技术前沿：晶振——电子指挥家

技术前沿：晶振——电子指挥家

晶振概述

晶振一般指晶体振荡器。晶体振荡器是指从一块石英晶体上按一定方位角切下薄片（简称为晶片），石英晶体谐振器，简称为石英晶体或晶体、晶振；

而在封装内部添加IC组成振荡电路的晶体元件称为晶体振荡器。其产品一般用金属外壳封装，也有用玻璃壳、陶瓷或塑料封装的。

晶体全称为晶体振荡器，其作用在于产生原始的时钟频率，这个频率经过频率发生器的放大或缩小后就成了电脑中各种不同的总线频率。以声卡为例，要实现对模拟信号44.1kHz或48kHz的采样，频率发生器就必须提供一个44.1kHz或48kHz的时钟频率。如果需要对这两种音频同时支持的话，声卡就需要有两颗晶振。但是娱乐级声卡为了降低成本，通常都采用SRC将输出的采样频率固定在48kHz，但是SRC会对音质带来损害，而且现在的娱乐级声卡都没有很好地解决这个问题。

晶振一般叫做晶体谐振器，是一种机电器件，是用电损耗很小的石英晶体经精密切割磨削并镀上电极焊上引线做成。这种晶体有一个很重要的特性，如果给他通电，他就会产生机械振荡，反之，如果给他机械力，他又会产生电，这种特性叫机电效应。他们有一个很重要的特点，其振荡频率与他们的形状，材料，切割方向等密切相关。由于石英晶体化学性能非常稳定，热膨胀系数非常小，其振荡频率也非常稳定，由于控制几何尺寸可以做到很精密，因此，其谐振频率也很准确。根据石英晶体的机电效应，我们可以把它等效为一个电磁振荡回路，即谐振回路。他们的机电效应是机-电-机-电..的不断转换，由电感和电容组成的谐振回路是电场-磁场的不断转换。在电路中的应用实际上是把它当作一个高Q值的电磁谐振回路。由于石英晶体的损耗非常小，即Q 值非常高，做振荡器用时，可以产生非常稳定的振荡，作滤波器用，可以获得非常稳定和陡削的带通或带阻曲线。

晶振-主要参数

晶振-基本分类

晶体振荡器也分为无源晶振和有源晶振两种类型。无源晶振与有源晶振（谐振）的英文名称不同，无源晶振为crystal（晶体），而有源晶振则叫做oscillator（振荡器）。无源晶振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，所以“无源晶振”这个说法并不准确；有源晶振是一个完整的谐振振荡器。石英晶体振荡器与石英晶体谐振器都是提供稳定电路频率的一种电子器件。石英晶体振荡器是利用石英晶体的压电效应来起振，而石英晶体谐振器是利用石英晶体和内置IC共同作用来工作的。振荡器直接应用于电路中，谐振器工作时一般需要提供3.3V电压来维持工作。振荡器比谐振器多了一个重要技术参数：谐振电阻（RR），谐振器没有电阻要求。RR的大小直接影响电路的性能，因此这是各商家竞争的一个重要参数。

晶振-工作原理

计算机都有个计时电路，尽管一般使用“时钟”这个词来表示这些设备，但它们实际上并不是通常意义的时钟，把它们称为计时器(timer)可能更恰当一点。计算机的计时器通常是一个精密加工过的石英晶体，石英晶体在其张力限度内以一定的频率振荡，这种频率取决于晶体本身如何切割及其受到张力的大小。有两个寄存器与每个石英晶体相关联，一个计数器(counter)和一个保持寄存器(holdingregister)。石英晶体的每次振荡使计数器减1。当计数器减为0时，产生一个中断，计数器从保持计数器中重新装入初始值。这种方法使得对一个计时器进行编程，令其每秒产生60次中断(或者以任何其它希望的频率产生中断)成为可能。每次中断称为一个时钟嘀嗒(clocktick)。

晶振在电气上可以等效成一个电容和一个电阻并联再串联一个电容的二端网络，电工学上这个网络有两个谐振点，以频率的高低分其中较低的频率为串联谐振，较高的频率为并联谐振。由于晶体自身的特性致使这两个频率的距离相当的接近，在这个极窄的频率范围内，晶振等效为一个电感，所以只要晶振的两端并联上合适的电容它就会组成并联谐振电路。这个并联谐振电路加到一个负反馈电路中就可以构成正弦波振荡电路，由于晶振等效为电感的频率范围很窄，所以即使其他元件的参数变化很大，这个振荡器的频率也不会有很大的变化。晶振有一个重要的参数，那就是负载电容值，选择与负载电容值相等的并联电容，就可以得到晶振标称的谐振频率。一般的晶振振荡电路都是在一个反相放大器（注意是放大器不是反相器）的两端接入晶振，再有两个电容分别接到晶振的两端，每个电容的另一端再接到地，这两个电容串联的容量值就应该等于负载电容，请注意一般IC的引脚都有等效输入电容，这个不能忽略。一般的晶振的负载电容为15p或12.5p，如果再考虑元件引脚的等效输入电容，则两个22p的电容构成晶振的振荡电路就是比较好的选择。

