電子發燒友報道(文/程文智)最近,<電子發燒友>小編在一次飯局中聽聞晶振市場也跟芯片市場一樣,貨源緊張,價格飆升。據知情人透露,此次晶振價格的缺貨和漲價對做定位模塊和通信模塊的廠商影響比較大,比如有的寵物定位模塊可能就幾塊錢,但如今的晶振價格可能就占了模塊價格的一半,甚至更高。
為了了解本次晶振市場價格大幅波動背后的原因,以及未來晶振市場的走勢,<電子發燒友>走訪了一些產業鏈的企業,梳理了一些信息,希望可以給廣大工程師朋友一些有用的信息。
溫補晶振價格狂飆的原因
在所有漲價的晶振產品中,最為瘋狂的是溫補晶振,據業內人士透露,之前1.5元的溫補晶振,已經一路上漲到了7元,甚至到了10多元一顆,還不一定能夠拿到貨。
為什么溫補晶振會如此瘋狂呢?一是因為本來自2月份以來,溫補晶振就已經開始供貨緊張了;二是2020年10月20日,旭化成微電子株式會社(簡稱:AKM)延岡制造所的一處工廠發生特大火災,更是加劇了溫補晶振的缺貨。
AKM的這次大火災總共持續了91小時40分鐘,發生火災的工廠是AKM唯一從事生產的工廠,也是旭化成集團旗下唯一的晶圓廠,主要以6寸晶圓和8寸晶圓為主,預計月產能約為12000片晶圓。
AKM生產的并不是大家常見的處理器、閃存、傳感器等產品,因此一般人并不會受到影響,但在特定行業AKM有絕對的影響力,比如溫補晶振市場。
有源晶振又名石英晶體振蕩器,英文名為Oscillator(簡稱OSC)。它的特性是輸入電壓就可以直接輸出標準頻率,無需外接電容,也不易遭到PCBA雜散電容對其頻率的干擾。溫補晶振(又稱:溫度補償晶體振蕩器,TCXO),是有源晶振的一種,其內部有一顆IC與石英振子共同形成了一套完整的振蕩電路,以用來做溫度補償(如圖1)。
圖1:溫補晶振的內部結構。(圖片來源:村田)
受災的AKM這個工廠生產的其中一種IC就是用于溫補晶振的,而且AKM該類IC在溫補晶振市場的占有率非常高。據深圳市晶科鑫實業有限公司總經理孫剛介紹,AKM出品的溫補晶振IC可以調整兩次,“雖然第一次對溫度曲線的調整可能不到位,但還可以進行第二次調整,經過兩次調整之后,溫補晶振的合格率非常高。”
圖2:深圳市晶科鑫實業有限公司總經理孫剛。
AKM的競爭對手,比如精工旗下的NPC公司也提供類似IC,“不過他們的IC只能進行一次調試,如果調試不合格,那就直接不合格了。”孫剛指出。
也就是說,使用AKM生產的IC產品的溫補晶振合格率更高,相對來說成本也就更低。更重要的是AKM的IC價格與競爭對手相比相差并不大。
因此,市場上使用AKM IC產品的企業越來越多,據孫剛估計,AKM占了溫補晶振IC市場90%以上的份額。
火災后,AKM唯一的生產工廠全面停擺,目前市面上九成以上的溫補晶振廠商都要等米下鍋,原來有備貨的還好點,沒有存庫的廠家要么等AKM工廠恢復,要么切換到其他廠家的IC。
之前有業內人士估計AKM工廠恢復需要半年左右的時間,不過現在看來可能需要更長的時間才能恢復。就在不久前的1月22日,AKM在其官網發布了火災后續情況聲明,表示,“目前,尚無明確的前景來確定起火原因或恢復工廠的運轉。我們將繼續與當局充分合作,調查起火原因。”
圖3:AKM在其官網發布的火災后情況聲明。(來源:AKM官網)
同時對產品的供應情況也做了回應,AKM自11月份開始已經啟動了庫存補給客戶,能夠替代的就幫助客戶替換,不能替換的正在尋找替代廠商準備。
比如1月27日,日經中文網有報道,AKM正委托瑞薩電子代為生產部分IC產品,而瑞薩電子將在日本的主力工廠那珂工廠,利用產品良率較高的8寸晶圓產線來進行替代生產。據悉,瑞薩電子代為生產的是石英振蕩器所使用的IC。
孫剛表示,目前他們也正在切換到NPC的IC,但是因為IC不一樣,產品的測試流程和方式也不一樣,整個產線需要重新調整,調整時間可能需要一到兩個月。
對于終端廠商關心的價格問題,孫剛指出,由于使用了新的IC產品,良率比之前的低,成本與之前相比更高了,等產能上來后,溫補晶振的價格會下降,但是肯定是要比之前的價格要高。
晶振漲價早有苗頭
