【专题】石英晶振：TWS、5G、loT需求驱动行业量价齐升

1.石英晶振：最广泛应用的时间和频率元件

石英晶振是石英晶体元器件领域核心产品，核心功能是高精度频率源，被广泛地应用于消费类电子产品、通信设备、移动终端、网络设备和汽车等领域，是电子工业的基础元器件。从行业规模看，根据CS&A数据，全球石英元件（谐振器、振荡器等）市场规模约30亿美元左右，整体市场规模保持相对稳定。

2.需求端：TWS/5G/IOT等下游高景气，小型化、高频、温度补偿等高端产品需求旺盛

石英晶振下游应用领域为电子类产品，需求增长主要靠电子类产品整体的增长。从结构性角度，下游应用领域中5G基站、5G终端、TWS耳机、IoT（Wifi、蓝牙、NB-Iot等）、车载（车内通信、ETC、TPMS等）等新兴应用高景气度，出货量同比增速较高。新兴需求驱动产品升级，高频类、小型化、温度补偿类（TCXO、热敏型等）等高端晶振产品需求旺盛。

3.日本主导产能供给，整体供需好转，行业盈利能力处于上升通道

类似于MLCC行业，石英晶振供给端日本公司（爱普生、日本电波、京瓷等）行业份额50-60%，在整体产能特别是中高端产品领域具备产能主导能力，在18-19年行业需求低迷周期中，行业中小产能逐步退出，我们判断行业竞争结构得到进一步优化。

行业代表性公司台湾晶振龙头晶技2019Q2以来连续两个季度营收恢复同比正增长，同期单季毛利率连续两个季度环比&同比提升，我们判断在高端（高频/小型化/温度补偿类）产品结构性高景气背景下，日本主要产能将采取稳健的转产策略（传统产能转产到高端）以满足高端产品旺盛需求，行业整体供需和盈利能力均会得到好转。

4.核心基础元件亟待突破，高端产品加速进口替代，建议关注泰晶科技

晶振是核心基础元件，高端领域大陆公司份额较低，我们判断，大陆供应链上下游将一体化推动高端产品进口替代，建议关注大陆目前处于行业领先地位的泰晶科技和惠伦晶体，泰晶科技是国内晶振行业领先企业，产品已通过高通、海思、联发科、恒炫、晶晨半导体等国内外大客户认证或出货，公司在产能规模、技术工艺、客户资源、自产能力、产能扩张潜力方面优势突出，有望受益显著。

风险提示：可穿戴设备不及预期；5G发展不及预期等

1. 石英晶振：最广泛应用的时间和频率元件

石英晶振，是石英晶体谐振器的简称，是石英晶体元器件的核心产品，是利用电信号频率等于石英晶片固有机械谐振频率时晶片因压电效应产生谐振现象的原理制成的谐振器件。晶振是用一种能把电能和机械能相互转化的晶体在共振的状态下工作，以提供稳定、精确的单频振荡器，是核心的时间元件和频率元件。

石英晶体元器件的主要功能性材料是二氧化硅（SiO2）结晶体，其形态规则、晶莹、透明，因此也被称为“水晶”。水晶具有稳定的物理化学特性，它不仅是较好的光学材料，而且是较好的压电材料。水晶材料在外部压力的作用下产生形变，同时产生电极化，极化强度与压力成正比，这种特性被称为“正压电效应”。反之，当将电场作用于水晶材料时会产生形变，形变大小随电场强度成正比，此特性被称之为“逆压电效应”，此效应的存在使得水晶材料在电场作用下产生应力而形变，从而产生机械振动，获得特定的频率。

根据频率特性，常见的石英晶体谐振器分为如下两类：

低频晶体谐振器的主要频率范围为KHz级，因其水晶材料采用音叉形状切割工艺，也被称为音叉晶体谐振器。按晶振的功能和实现技术分类：可以将晶振分为温度补偿晶体振荡器（TCXO）、压控晶体振荡器（VCXO）、普通晶体振荡器（SPXO）、恒温晶体振荡器（OCXO）。

石英晶体谐振器下游应用领域为电子类产品，其市场的增长很大程度上依附于电子类产品的增长。近年来智能手表的兴起，以及TWS无线耳机的普及，基于对未来新兴电子产品的乐观预期，对石英晶振的需求会大幅增加。

