石英元件公司，晶技(3042.TW)

台灣和南韓人均GDP已經和日本差不多了，不少行業競爭力已經和日本平行，甚至超越。這邊就來簡單理解一下石英元件公司，晶技。石英元件算是電子行業的基礎元件。

晶技，為一專業之頻率控制元件供應商，自 1983 年成立以來，始終致力於石英元件系列產品 之研發、設計、生產與銷售，專事生產高精密、高品質之石英晶體(Crystals Units)、石英振盪器 (Crystal Oscillators)等頻率元件系列產品，相關產品均可廣泛使用於行動通訊、電信、資通訊及儲存 運算設備、物聯網(IoT)、智能家庭、人工智慧、高效能運算卡、醫療、各類型連接技術、汽車電子、 電動車等應用市場。

石英產業是各項電子產業的基礎產業，不論是低階或高階電子產品，其負責邏輯運算、硬體驅動、記憶體配置及讀寫、與程式執行之微處理器電路，皆需要一個至數個固定時脈信號，以作為上述各項任務排列於時間順序上之參考依據。凡資訊用品、行動電話及通訊設備均需利用到此項元件，以期進行頻率及時脈控制與過濾雜訊，使得產品能正常運作，

石英具有壓電效應、溫度係數小、低損耗等特性。所謂「壓電效應」是指可以外加電壓在晶片兩側來產生電場，使晶體本身產生變形，由於晶體的切割面受到機械應力的作用，晶體兩側會產生電位差，而形成壓電效應，所以當我們加上交流電壓於晶體上後，利用石英的壓電效應來產生循環的晶片振盪。所以掌握這種壓電效應，利用其發生共振頻率的特性，發揮其精確程度作為各類型頻率信號的參考基準，就是石英元件的設計與應用。

因為石英晶體具有很高的材料 Q 值，所以絕大部份的頻率控制元件，都以石英材料為基礎。廣泛應用在資通訊及消費性電子產品中，成為資通訊產品不可或缺之關鍵被動元件。尤其通信產品中機動性強之個人攜帶式通信產品，諸如行動電話、衛星定位接收器等，對作業溫度相對安定及具補償功能之要求更加嚴謹，因此更突顯石英元件之重要性。

石英元件產品主要包括石英晶體（Crystal Unit 簡稱 X’TAL）、石英濾波器（Monolithic Crystal Filter 簡稱 MCF）及石英振盪器（Crystal Oscillator 簡稱 OSC）等三類產品。其中石英晶體係將電能轉換成機械能或將機械能轉換成電能之機能零件，石英濾波器主要功能為高低頻轉換及過濾雜訊，上述二者屬被動元件；而石英振盪器係將石英晶體與附振盪迴路設計之 IC 等組合而成，屬主動元件，依頻率控制方式之不同，可區分為一般石英振盪器(SPXO)、 溫度補償石英振盪器（TCXO）、電壓控制石英振盪器（VCXO）、恆溫石英震盪器(OCXO)及溫度補償電壓控制石英振盪器（VCTCXO）等產品。

另外，石英元件由於對於溫度敏感度較低，受溫度影響所造成的頻率飄移較小，比起其他震盪元件來得準確與穩定，對於頻率準確度要求較高的通訊產品特別適合，使其成為通訊產品之重要零組件。產品規格通常以頻率（HZ）、精度（ppm）以及封裝方式區分。

以下為晶技產品:

a.石英晶體： 

係將電能轉換成機械能或將機械能轉換成電能之機能，為石英元件系列產品之基礎元件，主要應用於手機、個人 PC、無線滑鼠、印表機、 顯示器、數位相機、藍芽產品、無線區域網路等。 

b.石英振盪器： 

係由石英晶體與附振盪迴路設計之 IC 等組合而成，其主要功能為加強穩定信號之頻率，且利用電路設計提高石英晶體之頻率，因此多應用於頻率穩定度要求嚴格之通訊產品如手機、ADSL、Notebook 等。而依頻率控制方式之不同， 可區分為溫度補償振盪器（TCXO）、電壓控制振盪器（VCXO） 及溫度補償電壓控制振盪器（VCTCXO）等產品。

產業概況

石英的壓電效應是在 1880 年由法國居禮兄弟(Mr. Pierre Curie and Mr. Jacques Curie) 所發現。石英是二氧化矽(SiO2)的單晶結構(Single Crystal)，二氧化矽在地球上蘊含量非常豐富，取得容易、成本低廉，而且人工石英技術也非常成熟。

