近期缺货的晶振厂家国内替代VS国外

2020-11-28 14:00:39 0

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晶振在电子设备中无处不在,是电子线路中时钟频率、基准频率信号不可或缺的基础元件,誉为电子产品的“心脏”。不过今年已经多次传出晶振涨价的消息,有厂商表示是因为原材料价格上涨,也有业界人士认为,主要是因为疫情原因,致使海外大厂产品难以进入,以及部分厂商停工导致产能不足,晶振市场供需失衡导致价格上涨。晶振市场目前的交期情况也不是很好,有行业人士此前谈到,虽然现阶段交期相对年初有所好转,但是还是存在部分缺货的情况。



众所周知,长期以来在晶振领域,以日本老牌厂商KDS、NDK等为主,其市占率超60%,剩余的市场基本也是台系和欧美厂商瓜分,国内晶振厂商的市占率较低。日本是全球晶振制造强国,美国厂商主要面向美国国内市场,中国台湾和中国大陆厂商相继强势崛起,台湾地区厂商经过二十几年的发展,制造技术发展迅速,产品更新速度快,成本优势有所体现。中国大陆厂商起步较晚,近年来在原材料开发、生产设备升级和产能规模等方面积累了经验并取得了长足的发展,成长优势明显。


今年以来,TWS耳机正处于快速成长期,单品价格较高,行业利润率也较高,正在撬动近百亿的市场。在TWS耳机内,小体积小、高精密、低功耗的2520、2016等热敏晶振市场需求也趋于高涨。


此外,5G基站、汽车电子及物联网等高科技领域对2520两种尺寸的温补晶振和热敏晶体需求较高,该型号产品订单增长,逐步呈现量价齐升的态势。


据CS&A预测,2019全球频率元件产值为32-34亿美元,频率元件年销量190-210亿颗。而2020年5G带动新一轮换机需求,智能汽车渗透率逐步提升,且TWS耳机等新兴市场爆发式增长,综合导致石英晶振景气度回升。


基于当前疫情的影响,加之国内市场在一些领域的需求大增,也给了国内晶振厂商一定的机遇,温补晶振和热敏晶振等国产替代空间增大,国内晶振厂商也在着力这两项技术,进一步缩小和日、台企业的差距。


近年来随着便携式智能终端对元器件小型化的需求,小尺寸晶振产品也成了未来的市场趋势。国内晶振代表厂商中,惠伦晶体在这方面就有非常优秀的表现,惠伦晶体表示,公司生产的SMD1612成为国内首批量产并与国际同步的新一代产品,SMD1210已完成研制并处于试产阶段,整体上实现了小尺寸系列产品的量产,在产品的小尺寸方面处于国内领先水平。


泰晶科技在这方面表现也相当优秀,据介绍,泰晶科技以市场为导向,紧跟微型化、片式化的行业发展趋势,凭借自身半导体光刻工艺小型号产品的多年积累,跻身小尺寸产品市场,掌握了小尺寸产品的制作程序,并得以迅速规模化量产。


另外泰晶科技 此前还表示,目前国产替代、自主可控已形成共识,机遇前所未有,公司经过多年的技术积淀,高附加值的K系列、M系列高频、热敏TSX、有源TC/OCXO等高、精、尖新产品正在实现替代。


广东东莞大普通信在时钟晶振也很优秀,大普通信始终专注于时频领域的产品研发及创新,通过全系列时钟产品(高稳晶振、时钟模块、时钟设备),IEEE1588时钟同步芯片及设备,锁相环芯片,超低功耗MCU芯片,LoRa解决方案(LoRaWAN模块和网关),全面满足全球客户的差异化需求,并可以实现时频整体解决方案,为客户提供一站式服务。公司产品广泛应用于通信网络、电力、专网、仪器仪表、工控、医疗、航空航天、定位导航等领域。

大普通信拥有*的CNAS实验室、中科院联合实验室、铯钟频标、Calnex IEEE1588同步测试设备,同时为ITU-T、TDIA、LoRa 联盟等标准组织成员。在产品创新、研发上持续投入,在补偿算法、同步算法、保持算法、芯片设计、晶体设计及控温基础材料等领域拥有自己的核心技术,国内行业内拥有较多的发明专利。


最后,来探究个问题:为什么晶振不集成到芯片内部去?

原因1、早些年,芯片的生产制作工艺也许还不能够将晶振做进芯片内部,但是现在可以了。这个问题主要还是实用性和成本决定的。

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原因2、芯片和晶振的材料是不同的,芯片 (集成电路) 的材料是硅,而晶体则是石英 (二氧化硅),没法做在一起,但是可以封装在一起,目前已经可以实现了,但是成本就比较高了。


原因3、晶振一旦封装进芯片内部, 频率也固定死了,想再更换频率的话,基本也是不可能的了,而放在外面, 就可以自由的更换晶振来给芯片提供不同的频率。有人说,芯片内部有 PLL,管它晶振频率是多少,用 PLL 倍频/分频不就可以了,那么这有回到成本的问题上来了,100M 的晶振集成到芯片里, 但我用不了那么高的频率,我只想用 10M 的频率, 那我为何要去买你集成了 100M 晶振的芯片呢, 又贵又浪费。


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我们通常所说的 "片内时钟", 是不是实际上片内根本没有晶振, 是有RC 振荡电路。


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由图可以看出系统时钟的供给可以有3种方式,HSI,HSE,PLL。如果选用内部时钟作为系统时钟,其倍频达不到72Mhz,最多也就8Mhz/2*16 = 64Mhz。


如果使用内部RC振荡器而不使用外部晶振,请按照如下方法处理:

1)对于100脚或144脚的产品,OSC_IN应接地,OSC_OUT应悬空。
2)对于少于100脚的产品,有2种接法:
i)OSC_IN和OSC_OUT分别通过10K电阻接地。此方法可提高EMC性能。
ii)分别重映射OSC_IN和OSC_OUT至PD0和PD1,再配置PD0和PD1为推挽输出并输出'0'。此方法可以减小功耗并(相对上面i)节省2个外部电阻。


STM32时钟系统结构图

时钟是STM32单片机的脉搏,是单片机的驱动源。使用任何一个外设都必须打开相应的时钟。这样的好处就是,如果不使用一个外设的时候,就把它的时钟关掉,从而可以降低系统的功耗,达到节能,实现低功耗的效果。

 

STM32单片机的时钟可以由以下3个时钟源提供:

1、HSI:高速内部时钟信号STM32单片机内带的时钟 (8M频率), 精度较差

2、HSE:高速外部时钟信号,精度高。

来源:i. HSE外部晶体/陶瓷谐振器(晶振);

         ii.HSE用户外部时钟         

3、LSE:低速外部晶体 32.768kHz 主要提供一个精确的时钟源 一般作为RTC时钟使用。


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