其實晶振產品的局部漲價從去年2月份就開始了, 揚興科技總經理蔡欽洪在11月初接受<電子發燒友>采訪的時候曾提到,去年2、3月份開始,晶振就一直有價格調漲的消息傳出,但當時漲價的主要是日系品牌的晶振,及部分臺系品牌的晶振,國產品牌的價格相對穩定。
他認為原因主要是全球產能不足造成的。產能不足的背后原因是原材料供應不足導致的。在晶振行業,目前原材料主要被日本廠商控制,比如基座、IC等。
最近,揚興科技產品總監蔡榮洪對<電子發燒友>表示,由于國內大部分的晶振主要原材料需要依賴進口,目前大陸與臺灣無源晶振的交期已經排到了今年7~8月份。
圖4:揚興科技產品總監蔡榮洪。
孫剛解釋說,晶振最為重要的原材料就是石英晶體,天然的石英晶體一般存在于溶洞中,生長的速度很慢,而且因為溶洞環境不太好,常常都會含有雜質,因此,要想降石英晶體用于工業的話,需要把這些雜質去掉。方法就是讓石英晶體在一個更加純凈的高溫高壓環境中重新生長一遍,生長周期一般是70多天,不能太快,因為生長速度太快的話,石英晶體分子之間會相互擠壓,從而出現縫隙。重新生長后的石英晶體的分子將會重新排列組合,雜質會被去掉,這樣就可以用于晶振的制作了。
他同時指出,別看晶振很小,但一顆晶振從切割到出廠,需要經過30多到工序,而且還需要非常純凈的制造環境。
再加上晶振的制造并不像芯片那樣可以使用自動化設備來完成,晶振很多工序都需要人工來操作,也就是說,受限于設備和制造工藝,晶振的產能一般都不會太大。
另據泰晶科技2021年1月28日的投資者關系活動記錄顯示,泰晶科技去年2月在產品供給緊張的情況下,進行了第一輪漲價;8月份和10月份,受原材料漲價、訂單增多、人員不足,招工和用工成本提高等因素影響,該公司對K3215、K2012和熱敏晶體產品價格進行了提價;11月份的新訂單執行新價格,部分產品還停止了接單,以保障優質客戶供應。
這是從國內市場的供給端來看的,從海外市場的供給端來看,由于疫情原因2020年上半年海外不少晶振廠商的產能受到了影響,比如2020年4月,晶振大廠愛普生宣布位于日本的所有工廠和辦事處在4月25日~5月6日期間停工,休假人數約20000人。
由于疫情的影響,國際大廠的供應體系到目前為止都還未完全恢復,特別是日系、美系等中高端晶振產品。
正是由于上游原材料緊缺,中游貨源囤積抬價,以及下游短期需求大增等多重因素影響下,部分晶振的價格出現了上漲。
漲價最為明顯的是32.768KHz,溫補晶振(TCXO)及技術含量較高的系列產品。
“預計在Q2之前無法解決晶振缺貨的現象,拿32.768k來講,影響是全球性的,該產品主要應用在時鐘上,該產品預計在2021年9月之后才會有所能緩解一點,但是缺貨無法完全解決。”揚興科技產品總監蔡榮洪說道。
結語
中國產業信息網數據顯示,預測2021年全球晶振市場需求量達1980億只并將持續增長。目前行業景氣度在復蘇,未來國內增量空間提升。從全球格局來看,日本部分產品產能逐步出清,大陸憑借技術優勢承接消化產能。中國全球市場份額大概在10%左右,未來增長空間還很大。
目前晶振市場三足鼎立,日本、中國臺灣和中國大陸,其中日本的市場份額最大,中國臺灣次之,中國大陸在迅速崛起。其中壓電石英晶體元器件出現產能向中國轉移的趨勢,一方面是由于日本廠商受到原材料和人力資源成本上升因素影響,不斷將產能往中國臺灣地區和中國大陸搬遷;另一方面是中國大陸憑借勞動力成本和市場規模優勢已逐漸成為壓電石英晶體元器件的主要制造基地之一,同時部分國內優秀廠商主動突圍,加快技術研發推出TSX 熱敏晶體、TCXO 振蕩器、VCXO 等高附加值新產品,進一步縮小與日、臺企業的差距。
比如在石英晶體諧振器領域,泰晶科技基于半導體光刻工藝技術開發的K3215、K2012工藝實現了擴產上量;在有源晶振領域,惠倫晶體近年來逐漸從無源晶振向TCXO、TSX等器件系列拓展,成為國內同行具備量產能力的重要企業之一。
更為重要的是國內晶振企業正在逐步獲得市場的認可,比如2020年4月,惠倫晶體的1612尺寸晶振產品通過了美國高通公司的產品認證許可,進一步奠定了其在TWS耳機市場的地位。
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