上世纪六、七十年代以来，随着世界电子科技水平的迅猛发展，世界石英晶体谐振器市场迎来了持续快速的增长。作为标准频率源或脉冲信号源，石英晶体谐振器提供了高精度的频率基准，逐步由高端军用电子设备应用拓展到民用电子产品的广阔领域中，被广泛的应用于消费类电子产品、小型电子类产品、资讯设备、移动终端、网络设备和汽车等领域，成为电子工业的基础元器件。基于其优良的特性和低成本的优势，石英晶体谐振器在未来较长的时期内是其他元器件所难以替代的。在日本，石英晶体谐振器被称为“工业之盐”。

随着我国电子信息产业的高速发展，信息产业整体技术的稳步提升，相关产业集群效应优势明显，电子信息产业制造中心地位进一步增强。石英晶体谐振器行业作为电子信息产业的基础一直以来就是我国重点扶植和发展的基础产业之一。自上世纪九十年代初期以个人电脑（PC）为代表的资讯设备逐步普及并形成规模量产以来，我国石英晶体谐振器行业成长迅速，各类产品市场规模逐年递增。

从行业规模看，根据CS&A数据，全球石英元件（谐振器、振荡器等）市场规模约30亿美元左右，整体市场规模相对稳定。

2. TWS、IoT、5G、车载下游高景气，小型化、高频等产品需求旺盛

晶体谐振器作为频率控制和频率选择的基本元件，位于电子信息产业链的前端，是电子信息制造业的重要组成部分，应用领域十分广泛。大致可分为以下几大领域：

（1）移动终端，最主要的是指智能手机，除此之外还包括智能手表、PDA、手持游戏机、手持POS机等。

（2）消费类电子产品，通常包括手提电脑、平板电脑、照相机、耳机、音响等。

（3）通信网络，在通信网络通常分有线通信和无线通信。有线通信涵盖的技术领域包括：光传输网络、数据处理、连接功能等。

（4）医疗电子，石英晶体具有很高的频率稳定性，同时对温度和力也很敏感。晶振广泛应用于心脏起搏器、CT机、核磁共振仪、血压计等医用电子仪器仪表中。

（5）汽车电子，在汽车电子方面，石英晶体元器件主要用于汽车导向、功能控制、电子地图、电子定位仪和汽车音响系统。

（6） 家用电器，石英晶体元件在彩色电视接收机上的主要用途是用于副载频恢复振荡器、计时、制式转换和遥控。在音像制品方面主要用于录像机、摄像机、VCD、DVD、CD、数字像机和数字收音机等。

石英晶体谐振器广泛应用于工业、民用和军事等电子产品领域，部分应用终端对石英晶体谐振器需求量如下表所列：

石英晶振是5G技术中最核心的电子零部件，作用是提供基准时钟信号，以及接收传输信号。由于5G对使用网络设备要求非常高，网络设备所要处理的数据工作量大，而设备电路中需要通过晶振与其他元件的配合使用下达命令从而获得脉冲信号源得以工作，这就意味着5G对晶振稳定性、可靠性有很高的要求。为了满足5G的要求，智能产品要配置高端快速的5G产品就必须搭配高精度的小型贴片晶振，由于下游的需求，晶振就朝着高频化、小型化的方向发展。

众多下游中，我们判断IOT/5G/可穿戴/汽车等应用景气度高，驱动产品往高频、小型化、温度补偿类方向持续升级，从各领域下游应用领域行业代表性公司财务数据可以得到较高验证（乐鑫科技/wifi，移远通信/lte&nb-iot等）。

乐鑫科技主要产品Wi-Fi MCU及模组，主要用于智能家居、智能支付终端、智能可穿戴设备、传感设备及工业控制等物联网领域。乐鑫科技营收从年三季度营收分别为1.23亿、2.72亿、4.75亿，以及5.27亿，同比增速为121.25%、74.60%、59.92%。近年来，随着物联网市场发展迅速，行业需求上升，智能硬件行业迎来发展机遇。

随着通信技术的发展，移动通信在未来将进入一个崭新的阶段。2019年5G刚起步，5G设备的销量仅占总销量的不到1%；2020年5G行业将加速发展，预计5G设备份额将会接近10%。5G行业正处于加速发展阶段，未来3-5年，行业渗透率会快速提升，预计到2025年，5G手机的销量将会超过10亿。

伴随着5G与物联网时代的到来，智能可穿戴设备正处于高速发展阶段。预计可穿戴设备市场在未来继续保持两位数增长，一直持续到2022年。根据Gartner的数据，预计到2021年，全球将卖出5.05亿台可穿戴设备（包含蓝牙耳机），其中智能手表销售量将接近8100万支，占整体可穿戴设备销售量的16%。

