晶振：电子工业之盐打破日本厂商垄断国内厂商迎来关键机遇期

  晶振是利用石英晶体（二氧化硅）的压电效应而制成的频率元件，为电路提供参考时钟基准（时基）或频率基准（基频），数字电路的正常运行离不开晶振。

  晶振大致上可以分为谐振器和振荡器，根据CS&A数据，2019年出货量占比分别为90%、10%。

  1）谐振器：谐振器属于无源晶振，按照频率不同，可分为音叉型（KHz）和高频晶振（MHz）。

  2）振荡器：振荡器属于有源晶振，除了石英晶体外，里面还包含晶体管和阻容元件，大致上可以分为XO（晶体振荡器）、TCXO（温度补偿晶体振荡器）、VCXO（压控晶体振荡器）、OCXO（恒温晶体振荡器）。

  材料方面，包含晶片生产所需原材料石英晶体（二氧化硅），目前国内企业石英股份可大规模供应石英棒；另外SMD封装材料主要是基座和上盖，三环集团是国内核心供应商。设备方面，传统机械加工主要是切、磨、抛工艺，壁垒相比来说较低，相应设备国内厂商基本能满足需求。

  国内厂商泰晶科技实现了大部分核心设备的自产自用；光刻工艺方面，光刻设备主要是微米级设备，但具有定制化属性，目前国内上海微电子具备生产微米级光刻机的能力。

  晶振工艺主要包含传统机械加工和光刻MEMS工艺，机械加工壁垒相比来说较低；光刻工艺壁垒则较高，存在大量Know-How，具有较高的准入壁垒，目前日本的爱普生、 NDK、KDS和国内的泰晶科技具备全套MEMS光刻工艺规模化量产能力。

  晶振下游应用领域广泛，几乎涵盖所有电子设备，下游主要是消费电子、移动通讯、工业、汽车、物联网等终端市场。

  1）音叉型（KHz）晶振：结构形态是音叉型，内部结构较为复杂且有专利保护，因此准入门槛较高。目前国内泰晶科技KHz产品有自有专利，是国内唯一可大规模供应 KHz产品的晶振厂商。

  从市场分布看，音叉型（KHz）晶振主要是32768Hz系列产品，大多数都用在电子设备计时以及低功耗设备唤醒，市场较为集中；

  2）高频（MHz）晶振：结构形态是一个长方形、正方形或圆形的薄片，产品结构较 为简单。

  高频晶振频率与晶片厚薄成反比，随着通信制式升级，通信频率慢慢的升高，相应高频晶振需求大幅度的增加。高频MHz晶振频段从几M到上百MHz，每个频点有对应系列产 品，因此市场较为分散。

  电子设备轻薄化、智能化及高频化趋势下，晶振技术趋势呈现小型化、高频化、高精度，核心壁垒在于光刻工艺。

  晶振的核心在于晶片，晶片最高工艺是MEMS光刻工艺，目前全球具备全套MEMS光刻工艺规模化量产能力的厂商有日本的爱普生、KDS、NDK以及国内的泰晶科技。

  光刻工艺填补了国内微型音叉、超高频晶片领域空白，打破海外高端产品的垄断格局。

  小型化、超高频晶振的生产必须用到光刻工艺，机械加工最薄做到30μm的厚度，对应频率50MHz，50MHz以上的超高频晶振需用到MEMS光刻工艺。

  全套MEMS光刻工艺合计40余道工序，无技术可借鉴性，企业需自己不断摸索，涉及大量工艺经验的积累。另外，光刻高端设备具备定制化属性，存在大量Know-How。

  晶振下游应用领域广泛，几乎涵盖所有电子设备。晶振的最大的作用是计时、唤醒以及提供基准频率。

  此前3G/4G主要是针对手机等消费端应用场景，而到了5G，真正的完成了万物互联，智能家居、可穿戴设备、智慧城市、物联网、医疗电子、工业控制等新兴市场蒸蒸日上，行业成长空间被打开，未来3-5年将进入加速成长期。