晶振-功能作用

晶振在应用具体起到的作用，微控制器的时钟源可以分为两类：基于机械谐振器件的时钟源，如晶振、陶瓷谐振槽路；RC（电阻、电容）振荡器。一种是皮尔斯振荡器配置，适用于晶振和陶瓷谐振槽路。另一种为简单的分立RC振荡器。基于晶振与陶瓷谐振槽路的振荡器通常能提供非常高的初始精度和较低的温度系数。RC振荡器能够快速启动，成本也比较低，但通常在整个温度和工作电源电压范围内精度较差，会在标称输出频率的5%至50%范围内变化。但其性能受环境条件和电路元件选择的影响。需认真对待振荡器电路的元件选择和线路板布局。在使用时，陶瓷谐振槽路和相应的负载电容必须根据特定的逻辑系列进行优化。具有高Q值的晶振对放大器的选择并不敏感，但在过驱动时很容易产生频率漂移（甚至可能损坏）。影响振荡器工作的环境因素有：电磁干扰（EMI）、机械震动与冲击、湿度和温度。这些因素会增大输出频率的变化，增加不稳定性，并且在有些情况下，还会造成振荡器停振。上述大部分问题都可以通过使用振荡器模块避免。这些模块自带振荡器、提供低阻方波输出，并且能够在一定条件下保证运行。最常用的两种类型是晶振模块和集成RC振荡器（硅振荡器）。晶振模块提供与分立晶振相同的精度。硅振荡器的精度要比分立RC振荡器高，多数情况下能够提供与陶瓷谐振槽路相当的精度。

选择振荡器时还需要考虑功耗。分立振荡器的功耗主要由反馈放大器的电源电流以及电路内部的电容值所决定。CMOS放大器功耗与工作频率成正比，可以表示为功率耗散电容值。比如，HC04反相器门电路的功率耗散电容值是90pF。在4MHz、5V电源下工作时，相当于1.8mA的电源电流。再加上20pF的晶振负载电容，整个电源电流为2.2mA。陶瓷谐振槽路一般具有较大的负载电容，相应地也需要更多的电流。相比之下，晶振模块一般需要电源电流为10mA ~60mA。硅振荡器的电源电流取决于其类型与功能，范围可以从低频（固定）器件的几个微安到可编程器件的几个毫安。一种低功率的硅振荡器，如MAX7375，工作在4MHz时只需不到2mA的电流。 在特定的应用场合优化时钟源需要综合考虑以下一些因素：精度、成本、功耗以及环境需求。

晶振工作原理

石英晶体振荡器是利用石英晶体的压电效应制成的一种谐振器件，它的基本构成大致是：从一块石英晶体上按一定方位角切下薄片，在它的两个对应面上涂敷银层作为电极，在每个电极上各焊一根引线接到管脚上，再加上封装外壳就构成了石英晶体谐振器，简称为石英晶体或晶体、晶振。其产品一般用金属外壳封装，也有用玻璃壳、陶瓷或塑料封装的。

若在石英晶体的两个电极上加一电场，晶片就会产生机械变形。反之，若在晶片的两侧施加机械压力，则在晶片相应的方向上将产生电场，这种物理现象称为压电效应。如果在晶片的两极上加交变电压，晶片就会产生机械振动，同时晶片的机械振动又会产生交变电场。

在一般情况下，晶片机械振动的振幅和交变电场的振幅非常微小，但当外加交变电压的频率为某一特定值时，振幅明显加大，比其他频率下的振幅大得多，这种现象称为压电谐振，它与LC回路的谐振现象十分相似。它的谐振频率与晶片的切割方式、几何形状、尺寸等有关。

当晶体不振动时，可把它看成一个平板电容器称为静电电容C，它的大小与晶片的几何尺寸、电极面积有关，一般约几个皮法到几十皮法。当晶体振荡时，机械振动的惯性可用电感L来等效。一般L的值为几十豪亨到几百豪亨。晶片的弹性可用电容C来等效，C的值很小，一般只有0.0002～0.1皮法。晶片振动时因摩擦而造成的损耗用R来等效，它的数值约为100欧。由于晶片的等效电感很大，而C很小，R也小，因此回路的品质因数Q很大，可达1000～10000。加上晶片本身的谐振频率基本上只与晶片的切割方式、几何形状、尺寸有关，而且可以做得精确，因此利用石英谐振器组成的振荡电路可获得很高的频率稳定度。