通讯技术的发展，使得频带资源越来越紧张。而随着通讯技术向高频、高稳定性方向发展，高频通讯领域广泛应用的石英器件，由于采用高次泛音晶体或低频晶体多倍频次数的石英晶体振荡器的压控能力差或相噪差，其应用受到很大的限制;而采用高频晶体、低倍频次数的晶振，由于其相噪和压控特性好，其需求量越来越大。

国家2018年1月7日发布的《智能汽车创新发展战略》要求到2020年，智能汽车新车占比达到 50%，智能道路交通系统建设取得积极进展，大城市、高速公路的车用无线通信网络覆盖率达到 90%，北斗高精度时空服务实现全覆盖。到2025年，新车基本实现智能化，高级别智能汽车实现规模化应用。

随着5G商用的加速推进，车联网将迎来发展期，将带来汽车电子更大的市场空间。越来越多的电子器件（例如，传感器、通信（GPS、4G/5G）、摄像头、检测系统等）被应用到汽车上以提高安全性、舒适性、娱乐性和稳定性。汽车联网、智能识别系统及无人驾驶的快速发展将大幅促进上游元件市场的快速增长。

据中国汽车工业协会提供，2018年，我国汽车工业总体运行平稳，受多方因素影响产销量同比下降，行业主要经济效益指标保持增长，但增幅回落。新能源汽车快速发展，产销量保持高速增长态势。其中，新能源汽车累计产销127.05万辆和 125.62 万辆，同比增长 59.92%和 61.74%。

3. 日本主导产能供给，整体供需好转，行业盈利能力处于上升通道

世界范围内，日本石英晶体元器件厂商基础技术水平和生产自动化程度较高，具备较强的规模和技术优势，是国际石英晶体谐振器制造强国。2011 年以前，日本厂商生产的石英晶体谐振器占据了世界市场近六成的份额，呈现一国独大的竞争格局。2013年以来，日本厂商受到原材料和人力资源成本上升及汇率波动等因素的影响，同时受到全球范围内其他区域如中国台湾、中国大陆等厂商产能扩张及替代产品的影响，市场份额出现较大幅度下滑，2017年略有下降，全球市场份额占比已经由 2010 年的

台湾地区厂商近年来发展迅速，产品更新速度快，成本优势有所体现，2017年已占据了全球约 24.30%的市场份额，较2010年增长了6.00个百分点。其他地区，如美国厂商产品主要针对美国国内及部分专项产品市场，供求渠道较为稳定，单位价值较高，2017年全球同类产品销售额占比在 9.00%左右。韩国、欧洲及其他国家厂商的产品应用以其内需为主，2017年呈下降趋势，合计约占全球销售额的 7.0%左右。欧洲国家厂商因其电子信息、无线通讯技术的发展，在设计、开发、频率利用方面具有一定的优势。

中国大陆厂商总体市场销售额低于日本、中国台湾，但成长率高于全球，2017年销售额约占全球的 10.10%，较2010年的4.0%增长近6.1个百分点。随着中国大陆厂商的崛起，市场竞争逐步加剧，借助于中国大陆优势的成本资源，中国大陆企业在石英晶体谐振器行业依然有较大的成长空间。

由于中国大陆厂商在原材料开发、生产设备升级和产能规模等方面取得了长足的发展。根据台湾希华晶体科技股份有限公司2016年年报和2017年年报中关于市场占有率的数据显示，目前中国大陆已成为日本、中国台湾之外最主要的石英晶体谐振器的生产、应用、出口地，各类石英晶体谐振器产品的市场规模逐年递增。

大陆份额持续增加的主要原因在于：（1）日本企业在消费类电子产品、小型电子类产品和资讯设备等应用领域成本优势下降，转向发展其他产品市场，中国大陆厂商逐渐扩大市场份额；（2）中国大陆作为全球电子信息产品的制造业中心，下游市场采购需求逐渐增加，带动了石英晶体元器件产业发展。预计未来几年，随着万物智联的快速发展，由于中国大陆厂商竞争力的加强，其市场份额占比会继续保持上升态势。

类似于MLCC行业，石英晶振供给端主要是日本公司领先（爱普生、日本电波、京瓷等），在整体产能特别是中高端产品领域具备产能主导能力。在18-19年行业需求低迷周期中，行业中小产能逐步退出，我们判断行业竞争结构得到进一步优化。台湾晶振龙头晶技2019Q2以来连续两个季度营收恢复同比正增长，同期单季毛利率连续两个季度环比&同比提升，我们判断在高端（高频/小型化/温度补偿类）产品结构性高景气背景下，日本主要产能将采取稳健的转产策略（传统产能转产到高端）以满足高端产品旺盛需求，行业整体供需和盈利能力均会得到好转。

