一、5G万物智联时代到来

近年来,我国大力发展5G通信技术。并且在5G领域已取得全球领先优势。5G技术融合边缘计算、云计算、、、大数据等数字技术,为经济社会的数字化转型提供新路径,深刻影响着中国数字化转型进程,带动中国经济增长。

5G网络高速率与低时延的特点衍生出了物联网、自动驾驶、VR等各种应用场景,这些场景必须需要有高精度频率和高精度时间的同步网进行支撑,才能实现端到端小于1ms的时延,因此需要建设大量的5G基站。根据最新的《2020中国5G经济报告》,截至2021年9月底,我国累计开通5G基站超115万个,未来十年内合计将达到500-600万个,若加上5G小微站等多样基站站型,整体基站数量更将达到几千万套以上。这些基站中包含了大量的半导体基础元件,包括被称为电子设备心脏的半导体基础元器件——石英晶振。

二、石英晶振——信息产业之“盐”

石英晶振作为选频与稳频的基础元器件,在数字电路中提供时间基准与频率同步,是电子设备不可或缺的重要元件,被比喻为电子工业的“盐”。随着5G通信技术的发展,石英晶振广泛应用于5G网络通信、车用电子、工业控制、人工智能、医疗器械、物联网等领域,提供精准的基准时钟信号和接收信号,保障5G网络的高速稳定运行,是5G技术中最核心的基础元器件之一,被称为“信息产业之盐”。5G网络的高可靠性、超低延时等特点对晶振高频频率、高稳定性、多输出、低相噪等众多指标提出了更高要求,晶振一直朝着向小型化、高精度、高频率、高稳定度的方向发展,以满足5G网络的需求。

从5G终端设备的角度来看,每一个电子穿戴设备约用到1-2只石英频率元件,每一部手机里约用到7只,每一台设备约用到5-10只,每一辆新能源汽车里约用到100只,仅需粗略估算,近几年内对石英晶振的需求就达到从十几亿只到几千亿不等的巨大需求量级。中国电子元件行业协会压电晶体分会预测到2025年,压电晶振行业年复合增长率将达到20%,迎来新的需求高峰和不可多得的历史机遇期。

三、万物智联时代“带盐人”

过去,国内高端石英晶体产品主要依靠进口,在国内领先的综合性半导体上市企业紫光国微(002049)旗下国芯晶源以为代表的国内石英晶振企业的带领下,国内的石英晶振产业正在向高端加速蜕变,成为5G万物智联时代“带盐人”。国芯晶源是紫光国微旗下石英频率元器件核心产业公司,是国内90年代第一批进入石英晶体元器件领域的企业,长期致力于石英晶体元器件关键技术研发,在河北玉田产业基地建有产品研发实验线、多个产品开发中心和制造产线,深耕于小型及高稳定石英晶体元器件技术的研发,实现石英晶体元器件完全自主生产,具备晶片加工、成品组装到产品测试全流程生产能力,是国内为数不多掌握全系列石英频率器件加工技术的企业,在国内超稳晶体行业名列前茅。

国芯晶源的创新能力获得了行业、国家的广泛认可,拥有国家高新技术企业、省国际科技合作示范企业、省级制造业单项冠军企业、省数字经济创新发展示范企业等荣誉资质,建有省级企业技术中心、省级工业设计中心、省级产业技术研究院、省级工程实验室及实验中心等诸多研发、设计平台,拥有百余项专利和多项专有技术,主持或参与制定了多项国家、行业及团体标准,,在今年工信部公布的第二批第一年建议支持的国家级专精特新“小巨人”企业名单中,唐山国芯晶源凭借30多年来在压电晶体频率元器件领域的技术积累和创新能力成功入选,2022年底,更被工信部认定为国家企业技术中心,融入国家发展创新体系。

据了解,国芯晶源产品涵盖DIP谐振器、SMD谐振器、SMD时钟振荡器、VCXO、TCXO、OCXO等26大类6000多个品种,具备晶片加工、成品组装到产品测试封装自主生产能力, 2019年度共销售晶体元器件3.3亿件,65%以上出口到美国、德国、韩国、港台等国家和地区,是众多国际知名企业直接配套供应商、国内头部通信设备厂商频率元器件国产化发展和“新基建”主力供应商。