计算机都有个计时电路，尽管一般使用“时钟”这个词来表示这些设备，但它们实际上并不是通常意义的时钟，把它们称为计时器可能更恰当一点。计算机的计时器通常是一个精密加工过的石英晶体，石英晶体在其张力限度内以一定的频率振荡，这种频率取决于晶体本身如何切割及其受到张力的大小。有两个寄存器与每个石英晶体相关联，一个计数器和一个保持寄存器。石英晶体的每次振荡使计数器减1。当计数器减为0时，产生一个中断，计数器从保持寄存器中重新装入初始值。这种方法使得对一个计时器进行编程，令其每秒产生60次中断（或者以任何其它希望的频率产生中断）成为可能。每次中断称为一个时钟嘀嗒。

晶振在电气上可以等效成一个电容和一个电阻并联再串联一个电容的二端网络，电工学上这个网络有两个谐振点，以频率的高低分其中较低的频率为串联谐振，较高的频率为并联谐振。由于晶体自身的特性致使这两个频率的距离相当的接近，在这个极窄的频率范围内，晶振等效为一个电感，所以只要晶振的两端并联上合适的电容它就会组成并联谐振电路。这个并联谐振电路加到一个负反馈电路中就可以构成正弦波振荡电路，由于晶振等效为电感的频率范围很窄，所以即使其他元件的参数变化很大，这个振荡器的频率也不会有很大的变化。

晶振有一个重要的参数，那就是负载电容值，选择与负载电容值相等的并联电容，就可以得到晶振标称的谐振频率。一般的晶振振荡电路都是在一个反相放大器的两端接入晶振，再有两个电容分别接到晶振的两端，每个电容的另一端再接到地，这两个电容串联的容量值就应该等于负载电容，请注意一般IC的引脚都有等效输入电容，这个不能忽略。一般的晶振的负载电容为15皮或12.5皮，如果再考虑元件引脚的等效输入电容，则两个22皮的电容构成晶振的振荡电路就是比较好的选择。

晶振在电路中的等效近似一个RLC电路。

RLC电路与lc电路类似，振荡频率均可以用以下公式表示：

电阻成分在其中类似阻尼，在振荡中会将能量快速耗尽。因此，晶振需要外界的连续激励。老式振荡器利用单只三极管组成colpitts振荡器。而在集成度高的手表电路中，激励电路常常使用反相器进行激励。

若是想要了解CMOS反相器之类是如何让一块矿石振荡，或许应该翻开一本模电教材，去深入了解相移负反馈之类的知识。总之，通过反相器的驱动，现在晶振输出便是一个不太美妙的方波了：

若想要将方波频率转换成以秒为单位的计时单位，还差一个元器件。时钟晶振常用的频率是32.768kHz，非整数频率是晶体体积与耗电量权衡的结果——若是频率高了，耗电量会大；若是频率低了，如手指般粗细的元器件可不适合手表。但为什么晶振频率不是例如40.000kHz之类的整数？

电子工程师使用一类很取巧的电路来完成频率除法。这是一个将“D-触发器”用作“计数器“（这是个专有名词，与手表无关）时的应用。

假设给入32.768kHz的时钟，输出端（Q）将正好是输入时钟的二分之一，如图：

Q反向端与D短接，可从真值表看出状态。

- 上电初始。clk，D，Q，NOTQ（Q上一横）都是0。

- 时钟（clk输入）第一个上升沿（从0变成1）。

- 因为D和Q都是0，因此参考真值表的第四条，NOTQ变成1，因此D也变成1.

- 时钟下降沿。什么也没有发生。

- 时钟上升沿。由于D是1，此时参考第三条，Q变成1.

- 时钟下降沿。什么也没有发生。

- 又是一个时钟上升沿，由于Q是1，NOTQ和D变成0，但Q保持在1.

- 时钟下降沿。什么也没有发生。

- 时钟上升沿，由于D变成0了，Q被拉低至0，NOTQ再次被拉高——

- 如此往复。

D触发器做分频的好处是可以（近乎）无限串联，缺点是只能以二进制分频（它不是PLL，没有如此高级的功能）

对于32.768KHz晶振而言，若是想要分频至准确的1秒（1Hz），则需要串联15个D触发器。易得2^15等于32768对应晶振的频率，这也是为何不取40.000KHz做振荡器的缘由。