4. 核心基础元件亟待突破，高端产品加速进口替代，建议关注泰晶科技

泰晶科技的核心产品为各种型号的音叉晶体谐振器（含DIP、SMD）和SMD高频晶体谐振器。

惠伦晶体主要产品为压电石英晶体元器件，目前包括表面贴装式（SMD）和双列直插式（DIP）石英晶体谐振器、SPXO晶体振荡器、TCXO温度补偿振荡器、TSX热敏电阻的研发、生产和销售。

台湾晶技营收规模远大于泰晶科技与惠伦晶体，近三年来单季营收在5亿元左右，而泰晶科技与惠伦晶体则不到2亿元。台湾晶技的毛利率比较稳定，在24%左右；泰晶科技的营收规模近几年逐年上升，但毛利率呈下降趋势；惠伦晶体的营收规模趋势平缓，2018年毛利率25.6%是一个高点。

2019年以来，国内经济发展面临新的风险挑战，下行压力增大。我国电子信息产业面临“内忧外患”的瓶颈局面，石英晶体谐振器作为电子信息产业的基础核心部件之一，电子信息产业的成长是晶体行业成长的基础。国内前期固定资产投资的产能释放，下游市场疲软不振，晶体市场竞争激烈，产品价格下滑明显，盈利能力面临挑战。受中美贸易摩擦不断加剧的影响，下游需求减弱，营业收入环比都有较大幅度的下降。

泰晶科技是专业从事石英晶体谐振器产品设计、生产、销售以及相关工艺设备研发、制造的高新技术企业，是我国石英晶体谐振器行业内主要厂商之一。公司主要产品为各种型号的石英晶体谐振器，产品涵盖DIP晶体谐振器和SMD晶体谐振器，主要产品可分为TF系列、M系列和S系列，TF系列即DIP低频（音叉）晶体谐振器，M系列为SMD高频晶体谐振器，S系列为DIP高频晶体谐振器。

泰晶科技的产品生产总量呈逐年提升的趋势，2018年产量为27.80亿只，比上年增长23.51%。2018年实现主营业务收入5.48亿元，比上年5.09亿元增长7.67%。M系列产品（即SMD高频晶体谐振器）在主营业务收入中的比重进一步提高，占主营业务收入比例为60.75%，较上年占主营业务收入比例53.31%增长7.44%，TF系列和S系列站主营业务收入比例分别为26.39%和2.33%。

在产销量方面，随着可转债项目的全面实施，产能逐步释放，M系列产量、销量均比上年增长，其中生产量比上年增长37.93%，销量增长36.08%。TF系列产销量较上年保持平稳增长，其中生产量比上年增长15.46%，销量增长9.54%。

公司2019年三季度营收大幅增长，达到1.6亿元；近12个季度来，公司毛利率逐渐趋于稳定，近6个季度保持在20%左右。

2016年以来，公司加大新产品、新材料、新装备的研发，2018年研发投入达到0.2亿元，占营收3.3%。 公司2017年、2018年资本支出较之前几年显著增加，分别为3.9亿元与1.8亿元。

公司在研发能力、客户资源、成本控制以及管理能力方面拥有优势。

研发能力：公司掌握了音叉晶体谐振器产品切割、调频、烧结、压封和分选等主要工艺技术，并取得了一系列自主知识产权，为公司持续发展创造了有利条件。通过持续的研发投入，公司提升了生产效率，产品的市场竞争力不断增强。

客户资源：通过持续的科技创新和市场推广，公司2018年共有 17 款产品通过了MTK、华为海思、紫光展锐（展讯）等逾十家国内外知名应用方案商的认证。

成本控制：目前已经实现音叉晶体谐振器的自动化生产，并实现了从水晶毛块到晶振成品的全程自主生产，具有明显的规模优势和成本优势。

管理能力：在生产的精细化管理方面积累了有效经验，建立了完整系统的专业管理体系，拥有一批专业的技术研发和生产管理专业人才。

投资建议：晶振是核心基础元件，高端领域大陆公司份额较低，我们判断，大陆供应链上下游将一体化推动高端产品进口替代，建议关注大陆目前处于行业领先地位的泰晶科技和惠伦晶体，泰晶科技在产能规模、设备自制、自产比例、后续产能扩张潜力方面优势突出，有望受益显著。