国芯晶源的成功,是30年磨一剑的厚积薄发,其自成立以来经过多个重要发展阶段,从2010年开始,国芯晶源就遵循内生式+外延式发展战略,面对5G、大数据、人工智能等行业大发展带来的机遇与挑战,密切跟踪市场需求,充分发挥技术、人才方面的优势,积极对接国内重要通讯厂商频率组件国产化需求,为客户提供优质的产品解决方案及服务,并积极开拓集成电路产业链上下游市场,推动业务规模和市场地位迈上了新台阶。

为了抢占5G带来的晶振需求先机,国芯晶源持续推进5G终端用高基频晶体和小型化晶体、5G通讯用OCXO1409恒温振荡器和小型化VCXO振荡器等新品的开发,网络通讯用恒温振荡器(OCXO)及其配套的高稳定度SC-CUT晶体和SC-Cut晶片等新产品的产能进一步提升。其中,“年产7800万件5G通信终端用石英谐振器产业化”和“5G通信设备用小型化OCXO及专用IC研发科技成果转化”项目取得丰硕成果,研发出了适用5G通讯的2016型、1612型等小型化石英晶振产品。这两款产品采用了国芯晶源自主研发的计算机建模技术进行设计,使用了微米级工艺控制技术,解决了石英晶振的小型化带来的有害振动问题,在实现小型化、薄型化、低相噪的同时,扩大了工作频率范围,提高了工作精度和稳定度,充分满足5G基站、手机和智能化、数字化电子整机对石英晶振的需求。

除了外延发展以外,随着紫光集团重整成功,在紫光集团协同发展的整体战略规划支持下,通过与集团内包括紫光展锐、新华三等相关企业展开协同合作,将能够帮助晶源突破产能瓶颈,打开更大市场空间。

除此以外,在当前特种产品行业需求巨大的市场环境下,特种集成电路市场高速增长,带动上游特种集成电路市场高速增长,国芯晶源凭借自身强大的技术创新研发实力,也在推动着推动特种集成电路元器件和材料产业的发展和进步,其产品还适用于特种领域,如OSC-高铁机车控制单元、晶体谐振器-高铁信号装置应用于城际高速铁路;OSC/晶体振荡器-充电装置应用于新能源充电桩;OSC/晶体振荡器应用于人工智能、工业互联网、大数据中心领域等等。

四、快速发展 未来可期

目前,国芯晶源已经驶进第4个十年发展期,迈入创新与超越发展阶段,公司先后承担和实施了多项省级战略性新兴产业发展专项、省级重大科技成果转化专项,目前是众多国际知名企业直接配套供应商、国内头部通信设备厂商频率元器件国产化创新和“新基建”主力供应商,公司小型化产品达到国际先进,高频化产品填补了国内空白,高精度产品做到行业引领。

国芯晶源总经理徐建民在接受采访的时候表示,国芯晶源将紧紧把握数字经济发展机遇,在技术层面,突破Q-MEMS超高频光刻技术、超小型SMD石英晶体谐振器、SMD型KHz石英晶体谐振器等关键核心技术,补短板、填空白、满足关键频率元器件国产化需求,规划建设时钟晶体振荡器、TSX热敏晶体等产业化项目,满足新增应用场景需求。并持续拓展TWS、IoT、穿戴设备、应用场景配套用超微型晶振,网络设备、基站通信用超高频晶振,汽车电子(智能驾驶)、网络通信和导航设备用超稳定晶振等,预计未来5年内产值规模年复合增长率(CAGR)将达30%以上。

五、核心基础元器件整体提升的重要意义

电子元器件是支撑信息技术产业发展的基石,也是保障产业链供应链安全稳定的关键。国家“十四五”规划提出,要发展战略性新兴产业,加快发展核心基础元器件,推动先进基础元器件发展;工信部《基础电子元器件产业发展行动计划(2021-2023年)》指出,加快电子元器件及配套材料和设备仪器等基础电子产业发展,对推进信息技术产业基础高级化、产业链现代化,乃至实现国民经济高质量发展具有重要意义。国芯晶源在石英晶振这一基础元器件技术上的精进突破,填补了国内高性能石英晶振研发生产的空白,对于我国核心基础元器件的整体提升具有重要意义。