目前國內石英元件產業係以生產石英晶體、石英振盪器、石英濾波器等石英元件為主，石英晶體的製程基本上是從原石切片開始，經研磨拋光成所需的尺寸之後，在其表面真空蒸鍍金屬薄膜電極和接上導線等包裝即成，此外，將石英晶體和 IC 等振盪線路加以組合並封裝即成石英振盪器； 和線圈、電容器、電阻等加以組合，封裝即成石英濾波器。

石英早期廣泛應用於航太及民生領域，屬於石英在低階產品的應用。隨著無線通訊的成長，加上光電領域如數位相機及汽車感測器的應用，石英朝高階光學級發展，且市場不斷成長。尤其石英晶體本身對溫度之穩定性，成為通訊產品重要之零組件，目前在手機上用以調控頻率數多寡的石英元件包括 TCXO（溫度補償振盪器）、VCXO（電壓補償振盪器）等各種振盪器、石英晶體、石英濾波器等，其共同的需求是輕薄短小、 低成本、安定性、精密度及對環境的耐用範圍高。

過往高階石英晶體元件及其原材料的生產主要集中於日本、歐美等地，而台灣石英晶體元元件生產企業近年來發展迅速，各企業通過技術改造，提升了技術水平和生產規模，工藝技術和產品品質已經與日本、歐美企業並駕齊驅甚至超前。

國內目前石英元件較具生產規模之廠家為台灣晶技、加高電子、希華晶體、泰藝電子、台灣嘉碩、鴻星電子及安碁科技等廠商，各廠商均專注於不同之產品及市場而有所區隔，目前以晶技之產品應用布局最廣、營業規模最大、市佔率為最高，於石英產業居領導地位。

在2022年，全球石英元件市場規模為42億美金，其中，手機為最大宗應用。

汽車電子

關注重點市場之一是汽車電子領域，隨著車用晶片供給逐步改善，全球汽車銷售量也恢復成長。汽車電動化和智慧化趨勢將成為未來市場的主要驅動力。據 Marklines 機構預估，到 2024 年，電動車市場仍將保持每年超過 25%的增長，佔總汽車銷售量的比重將超過 20%。同時，在汽車智慧化的推動下，IDC 機構也預測 2024-2027 年 ADAS 市場的年複合增長率將達到 19.8%。 

從整體先進輔助駕駛系統的發展過程來看，有兩大關鍵技術將推動整體車載石英元件的需求增長。首先，更多的感測器(包括相機，光學雷達)將搭配汽車用高速乙太網路的升級(CAN 到 GbE PHY)，這將提高汽車感知和通信能力。其次，高性能計算(HPC)的普及也在汽車電子領域中推動 L2 至 L4 級自動駕駛的發展。 

總之，越來越多的新型汽車將高度依賴汽車電子技術，這將長期穩定地推動車載石英元件的需求增長。這個市場在未來將持續繁榮，為石英元件產業提供了機會。

AI

展望未來三年，晶技已啟動 AI 相關產業佈局，鎖定可信任和永續 AI 相關週邊應用生態系的全面發展。根據 Gartner 預測，2024-2025 年全球半導體市場的營收將恢復健康的週期性增長，分別年增 16.8%和 15.5%。這是由於科技技術的不斷擴張，增強了高速傳輸，HPC 高速運算和無線移動網路連接等方面的功能。這將啟動一個龐大的 AI 科技生態系統，並連接各種應用領域的需求，包括無線和有線通訊，汽車電子和電動車，以及移動和終端設備等產業終端裝置和設備的升級發展。因此，預測 2024-2025 年全球石英元件市場將帶動一波新的高需求潮，並且每年保持約 8%~13% 持續增長。這顯示了在未來幾年中，這個市場將經歷積極的變化和增長機會。

隨著 AI 持續發展，各種資料的即時收集和處理成為驅動雲端，邊緣運算以及多元複合連線的重要趨勢，進一步推動無限移動自由和全面 AI 智慧化。在此發展下， AI 相關領域的設備和裝置功能要求不斷提高，以應對資料傳輸和運算速度的倍增， 這意味著處理器、感測器、及石英元件的升級設計變得至關重要。新一代的處理器需要具備更高的運算能力，以應對複雜的 AI 模型和實時數據處理需求。感測器的革命性改進將有助於更精確地捕捉和傳輸環境資訊，這對於自動化，智慧控制和安全性至關重要。此外，石英元件的升級將有助於確保穩定的時序和頻率控制，這對於許多高度同步的應用非常關鍵，例如通信和高速運算。 

