6月21日,AI概念全线下挫,游戏、传媒、AIGC等跌幅居前,存储、算力、数据中心等概念也全线杀跌。此前持续强势的CPO概念,今天板块整体下跌3.67%,但概念板块中晶体振荡器逆势大涨,晶体振荡器概念股泰晶科技、惠伦晶体、东晶电子、晶赛科技涨停。
一、什么是晶体振荡器
晶体振荡器是一种频率稳定器件,利用石英晶体(SiO₂,也称为“水晶”)的压电效应制成的频率控制元器件,用来产生重复电子讯号(通常是正弦波或方波),为微芯片提供基准频率信号,是电路中必不可少的电子元器件。其技术原理是:
- 逆压电效应:当石英晶体受到电场作用时,在它的某些方向出现应变,而且电场强度与应变之间存在线性关系,这个现象称为逆压电效应。基于上述特性,当石英晶体臵于交变电场中,其体积会发生周期性的压缩或拉伸,形成机械振动,从而产生特定的频率信号。
- 谐振特性:水晶材料经过切割、打磨等精密工序加工制成晶片后,在其两端镀上金属电极,在电流作用下由于逆压电效应便产生谐振,水晶材料还具备一定的温度特性、老化特性和频谱特性,当外加电压的频率与水晶材料固有的频率完全一致时,电路中的电流便达到最大,体现了其谐振特性,以此制成的电子元器件被称为压电石英晶体元器件。
集成电路的最小功能单元分为时序单元(寄存器)和逻辑单元,在晶体振荡器的控制下,芯片内部各个电路按照时钟信号的节拍以及规定的时序相互配合,从而完成芯片在电子系统中所承担的功能,晶体振荡器在电子系统中扮演着如身体心脏“脉搏”的重要角色,发挥着重要作用。
根据振荡器实现的性能,国际电工委员会(IEC)将石英晶体振荡器分为 4 类:即普通晶体振荡器(SPXO)、电压控制式晶体振荡器(VCXO)、温度补偿式晶体振荡器(TCXO)、恒温晶体振荡器(OCXO)。
二、晶体振荡器产业链及市场规模
石英晶振上游主要是水晶、基座、封装材料等材料制造、精密机械研制等行业;下游应用领域为电子类产品,包括通信网络、移动终端、物联网、汽车电子、智能家居、家用电器等领域。
人造水晶是石英晶体谐振器的核心材料,其规格、质量、产量、价格、供求状况均会对石英晶体谐振器产生重要的影响。石英晶体谐振器的原材料包括晶片、金属与陶瓷封装材料、玻璃材料、胶质等。
根据 CS&A 的数据,2015年石英晶振市场规模就已经突破 30 亿美元,达到 31.02 亿美元,并持续增长至 2017 年的 32.71 亿美元。受制于 5G 需求释放不及预期等因素影响,行业进入去库存阶段,经历了 2018-2019 年的规模缩减,2020 年重回高增长,市场规模达 34.46 亿美元,同比增长 13.32%。
晶振行业周期从 21Q4 见顶开始进入下行周期,终端需求持续疲软,行业持续消化新增产能及库存,晶振“量价齐跌”。晶振行业库存于 23Q1回到正常水位,随着消费类终端需求逐步复苏,行业周期已经触底、需求企稳、市场景气度好转,国内晶振龙头成长空间广阔。
三、AI打开恒温晶体振荡器的成长空间
据消息,知名分析师郭明錤指出,近期因AI服务器需求显著提升,带动光模块需求强劲增长,预期2024年用于AI服务器的光模块自2023下半年开始显著成长,并预计在2024年出货量同比超过100%。AI服务器光模块需搭配高阶的差动式输出振荡器,单价较一般服务器/消费电子的振荡器高约10-20倍,毛利率为50-60%以上。
重点说一下恒温晶振。恒温晶振通过电路控制和温度补偿,使得在环境温度变化的情况下,能保持相对稳定的振荡频率。以移动通信设备为例,恒温晶振用来产生稳定的时钟信号。在一个手机里,恒温晶振产生一个稳定的频率,这个频率被用来同步各种电路和处理器,以确保它们协同工作。无论手机在寒冷的冬天还是炎热的夏天,甚至是快速从冷到热的环境下,恒温晶振都能保持几乎恒定的频率,确保手机正常运行。
AI硬件驱动离不开时钟,AI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。
四、晶振龙头行业
泰晶科技:国内晶振龙头,小型化 KHz、小型化及超高频 MHz、振荡器TC/OCXO、车规晶振等系列产品技术能力国内领先,未来有望持续受益晶振国产替代进程,成长空间广阔。其营业收入及利润情况见下图。如果AI硬件对晶振的需求大增,可能带来新的增长点、并提升估值。
惠伦晶体:国内晶振龙头,从 ODM 代工成功转型 OBM 自主品牌。主营的电子元器件业务为压电石英晶体元器件产品,主要产品为 MHz 的 SMD 谐振器、TCXO 振荡器和 TSX 热敏晶体,其中小尺寸产品的量产和供货处于行业领先地位。公司下游客户为国内外知名智能手机生产厂商、智能家居、家电厂商及通讯模组模块厂商等。
东晶电子:国内石英晶体元器件行业的主要厂商,主要经营产品包括谐振器(营收占比90%以上)、振荡器(营收占比低于10%)等石英晶体元器件。公司产品广泛应用于通讯、资讯、汽车电子、移动互联网、智能控制、家用电器、智能安防和航天军工等领域。
晶赛科技:专业从事石英晶振及封装材料的设计、研发、生产及销售企业,深耕石英晶振行业近 20 年,公司产品主要分为石英晶振和封装材料两类。其营收数据见下图。
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