基频晶振和泛音晶振

晶振的振动就像弹簧；晶体的振动频率和石英晶体的面积、厚度、切割取向等有关。越长的抖得越慢；越粗的抖得越慢；越软的抖得越慢；不过，太短太细太硬的抖不起来。

晶振是机械振动，具有机械振动的特征：形状、几何尺寸、质量等，决定振动频率。

晶振普遍由石英材质或者陶瓷材质加上内部的晶片组合而成，而晶振的频率大小取决于晶片的厚度影响。首先，在制作工艺来讲，晶片大小以及晶片厚薄与晶振的频率密切相关，一般来说，石英晶振的频率越高，需要的石英晶片越薄。比如40MHz的石英晶体所需的晶片厚度是41.75微米，这样的厚度还算可以做到，但100MHz的石英晶体，所需的晶片厚度则是16.7微米。即使厚度可做到但损耗非常高，製成成品後輕輕一跌晶片就碎裂。所以一般在高频的晶体就要采用三次泛音、五次泛音、七次泛音的技术来达到了。比如基频为20MHz的晶体，五次泛音之后就可以得到100MHz的晶体。一般以经验来讲，40MHz以下基本都是基频晶振，而40MHz以上，则是泛音晶振了。

因此，我们不难理解，为什么很多有源晶振频率基本都算高频的，并且成本也相对比较贵，有源晶振的成本除了内部晶片较薄以外，再就是自身有加一个振荡片。

那么，基频晶振和泛音晶振在使用上又会有什么不同？两者在使用上肯定是有区别的，比如基频的晶体，只需要接入适当的电容就可以工作，而泛音晶振则需要电感和电容配合使用才可振出泛音频率，否则就只能振出基频了。

泛音晶振简介：石英晶振是采用石英晶片制成的，而不同频率的石英晶振对应的石英晶片的大小、厚薄是不一样的，一般来讲，石英晶振的频率越高，需要的石英晶片越薄。比如40MHz的石英晶体所需的晶片厚度是41.75微米，这样的厚度还算可以做到，但100MHz的石英晶体，所需的晶片厚度则是16.7微米。即使厚度可做到，但损耗非常高，制成成品后轻轻一跌晶片就碎裂。所以一般在高频的晶体就要采用三次泛音、五次泛音、七次泛音的技术来达到了。

比如基频为20MHz的晶体，五次泛音之后就可以得到100MHz的晶体。一般以经验来讲，40MHz以下基本都是基频晶振，而40MHz以上，则是泛音晶振了。

两者在用法上也是有一定的区别的，比如基频的晶体，只需要接入适当的电容就可以工作，而泛音晶体则需要电感与电容配合使用才可振出泛音频率，否则就只能振出基频了。

晶振有重要性

晶振，全称晶体振荡器，它能够产生中央处理器（CPU）执行指令所必须要的时钟频率信号，CPU一切指令的执行都是建立在这个基础上的，时钟信号频率越高，通常CPU的运行速度也就越快。 凡是包含CPU的电子产品，其中至少含有一个时钟源，哪怕我们在电路板中看不到实际的振荡电路，那也是晶振在芯片内部被集成，往往被人们称之为电路系统的心脏。一旦心脏停止跳动，整块电路板可能出现瘫痪的状况。因此晶振的质量问题是很多厂商放在第一位的最终抉择的考虑基础！所以很多客户对日系晶振有了十足的信任感，近年来台系的TXC晶振在国内厂商也有了较高的重视度。

晶振质量的好坏由什么决定了？一般晶振手册会提到如下参数，这些参数决定了晶振的品质：

1、 晶振工作频率：

晶体元件规格书中所指定的频率，也是工程师在电路设计和元件选购时首要关注的参数。晶振常用标称频率在1～200MHz之间，比如32768Hz、8MHz、12MHz、24MHz、125MHz等，更高的输出频率也常用PLL（锁相环）将低频进行倍频至1GHz以上。我们称之为标称频率。

2、 老化率（aging）

输出信号的频率不可避免会有一定的偏差，我们用频率误差（Frequency Tolerance）或频率稳定度（Frequency Stability），用单位ppm（百万分之一（parts per million）或ppb（十亿分之一（parts per billion），是相对标称频率的变化量，此值越小表示精度越高。比如，12MHz晶振偏差为±20ppm，表示它的频率偏差为12×20Hz=±240Hz，即频率范围是（11999760～12000240Hz）。

在实际环境中，频率偏差总是随时间推移不断增加，我们称之为老化率。例如在25摄氏度的恒温环境中，晶振固定漂移量为5ppb/天，我们称之为老化率为5ppb/天。

3、 温度稳定性（temprature stability）

晶振是一个对温度敏感的器件，温度稳定性表示在特定温度范围内，工作频率相对于基准频率的偏离，它的单位也是ppm或ppb。例如晶振的温度稳定性为5ppm/天，代表环境温度在一定范围内变化时，晶振的频率稳定度为5ppm/天。