除外，為滿足不斷變化的連接裝置需求，看到各種關鍵技術的發展，這些技術包括 5G+/6G 未來通信，無線低功耗網路(LPWA)，低地球軌道衛星(LEO)等，它們旨在增加連接的覆蓋範圍，提高精確定位，減少延遲，同時降低能耗並提高資料傳輸量和頻譜效率。此外，通過 HPC 高速運算和傳輸的升級，包括光埠網絡傳輸裝置(e.g. Optical Module 和 SmartNICs 等)，可以不斷提高資料處理速度，縮短處理時間。 加上 AI 技術的快速發展，市調機構 LightCounting 預測在 2024-2025 年，400G/800G Optical Module 市場的增長率將達到 30%。 

半導體晶圓級製程

石英晶體及石英振盪器之主要材料為基座、上蓋、IC、晶片、晶棒等。石英元件主要關鍵材料為石英晶片，石英晶片多由人工合成之石英單結晶棒經切割及研磨而成，目前業界使用之石英單結晶棒，係採高壓熱水培育法，將天然石英合成為雜質低且純度高之人工石英單結晶棒，以符合石英元件加工之要求。此原料主要由美國、日本及俄羅斯生產供應。

由於晶棒之供應與長晶爐之產能息息相關，在以往長晶爐取得較為不易下，造成石英晶棒成長係屬寡占產業，但近年來由於中國大陸地區已陸續有多家業者從事人工晶棒長成，故過去供不應求產生之缺料情形已不復見。

石英元件之製程大致可分為前段晶片設計、切割、研磨及後段成品組裝等兩大區塊，前段晶片的厚薄與切割角度即為後段製成為石英元件成品時其頻率及振盪特性優劣的主要關鍵所在。

石英元件產品的製造雛形為：先製作供應壓電材料用的石英晶片，其涉及石英晶棒的切割、研磨、洗淨，形成石英晶片後，將晶片件載放至基座上。同時藉由銀膠，將石英晶片作固定。接著便是在嚴格控制的環境下予以封蓋。而若是振盪器則會多加一顆震盪電路的 IC 以導電銀膠固定在陶瓷基座內，再藉由金線將 IC 與陶瓷基座線路予以導通，藉石英晶片的振盪經由 IC 放大振盪信號輸出。

(1)前製程－將石英晶棒以線切割技術成為 wafer 型式，經由厚度及頻率研磨到目標頻率規格，再將大 wafer 分割成為需要的小尺寸頻率片，依設計規格進行光亮研磨或外型圓邊過程，完成後以化學浸蝕方式去除表面應力，最後在進行頻率選分剔出不合格品，經由品管檢驗入庫。

(2)後製程－石英晶體以鎳、铬、銀、金等貴金屬進行振盪電極鍍膜，再以電離子去除數佰原子層厚度的電極，將振盪頻率管理在 3~10ppm 誤差範圍內，並在真空或高純度氮氣中進行封裝；最後經由一系列的測試及包裝入庫出貨

在產品體積日益縮小之趨勢下，傳統石英晶體生產技術多遭遇生產良率無法提升的障礙。隨著全石英黃光微影、乾溼式蝕刻、晶圓級鍵合與量測等，先進封裝製程技術陸續建立，晶技前瞻技術研發將進入高階產品驗證階段，公司朝向晶圓級石英製程技術。

晶技，是一家石英元件公司，主要產品為石英晶體(Crystals Units)和石英振盪器 (Crystal Oscillators)。公司近5年ROE為14%，22%，28%，16%，8%。毛利率為36%，38%，37%，30%，24%。資產負債率為37%，37%，39%，42%，35%。2023年銷售產品以XTAL佔78%，XO佔19%，其它佔3%。銷售區域以亞洲佔91.03%，台灣佔3.68%，美洲佔3.03%，歐洲佔2.12%，其它佔0.14%。以應用來說，AI佔營收7%，Automotive佔營收16%，Mobile Communication佔營收41%，Connectivity佔17%，Computing佔10%，Networking佔9%。公司高階產品佔營收比例為17.4%。研發費用佔營業比例為9%。目前晶技專注聚焦 AI、 5G+、汽車電子市場。