1.什么是单片机，和微机相比较，它有什么优点？

2.请叙述51系列单片机的主要产品及其特点。

3.除51系列单片机外，常用的单片机还有哪些型号，各有什么优点？

4.单片机中常用的数制有哪些，它们之间相互如何转换？

5.计算机中常用的二进制编码有哪些，请分别予以叙述。

的原码、反码和补码分别是多少？

1.单片机主要应用在什么领域？

2. 89C51单片机包含哪些主要逻辑功能部件? 各有什么主要功能？

单片机EA端如何使用？

4.什么是机器周期、指令周期？89C51指令周期、机器周期和时钟周期的关系如

何？当主频为12MHz时，一个机器周期等于多少微秒？执行一条最长的指令需多少微秒？

5. 如何认识89C51存储器空间在物理结构上可划分为四个空间，而在逻辑上又

可划分为三个空间？各空间的寻址范围、寻址方式是什么？

有哪些主要的特殊功能寄存器，分布在哪里？

7.内部RAM低128B从功能和用途方面，可划分为哪三个区域？

内部RAM有几组工作寄存器？每组工作寄存器有几个工作寄存器？寄存器组的选择由什么决定？

的外部RAM和I/O口是如何编址的，如何寻址？

的程序存储器的寻址空间是多少，如何区别片内程序存储器和片外程序存储器的？

的位寻址区在哪里，位寻址空间是多少？

12.什么是堆栈，什么是SP，89C51的堆栈位于什么地方，复位后堆栈指针初值

是多少，一般将SP设置为多少？进栈、出栈时堆栈指针将怎样变化？

13.单片机包括哪两种复位方式，在单片机应用系统中为何需要系统复位，复位

后主要寄存器的状态如何？

石英晶振是利用石英材料的压电特性制成的石英晶体谐振器和石英晶体时钟振荡器，是一种电谐振元器件，通俗成晶振。石英晶体构成的谐振器其频率十分准确稳定度高，等十分突出的优点。

石英晶振广泛应用于各种电子产品中，此外还应用于为控制器集成电路、计算机主板、手机、通信网络、钟表等各个领域，起着至关重要的作用。

列如：PC主板使用了众多频率的石英晶振，时钟晶振14.318Mhz、实时晶振32.768Khz、声卡晶振24.576Khz，在单片机系统中也有晶振的身影，在单片机系统中晶振的作用非常重要，它为单片机内部电路提供必需的时钟频率，单片机的一切指令的执行都是建立在它的基础之上的，频率越高，单片机的运行速度也就越快。

石英晶振电路在数字系统电路中应用广泛，凡是需要脉冲信号源的电路都需要用到这种振荡器电路。

大量采用石英晶振电路的根本原因是石英晶振具有众多优点：一是振荡频率十分稳定(是RC振荡器电路所不及的)、二是有很高的的Q值、三是选频特性好。

是在晶片的两个极上加一电场，会使晶体产生机械变形。在石英晶片上加上交变电压，晶体就会产生机械振动，同时机械变形振动又会产生交变电场，虽然这种交变电场的电压十分微弱，但是其振动频率却是十分稳定。当外加交变电压的频率与晶片的固有频率相等时，机械振动的幅度将急剧增加，这种现象称为压电谐振。

晶振有无源晶振和有源晶振两种类型。无源晶振是两根引脚的无极性元件，需要借助于时钟电路才能产生振荡信号，自身无法振荡起来。有源晶振有4根引脚，是一个完整的振荡器，其中除了石英晶体外，还有晶体管和阻容元器件体积较大。

有源晶振有一个完整的振荡器，里面除了石英晶体外，还有晶体管和阻容元件。有源晶振不需要单片机(CPU)的内部振荡器，信号质量好，比较稳定，而且连接方式相对简单(主要是做好电源滤波)通常使有源晶振用一个电容和电感构成的PI型滤波网络，输出端用一个小阻值的电阻过滤信号即可，不需要复杂的配置电路。相对于无源晶体，有源晶振的缺陷是其信号电平是固定的，需要选择好合适输出电平，灵活性较差，价格相对较高。对于时序要求敏感的应用，还是有源的晶振好.

无源晶振--无源晶体需要用单片机(CPU)内的振荡器，在数据手册上有建议的连接方法。无源晶体没有电压的问题，信号电平是可变的，也就是说是根据起振电路来决定的，同样的晶体可以适用于多种电压，可用于多种不同时钟信号电压要求的单片机，而且价格通常也较低，因此对于一般的应用如果条件许可建议用晶体，这尤其适合于产品线丰富批量大的生产者。无源晶体相对于晶振而言其缺陷是信号质量较差，通常需要精确匹配外围电路(用于信号匹配的电容、电感、电阻等)，更换不同频率的晶体时周边配置电路需要做相应的调整。

喜欢的朋友支持转发和关注。