  根据CS&A不完全统计，2019年全球晶振行业空间30.1亿美元。2008-2019年全球晶振行业规模较为稳定，维持在30~35亿美金左右。以2010年为基准，虽然行业需求量增长近一倍，但价格也下降了一半，因此行业规模较为稳定。

  价格下跌的根本原因是台湾及国内厂商成本优势较为显著，市场占有率持续提升。根据CS&A数据，日本厂商份额由2000左右的70%下降至2019年约50%；台湾厂商目前则占据全球约25%的市场占有率；目前国内厂商份额相比来说较低，2019年国内晶振龙头泰晶科技全球份额仅为2%。

  5G显著提升行业壁垒，且带动晶振需求量大幅度增长。随着5G发展，全球晶振行业发生显著变化。和4G相对，5G通信速度约是4G的20倍，时延只有4G的1/10，连接数量则是4G的10倍。

  随着AI、IoT、汽车电子等新兴市场快速地发展，带动高频化、小型化、高精度的晶振需求量激增，晶振价格止跌回升。根据中国产业信息网数据，2020年全球晶振需求量1755亿只，预计到2025年将增长至3125亿只，2020-2025年CAGR达12.2%。

  可穿戴设备增长迅速，贡献增量空间。根据IDC数据，2020年全球可穿戴设备出货量4.45亿台，同比增长32.0%，预计到2024年将达到6.32亿部，2020-24年CAGR达12.4%。

  一副TWS耳机要使用到4颗晶振，分别是2颗KHz和2颗MHz晶振。根据IDC数据，2020年全球TWS耳机出货量2.5亿副，预计到2024年将达到3.97亿副，对应2020年晶振需求量10亿颗，到2024年需求量将达到16亿颗。

  全球物联网终端连接数量大幅度增长，贡献绝对增量市场。根据IoT Analytics数据，2020年全球IoT终端连接数量超117亿个，首次超过非IoT终端连接数。

  晶振是数字终端必不可少的基础元件，需求量将随之增长，例如电子标签需1~3颗，智能手表需2~3颗，视频监控需3~5颗。

  全球新能源汽车销量增长迅速，渗透率持续提升。受新冠疫情影响，2020年全世界汽车销量同比降低13.8%至7797万辆。其中，新能源乘用车销量331万辆，同比增长49.8%，渗透率达4.2%，较去年提升了1.8pct。根据 ICV Tank 数据，预计2021年全球新能源汽车渗透率将提升至5.8%。

  汽车对晶振的可靠性、稳定性、一致性等要求非常高，且具有较长的认证周期，相应价值量也更高。晶振在纯电智能车主要使用在在安全控制管理系统、胎压检测系统、信息情报系统、车身系统和辅助驾驶系统，应用场景广泛。

  随着汽车电动智能化持续渗透，车规级晶振需求量也将随之高增。根据NDK年报数据，低端车型配置10~20颗晶振，经济型汽车需晶振30~40颗，豪华型汽车需70~100颗。

  5G手机正处于加速渗透阶段。2020年受新冠疫情影响，全球智能手机出货量有所下滑，全年累积出货量12.94亿部，同比降低5.7%。

  其中，5G手机出货量约2.4亿部，渗透率由2019年的1.4%大幅度的提高至2020年的18.5%。

  根据IDC预测，预计2021年全球智能手机出货量13.93亿部，同比增长5.5%。其中，5G手机出货量5.5亿部，渗透率达39.5%。

  随着通信制式升级，高频晶振需求量大幅度的增加，价值量相应提升。随着手机芯片模块集成度慢慢的升高，单机晶振需求量逐渐降低。

  目前5G手机芯片模块已高度集成，单机晶振需求量约2~3颗。随着通信制式升级，相应高频晶振需求量也大幅度的提高。

  目前用于WiFi、GPS/GNSS等高频模块的高频晶振价值量较中低频晶振大幅提升，相应工艺壁垒也明显提升，核心壁垒在光刻工艺。

  行业规模稳健增长，带来稳定增量需求。根据国家统计局数据，家电市场（彩电、空调、洗衣机、冰箱）产量每年维持在较高水准，2020年达5.77亿台，为晶振带来稳定需求。贸易战前，国内厂商大都采用国外晶振产品。