競爭

石英元件產業自 2000 年日系廠商因大幅擴產而陷入供需失衡後即無意擴產，相較於台灣石英元件廠商經歷 2001、2002 年的不景氣，但台灣石英元件廠商仍能維持獲利，顯示台灣廠商的成本控制能力優良。

由於頻率元件產業長期存在不合理削價競爭之情況，日系同業也連年無法擺脫財務赤字之窘境。面對頻率元件產業長期處於競爭之環境，隨著 5G+、AIoT 高頻、高穩定度、 高溫、超小型化產品應用趨勢，各廠家受限於技術能力，具量能且有能力提供符 合 5G+、AIoT 產品之頻率元件廠家集中於產業前五大，因此，頻率元件產業， 預期隨著 5G+、AIoT 產業的持續發展，將加速大者恆大的局面。

目前全球石英元件市場中，仍以日本為全球最大之石英元件生產國，若以全球石英元件廠商排名而言，在2022年，前三名分別為晶技(TXC)，Epson，NDK，其中有二名為日本廠商。然台灣相關廠商投入石英元件已約 40 餘年，各企業通過技術改造，提升了技術水平和生產規模，工藝技術和產品品質已經與日本、歐美企業並駕齊驅甚至超前。

以下為晶技擬定新產品開發重點：

(1)小型化產品開發

追求產品領先持續紮根石英元件技術，已成功量產目前市場上體積最小的 1.0x0.8x0.30mm 石英晶體元件且取得最高市場市佔率，積極進行 0806 極小型化產品、技術佈局與超高頻(>300 MHz)石英晶體元件的研發規劃，滿足未來產品微型化趨勢、5G+及 AI 相關需求；同步持續發展更高精度製程技術， 以達成自有工程技術的預先佈局，實現高性價比、低耗能、高抗震及大頻寬級距的產品開發。 

(2)車用電子產品開發 

晶技獲得 IATF-16949 品質作業系統認證，並完成 ISO 9001/IATF 16949-2016 版本轉換，產品在技術、安全、品質等方面持續朝向提升至 Grade 0 之最高品質信賴性的邁進，目前開發產品有小型化寬溫域溫度補償石英振盪器(TCXO)、小型化寬溫域石英振盪器(XO)、 小型化高頻石英振盪 器(HF XO)適用於 Grade 0 之石英晶體元件等，以因應未來車用電子產品成長動能。 

(3)高階石英晶體、振盪器及模組產品開發 

持續投入高階振盪器開發以滿足 5G+/B5G 應用要求。在手機應用方面，專注於小型化、高頻、高穩定度、低相噪及低功耗之溫度補償石英振盪器(TCXO) 產品開發以滿足新世代毫米波技術要求。在網路設備應用方面，相關設備需搭配光纖通訊模組/NIC 以完成高速數據傳輸，該應用所需之高頻、小型化及高穩定度振盪器(XO)是晶技開發投入重點。

5G+/B5G 基地台及 AI 應用方面，各種新應用規格如低雜訊、高穩定度、耐高溫、抗震動、氣密性、小型化、Holdover 性能及 Power Saving 等需被滿足，晶技將持續投入對應之產品開發如小型化溫控振盪器模組(OCXO) 、高穩定度溫度補償石英振盪器(S3-TCXO)及高頻振盪器(HF XO)等AOM(Advanced Oscillator Module)產品以符合次世代通訊技術之應用發展。

風險

(1)小型化產品需求單一客戶集中度大及中國市場消費性電子銷售佔比相較同業高， 加劇了需求波動對營收獲利的影響，需積極加速拓展 5G+，AI，HPC，汽車電子等利基/新興市場產業營收佔比。

(2)美國計畫進一步封鎖中國大陸電動車，需密切關注情勢發展以及對於電動車市板塊的影響。

(3)近來受到半導體製程技術持續進步之影響，許多整合型晶片已取代原本用於石英振盪器之振盪電路、溫度補償電路等功能，而元件整合模組化亦為國外大廠積極開發之方向，致使成熟型電子產品對石英振盪器之需求數量較以往減少，惟石英晶體之控頻、計時功能仍難以被取代。