在厂商测试时，温度的变化范围遵循一定的测试模板，如下是一个典型的测试模板：

1）25摄氏度测试4小时；

2）以1.5度/分钟的速度从25度提升至35度；

3）35度测试4小时；

4）以1.5度/分钟的速度从35度下降至25度；

5）重复第一步

晶振厂商也可能有其他的测试模板，具体可与厂商咨询。

对于专业的时钟同步设备，普通温补晶振（TCXO）的性能指标已经无法满足高精度同步的需求，恒温晶振（OCXO）、双恒温槽的高稳晶振、铷钟等产品便是设备的标配。

常见的几个晶振工作不稳定问题归纳：

1、元件选型与MCU不匹配

例如：你用的MCU是需要搭配一个负载电容为6PF、标称频率为32.768KHz的晶振，结果你却选用负载电容为12.5PF的，这样负载电容参数不对肯定导致不起振。

解决办法：你要与MCU原厂确认并换成符合要求的规格型号就OK。

2、也许是内部晶片破损导致不起振，这个可能是运输或者使用过程中的跌落、撞击等因素造成。

解决办法：换一个新的晶振。在运输包装过程中要增加点泡沫材料，包厚一点来增加缓冲，避免暴力装运而损坏;生产制作过程中避免跌落、重压、撞击等现象发生。

3、也许是振荡电路不匹配导致晶振不起振。影响振荡电路的三个参数：频率误差、负性阻抗、激励电平。

解决办法：

3.1频率误差太大，导致实际频率偏移标称频率从而引起晶振不起振，需要更换合适PPM值的元件。

3.2当负性阻抗过大，可以将晶振外接电容Cd和Cg的值调大来降低负性阻抗;

3.3当负性阻抗太小，则可以将晶振外接电容Cd和Cg的值调小来增大负性阻抗。

3.4激励电平过大或者过小时，通过调整电路中的Rd的大小来调节振荡电路对晶振输出的激励电平。通常来说激励电平越小越好，除处理功耗低之外，还跟振荡电路的稳定性和晶振的使用寿命有关。

一般来说，注意晶体的各参数，选择合适的PPM值的元件，调整负性阻抗过（一般负性阻抗值应满足不少于晶振标称最大阻抗3-5倍），通过调整Rd就能解决一大部分不起振的问题。

4、可能是晶振本身品质问题，当晶振在生产制造过程中有杂质或尘埃污染了晶片，也会导致晶振不起振；或者晶振的水晶片镀电极制程中受空气中尘埃、金银残渣留在电极上，也有可能导致晶振不起振。

解决办法：更换其它品牌的晶振。在选择供应商的时候需要注意考察厂商的设备、车间环境、工艺及制程能力，良好的设备、洁净的环境、严谨的工艺制程能力是产品品质的有力保证。

5、晶振封装气密性不良，出现漏气现象会导致不起振。晶振在制程过程中要求抽真空后并充满氮气，如果出现压封不良氮气就会泄漏;造成漏气的原因有可能是在焊接过程中剪脚时产生了机械应力所致。

解决办法：用一新晶振替换。在生产和焊接过程中规范作业，避免人为损坏器件。

6、焊接时温度控制不当（温度过高或时间过长），导致晶振内部材料电性能参数劣化而引起晶振不起振。比如以32.768KHz直插型为例，错误使用了178°C熔点的焊锡，导致晶振内部的温度会超过150°C，致使晶振内部材料特性劣化而不起振。

解决办法：焊接制程过程中一定要规范操作，对焊接时间和温度的设定要符合晶振的要求。比如手工焊接晶体引脚时，控制温度在280°C下5秒以内或者260°C以下10秒以内。强调操作员不要在引脚的根部直接焊接，这样都可以减少晶振特性的恶化或者不起振的现象。

7、晶振储存或使用环境不适当，在高温/低温或者高湿度等条件下长时间使用或者保存，可能会引起晶振的电性能恶化导致不起振。

解决办法：要求在常温常湿的条件下使用、保存，避免晶振或者电路板受潮。

8、MCU质量问题、软件问题也有可能导致晶振不起振。

解决办法：选择正品渠道货源，特别是目前缺芯环境下注意甄别翻新货、拆机货、贴牌货等。另外MCU烧录程序不正确也会导致晶振不能起振，那你只有找软件工程师了。

9、晶振受EMC问题干扰会导致不起振。

解决办法：通常有金属壳封装的晶振在抗电磁干扰上优于陶瓷封装的晶振，如果电路板EMC较大，要优先选用金属封装的。另外，Layout时晶振下面不要布信号线（特别是射频信号线），让晶振尽量远离干扰源。

