.另一方面,随着整体智能化演进潮流,汽车成为注目的焦点,汽车电子在未来扮演越来越重要的脚色,在汽车整体成本中的占比越来越重,如图十,而且在未来几年内还将不断地增加,新能源电力驱动,自动驾驶,先进辅助驾驶（ADAS； Advanced Driver Assistance System）,智能化,安全增强,娱乐强化等等,需要各式各样的电子技术装置.超过130年历史的汽车工业,近年来面临到巨大的改变,除了动力引擎从传统的内燃机已转变向电动车或是氢燃料电池车之外,同时更重要的是,导入大量的车用电子,让汽车变得更安全,更智慧,朝向完全自动驾驶的目标迈进.尽管2017年全球新车规模恐受到中国与美国二大市场成长趋缓影响,但每台新车所搭载的车用电子渗透率的成长速度远大于新车销售速度.台湾工研院产经中心（IEK）指出,汽车导入人工智能,将推升车用半导体快速成长.为因应各国法令陆续将预警与主动控制以提升行车安全列为新车评定项目,新一代车款将陆续导入ADAS,以提升行车安全,ADAS市场规模将爆发性成长.由于ADAS关键组件包含微控制器（MCU）、传感器、相机、雷达等硬件技术,其与资通讯产业可谓密不可分.诱使原本在资通讯产业中的半导体巨头,纷纷大力投入汽车电子,如图十一.汽车电子供应炼相关的整体产业,势必随之改变,值得关注.汽车电子领域因为强调高可靠性与安全风险,承认周期长,进入门坎高,相对消费性电子领域而言其供应炼组成较为稳定而封闭,但是,近年来,各个原本不在汽车电子领域的巨头纷纷透过并购或合作跨入汽车电子领域,如图十二.仅仅在2016年,举其大者,三星（Samsung）以80亿美元收购美国汽车电子供应商Harman,西门子（Siemens）以45亿美元收购EDA业者明导国际（Mentor Graphics）.而半导体巨头高通Qualcomm以380亿美元收购欧洲半导体在汽车电子的领头羊NXP,Intel 与 BMW 以及Mobileyes合作进入汽车自动驾驶领域.在不远的未来,汽车将是另一种广义的移动终端,而”移动终端”在消费性电子与汽车电子间的界线将会渐渐模糊.
归纳总结：上文是关于展望和石英晶体和震荡方面的子产论文题目、论文提纲、子产论文开题报告、文献综述、参考文献的相关大学硕士和本科毕业论文.
子产引用文献:
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