  贸易战后，国内头部家电厂商陆续转向国内晶振供应商，未来几年国内厂商在家电领域的渗透率有望持续提升。

  日本厂商垄断，国内厂商份额较低。根据CS&A数据，2019年日本厂商合计占据全球50%的市场占有率，其中，爱普生、NDK、KCD、KDS分别占比12%、11%、8%、6%；台湾厂商约占据全球25%的市场占有率，其中，台晶技（TXC）占比9%，市占率位列全球第三；国内厂商占比较低，2019年国内晶振龙头泰晶科技市占率仅约2%。

  贸易战加速国产替代进程。贸易战前，由于晶振占终端成本低，大的终端厂商更换供应商意愿低。当时国内厂商只能在较小的市场进行竞争，竞争格局相对较差。

  而经历19年行业低谷期后，国内大部分落后产能基本被淘汰，目前泰晶科技和惠伦晶体两家企业占据国内厂商中近70%份额。

  华为贸易战后，国内计算机显示终端陆续转向国产供应商，叠加AIoT需求拉动，国内晶振厂商泰晶科技、惠伦晶体等迎来历史机遇期。

  国内厂商在原材料开发、生产设备升级、产能规模方面不断补强，另外国内人力成本相比来说较低，因此产品成本优势凸显。日、台、美系厂商正逐步退出中低端市场，国内厂商份额有望加速提升。

  泰晶科技2005年成立，2016年登陆上交所，同年收入产能产量跃居国内第一。公司2011年开始自主研发光刻工艺，2015年开始大规模量产，填补了国内微型音叉、超高频晶片领域空白，解决了卡脖子问题。公司基本的产品包含KHz、MHz、热敏产品、TCXO，2020年收入占比分别为37.3%、58.8%、3.8%、0.1%。

  目前全球有四家企业具备全套MEMS光刻工艺规模化量产能力，分别是日本的爱普生、NDK、KDS以及国内的泰晶科技。随着5G正式商用，小型化、高频化晶振需求明显地增加，核心在于高频晶片，高频晶片的核心在于MEMS光刻工艺；

  KHz产品结构较为复杂，工艺壁垒较高，且有专利保护，全球能够大规模供应KHz产品的厂商较少。目前国内仅泰晶科技具备大规模的供货能力，且具备自有专利；

  公司目前能够自产调频机、清洗机、自动溅镀机、自动点胶机、自动缝焊机等设备，其中，核心设备调频机已研发至第8代，并出口日本。

  此外，公司实现了传统DIP封装材料的自产自用。上游设备材料的一体化，有助于减少相关成本，提振盈利能力。

  国内高频晶振领先厂商，享行业国产化红利。惠伦晶体成立于2002年，2015年登陆深交所，是国内高频晶振领域领先厂商。公司产品最重要的包含MHz的SMD谐振器、TCXO振荡器和TSX热敏晶体。

  公司生产的SMD2520、SMD2016、SMD1612是国内较早量产的小型化晶振产品，此外，公司SMD1210晶振已完成研制并处于试生产阶段，TCXO、TSX热敏产品均已实现量产并批量供货，大范围的应用于通讯电气、消费电子、移动互联网、工业控制、家电、汽车电子、安防产品智能化等领域。

  2020年下半年虽疫情恢复，AIoT、汽车电子等领域需求激增，产品供不应求，行业迎涨价潮。今年上半年东南亚等地区疫情严峻，持续影响晶振供给。随着马来西亚等地区产能恢复，晶振价格存在下跌风险；

  晶振下游应用领域较为分散，若下游终端销量没有到达预期，可能会引起晶振需求下滑；