10、设计与生产过程中避免导致晶振不起振晶振的建议：

10.1、在PCBLayout时，晶振电路的走线尽可能的短且直，与MCU尽量靠近。这样可降低线路中的杂散电容对晶振的影响。

10.2、PCBLayout时，避免在晶振下面走信号线，以免对晶振产生电磁干扰，从而导致振荡电路工作不稳定。

10.3、当你的PCB板面积比较大时，晶振不要选择设计在正中间，尽量靠边偏一点。这是因为PCB板变形产生的机械张力中部会更大，在中部晶振受力也大，可能出现不良。

10.4、当你的PCB板面积比较小时，那么建议晶振设计位置不要紧靠办沿，而应尽量往中间靠。这是因为在分板的时候产生的机械张力会对晶振有影响，可能产生不良，往中间点靠后板边会留出一些面积敷上地围住晶振，可以减少辐射超标。

10.5、晶振元件选型时，注意规格型号，避免选择的尺寸或者指标不常用，导致供货渠道少、批量供货周期长而影响生产，而且在价格上也会处于被动。

10.6、加工过程中，一般不建议用超声波清洗带有晶振的电路板，避免共振损坏晶振。

根据CS&A 数据，2019年全球前十大晶振企业掌握约64%的市场份额，其中前三大企业为日本爱普生（Epson）、日本电波（NDK）以及台湾晶技（TXC），分别占11.7%、11%、9.2%的市场份额。

在全球前十大晶振企业中，包括爱普生（Epson）、日本电波（NDK）、京瓷（KCD）、大真空（KDS）、村田（Murata）五家日本企业，晶技（TXC）、加高电子（Harmony）、鸿星（Hosonic）三家台湾企业和微芯（Microchip）、SiTime两家美国企业。

国内企业方面，在晶振领域较为领先的企业有泰晶科技、惠伦晶体、东晶电子等。其中，泰晶科技为国内产值最大的晶振企业，其2020年实现营业收入6.3亿元（约合0.97亿美元），根据整体市场规模为28.29亿美元推算，市占率约为3.4%。

35家主要晶振企业盘点

全球石英晶体元器件厂家主要在日本、美国、中国台湾地区及中国大陆。观察得知，日本是国际石英晶体谐振器的传统制造强国，无论是在产品技术、还是设备、检测等方面，日本厂商均加大了升级速度，在中高端应用领域实行了排他性的相对技术垄断，具备较强的规模效应和技术优势。而美国厂商主要针对美国本土及部分专项市场，供求渠道较为稳定，产品单位价值较高。

2013年以后，日本厂商受原材料和人力资源成本上升，将中低端业务逐步转移至中国地区；加之中国台湾、中国大陆等厂商产能扩张等因素，日本晶振的市场份额已经由2011年的60%下降到50%以下。

在中国本土市场，台湾地区厂商发展迅速，产品更新速度快，2017 年已经占据了全球约24.3%的市场份额，竞争实力在短时间内也无法撼动。大陆企业起步较晚，核心生产设备依赖外购，产品主要应用于消费类电子和小型电子领域。

不过可喜的是，近年来在国产替代的热潮下，大陆晶振厂商凭借成本优势迅速发展，成长率显著高于其它国家或地区。(以下企业排名不分先后，欢迎评论区补充)

日本（8家）：

1.爱普生Epson Toyocom

2005年10月，日本Epson公司旗下的Seiko Epson与Toyo Communication的石英晶体部门合并成立EpsonToyocom。目前，公司为全球最大的石英晶体供应商，技术发展处于领先地位，产品覆盖石英材料、基座以及精微化、高精度、高品质频率产品。其生产的32.768khz称霸晶振行业，主要应用于手机车载电子等产品。

官网：www5.epsondevice.com/en/

2.日本电波NDK

日本电波工业株式会社为石英晶体谐振器行业知名跨国企业。NDK从1949年开始石英晶体谐振器的制造、销售，1958年成功实现人工水晶培育产业化，目前在日本本土、中国大陆、马来西亚、美国设有工厂和销售网络。NDK晶体的特点是频率稳定性强。

官网：www.ndk.com

3.大真空KDS

全称日本大真空株式会社，成立于1951年，全球三大晶振制造商之一。产品比较齐全，包括石英晶体谐振器、振荡器、滤波器、光学元件等，其制造工厂主要分布在日本本土、中国大陆、中国台湾、泰国、印度尼西亚等地。

官网：www.kds.info

4.精工（SII）

精工电子（SII）是一家著名的日本制表公司，始创于1881 年。其将石英技术广泛运用到多功能数字显示式腕表和超薄时装腕表等产品中，在音叉晶体谐振器领域拥有较强的研发能力。

官网：www.sii.co.jp/en/

5.西铁城Citizen

西铁城前身是成立于1918 年的尚工舍时计研究所，日本西铁城公司主要是做手表，时钟产品类的，但是其中国分公司主要以生产石英晶体、表晶32.768KHZ系列为主。主营：水晶振动、音叉型水晶振动子、帯水晶振动子等。

6.京瓷KyoceraCrystal

京瓷晶振，最初为一家技术陶瓷生产厂商。京瓷提供各种实现高密度封装的超小型温补晶振，可用于对频率稳定性要求极高的智能手机、GPS模块等IoT设备，还提供超高精度温补晶振以满足通信基站的需求。

官网：www.kyocera.com.cn

7.日本大河RIVER

日本大河石英晶振成立于1949年,主要生产小型石英晶体、贴片晶振、有源晶振等频率元件，SMD表贴型小型元器件为行业领先地位。

8.村田MURATA

村田晶振，日本一家电子零件专业制造厂生产，其总部设于京都府长冈京市。主营：陶瓷电容器、陶瓷晶振、陶瓷滤波器、陶瓷振荡子、高频零件、感应器等。

官网：www.murata.com

中国台湾（9家）：

9.台湾晶技TXC

晶技成立于1983年，是台湾最大的专业频率控制元件制造商，主要从事插件式（DIP）和表面贴装式（SMD）石英晶体系列产品的研发、设计、生产与销售。其产品包括石英晶体谐振器、石英晶体振荡器、身表面波元件、时间模组等。

官网：www.txccorp.com

10.希华晶体Siward

希华晶体科技股份有限公司成立于1988年，是台湾较大的石英晶体谐振器制造商，产品包括人工水晶、石英晶体、晶体振荡器、晶体滤波器、温度补偿型及电压控制型产品等，应用领域包括收发器、移动电话、卫星通信、GPS、微型计算机、家电等。

官网：www.siward.com.tw/en/

11.鸿星Hosonic

鸿星电子股份有限公司于1979年成立，全球从事石英频率控制元件的重要制造商

之一，致力于直插晶体与贴片石英晶体系列产品的研发、设计、生产与营销，产品应用于手机、网路通讯等。

官网：www.siward.com.tw/en/

12.加高晶振Harmony

加高电子(H.ELE.)1976年成立于台湾，提供石英晶体和晶体振荡器的生产和销售。

官网：www.hele.com.tw

13.泰艺Taitien

泰艺电子成立于1989年3月，前身为泰电电业股份有限公司电子部，是一家专业石英频率控制组件制造商。产品包括石英晶体、石英振荡器、压控石英振荡器、温度补偿石英振荡器等，产品应用于汽车产业、消费性电子、信息产业、通讯产业等。

官网：www.taitien.com

14.台湾嘉硕TAISAW

台湾嘉硕科技成立于1997年11月，于2001年6月增加销售体波石英组件相关产品，于2009年投资TFE (Wu-Xi)，增加OCXO产品线。

官网：www.taisaw.com/en/

15.玛居礼 Mercury Electronic

玛居礼电波工业(股)公司已有40年历史，是台湾第一家生产制造石英晶体的厂商。主要产品有石英晶体、石英振荡器、石英滤波器、高端振荡器等。

官网：www.mercury-crystal.com

16.台湾友桂

友桂电子于1995年在台湾创立，在台中加工出口区拥有5000 平方公尺的生产工厂，主力产品有石英晶体谐振器、石英晶体振荡器、石英晶体滤波器，2020预计营收为35百万美元。

官网：www.yoketant.com.tw

17.台湾安碁科技

安碁科技成立于公元1990年，主要从事石英组件产品的研发、制造及销售。在美国与中国大陆均设有据点。

官网：www.aker.com.tw

欧美（8家）：

18. 瑞士微晶（MicroCrystsl）

瑞士微晶成立于1978 年，是瑞士Swatch集团旗下的一家晶体制造企业，在瑞士、泰国和中国分别设有工厂。瑞士微晶为世界微型晶体系列、实时时钟，晶体振荡器和OCXO 的领先制造商，产品主要应用领域有移动电话、消费类产品、计算机、汽车电子、钟表及其他计时装置、工业控制以及医疗植入设备等产品。

官网：www.microcrystal.com

19.SiTime

SiTime是MegaChips公司的独立子公司，致力于用可取代传统石英产品的硅MEMS计时解决方案，MEMS硅晶振系列包括普通单端振荡器、差分振荡器、压控振荡器(VCXO)、低功耗振荡器、温补振荡器(TCXO)、扩频振荡器、时钟发生器。

官网：www.sitime.com

20. Diode-Pericom/Saronix

Diodes公司为高质量应用特定标准产品全球制造商与供货商,生产石英晶体振荡器(CXO)、VCXO/TCXO/VCTCXO、Xtals/石英晶体等。

官网：www.diodes.com

21.PDI

PDI Crystal是美国领先的频率元件制造商,并在1989年已经是专注生产PDI温补晶振、石英晶体振荡器、贴片晶振、恒温晶振控制设备的主要供货商,主要应用于军工和航天。目前在中国南京有制造工厂，中国香港为亚太区的销售中心。

22.FOX

福克斯晶振是美国领先的晶体元件供应商,是一家中小型家族企业,成立于1979年,专业提供FOX石英贴片晶振、有源振荡器等。FOX Crystal超过300多种类型。

官网：https://foxonline.com/

23.ECS

美国ECS晶振集团，在国际上已历经了38年的业务。提供创新、先进的贴片晶振、温补晶振频率控制组件解决方案。

官网：https://ecsxtal.com/

24.Raltron

Raltron是国际知名品牌，成立于1983年，总部位于佛罗里达迈阿密。主要生产从简单的音叉晶振、到高精度的恒温晶振。

官网：www.raltron.com

25.锐康RAKON

RAKON总部在新西兰，产品包括谐振器、OCXO、TCXO、VCXO、OCSO等。主要应用于电信、物联网、国防解决方案、太空解决方案。

官网：www.rakon.com

中国大陆（10家）：

26.惠伦晶体

广东惠伦晶体科技股份有限公司成立于2002 年，是一家专业研发、生产和销售新型表面贴装石英晶体谐振器、振荡器、热敏电阻的国家级高新技术企业。公司于2015 年5 月15日在深圳证券交易所创业板上市，已成为国内表面贴装式压电石英晶体元器件行业龙头企业之一。

官网：www.dgylec.com

27.湖北泰晶

泰晶科技是一家专业从事石英晶体类电子元器件及其设备研发、生产的高新技术企业。公司核心产品为各型号音叉晶体谐振器和SMD高频晶体谐振器。公司不仅独立研发生产设备，并自主生产高频晶片、基座、上盖等主要原材料。值得一提的是，公司从2011 年开始布局光刻工艺研发，目前已经成功使用双面光刻工艺，将超过3000 颗的“2012”型号晶体谐振器集成至3寸的晶圆上。

官网：http://www.sztkd.com/

28.中电熊猫CEC

公司研发生产的产品类别涵盖晶体谐振器、热敏晶体、普通振荡器、压控振荡器、

温补振荡器、恒温振荡器、滤波器等全系列频率器件。

官网：http://www.cecxtal.com/

29.晶源电子

晶源电子是“清华紫光”旗下芯产业群中的一员，是母公司“紫光国微”下属专业从事晶体频控器件研发生产的子公司。自1990创立以来，一直专注于压电晶体频率器件及单晶材料加工的研发与生产。公司产品涵盖：DIP谐振器、SMD谐振器、SMD时钟振荡器、VCXO、TCXO、OCXO及LED蓝宝石衬底、窗口片等26大类6000多个品种。

官网：www.jingyuan.com

30.浙江东晶电子

浙江东晶电子股份有限公司是专业从事石英晶体元器件产品的研发、设计、生产与销售，拥有全自动生产线80条，主要产品石英晶体谐振器，年生产能力达12亿

只。

官网：www.ecec.com.cn

31.应达利

应达利电子股份有限公司于1995年在深圳成立，是一家集专业研发、生产和销售

石英晶体谐振器、振荡器等晶体产品、设备于一体的综合性外资企业。

官网：www.interquip.com

32.天奥电子

成都天奥电子股份有限公司成立于2004年1月，于2018年9月3日在深圳证券交易所上市。公司从事时间频率产品、北斗卫星应用产品的研发、设计、生产和销售，拥有国家企业技术中心，是拥有多项专利和核心技术的高新技术企业。主要产品包括原子钟、晶体器件、频率组件及设备、时频板卡及模块、时间同步设备及系统等。

官网：www.elecspn.com

33.晨晶电子

北京晨晶电子有限公司前身是国营第七O七厂，始建于1958年，2000年转制成为公司，是国内建立较早、规模较大的压电晶体元器件制造商。主要从事石英晶体元器件以及MEMS惯性器件的研发、生产，拥有完备的生产、检测、筛选、试验设备。

官网：www.china707crystal.com

34.北京康特电子

北京康特电子股份有限公司致力于高精密、高品质的石英晶体元器件、半导体激光器、热电堆红外温度传感器、热释电红外传感器、压力传感器、温度传感器及温湿度传感器的研发、设计、生产与销售。

官网：www.candor-co.com

35.晶峰科技

深圳市晶峰晶体科技有限公司创立于1994年, 是一家专业从事高精度、超微型及特殊型石英晶体谐振器、滤波器及多功能振荡器研发、生产和销售的深圳市高新技术企业，月产能达3000万只。

官网：www.szjf.com