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        隨著電子產品不斷向小型化方向發展，為之配套的元器件也隨之向小型化方向發展。石英晶體元件小型化趨勢包含兩方面內容：一方面指石英晶體元件由帶引線的產品向不含引線的表面貼裝元件(SMD)方向發展；另一方面指的是SMD產品向小尺寸方向發展這兩方面的發展對石英晶體材料行業帶來了巨大的挑戰。如何評價和應對石英晶體元件小型化趨勢對石英晶體材料行業的影響應該是業內人士共同研討的問題。

　　石英晶體元件

　　呈小型化發展趨勢

　　1.石英晶體元件小型化是電子產品更新換代的要求。

　　隨著技術的進步與科學的發展，電子產品不斷地更新換代：數碼相機、攝像機不斷取代傳統的光學相機、攝像機，DVD取代VCD，平板電視逐漸取代顯像管電視，筆記本電腦越來越多地取代臺式電腦，集GPS、藍牙、相機、MP3于一身的多功能3G手機將取代2G手機，汽車電子產品不斷改善汽車的性能。所有這些電子產品的換代幾乎都需要體積更小、性能更好的石英晶體元件為之配套。

　　2.石英晶體元件小型化比例不斷提高。

　　日本石英晶體元件SMD比率由1995年的18.8%增加到2004年的60.7%，我國內地企業石英晶體SMD比率由2000年的0.1%增加到2005年的近10%，我國臺灣企業幾乎全部生產SMD產品。

　　SMD石英晶體元件小型化趨勢在加快：在日本，2000年的SMD產品還是以8045、7050、6035為主，2005年已經以5032、3225為主了，2520產品已經量產，2016產品已經進入市場。在日本，小型化趨勢是全面的，產業用、民用、汽車用諧振器、振蕩器及音叉晶體和SAW均迅速SMD化。

　　小型化對石英晶體材料

　　要求少而精

　　石英晶體元件小型化對石英晶體材料的影響可以從數量、質量、品種、加工用幾個方面來分析。

　　石英晶體元件小型化對石英晶體材料(水晶)的需求量的影響。

　　我們可以比較一下不同型號石英晶體元件所用頻率片的面積，用每千克石英晶體棒(板)可加工頻率片的數量來測算小型化對石英晶體材料數量的影響(假設毛坯切割均為多刀切割機)，結果見下表。

　　可見小型化導致石英晶體材料的用量急劇減少。

　　線切割機的使用對材料利用率的影響。

　　線切割機切片具有晶片的平行度好，晶片兩面角度差小及晶片的表面粗糙度好，不用粗磨等優點，因此在SMD頻率片生產中廣泛采用。除此之外，它還有出材料率高和角度一致性好的優點。如果用線切割機切0.16mm厚的晶體(相當于9B磨到0.16mm)，每支棒可切380片，相當于多刀切割機的1.8倍，其±1片率可達97%以上。從出片率和±1片比率兩方面比較，線切割機用于SMD晶片的加工又可將石英晶體材料節省一半。

　　高頻化對石英晶體材料的影響。

　　由于SMD晶體尺寸越小，電極面積隨之減少，晶體電阻增大。為避免電阻增大，晶體元件向高基頻方向設計，5032產品很少能到8M以下，3225產品很少能到12M以下。相反，基頻40M以上產品增加，高基頻要求石英晶體材料的腐蝕隧道密度及包裹體密度要小。

　　光刻工藝的采用對石英晶體材料的影響。

　　當石英晶體元件向2520以下(2016，1612)發展的時候，傳統的機械加工方式將很難實現，聲表面波(SAW)元件和音叉晶體用的光刻工藝將加以采用。光刻工藝同樣會提高材料利用率并且對石英材料的腐蝕隧道密度、包裹體及Q值提出更高的要求。

　　石英晶體材料對小型化電子元件成本的影響。

　　盡管用于小型化元件的石英材料由于質量要求的不同，單價上升了，但占小型化元件的成本比例卻下降了，而且選用優質石英材料，對于提高元件的合格率和可靠性是合適的。

　　石英晶體材料的市場需求總量分析。

　　為了能估計出目前全球對壓電石英晶體和光學石英晶體材料總需求，我們特別做出以下推測。

　　1.全球2006年石英元件總產量為129億只(以2003年全球產量為105億只，年增長率為7%推算)。

　　其中音叉晶體占30%，約39億只(以日本音叉晶體占其總量40%推算)。

　　在余下的90億只晶體元件中，SMD元件占60%(以日本SMD元件占其總量70%左右推算)，約54億只。在各種尺寸的SMD元件中，我們以中間5032產品為其代表。

　　2.在余下的36億只石英元器件中，49S產品占3/4，約27億只，49U產品占1/4，約9億只。

　　3.全球光學低通濾波器的產量日本占90%以上，2004年日本生產了1.11億只，估計全球約1.23億只。假設近兩年的增幅均為10%，預計2006年全球產量為1.49億只。

　　我們以三片式光學低通濾波器(2片石英片/件)為其代表，約用2.98億片光學石英晶片，平均每千克光學原晶可制造600片光學晶片，全球共需光學石英晶體原晶500噸。

　　4.全球石英原晶總量(不含種籽用原晶)估計2006年全球共需壓電石英晶體原晶1735噸、光學原晶500噸，合計2235噸。考慮到各晶片生產廠頻率片合格率水平不一致因素，估計壓電原晶的需求量會在2000噸水平上。

　　壓電石英晶體行業對石英晶體原晶的需求量(只有2500噸/年)，比2000年(約5000噸/年)減少近1/2。該數字比人們想象的要小很多，其原因有兩點：第一，沒有將產能與產量區別開來，產能是指高壓釜長晶的能力，它取決于高壓釜的容積、使用溫度和使用壓力，它是不變的；而產量是由產品的規格和性能決定的，同樣一臺Φ400高壓釜，生長Y棒一年可產3.5噸，生長Z向尺寸45mm，α3585≤0.050的Z板產品，一年可長1.8噸，如果生長Z=30mm的光學原晶只能長900千克。全球近五年來，原晶生產能力沒有大的變化，但產品結構發生了巨大變化，產量也發生了巨大變化。第二，2000年以來，元件迅速小型化，光學低通濾波器的產業化、晶片加工技術的迅速發展對原晶數量的需求不斷減少。

　　石英晶體材料企業

　　應降低成本提高質量

　　從生產能力來看，全球擁有高壓釜的容積約2300m3，其中俄羅斯、中國、日本三國約有1970m3，約占全球石英晶體原晶產能的85%左右。從實際產品產量來看，俄羅斯產量約為900噸/年，日本產量約為550噸/年，中國產量約為1200噸/年，僅中、俄、日三國的原晶便能滿足全球對石英晶體材料的需求(還略有富余)。因此，全球石英晶體供大于求的局面仍將繼續。 

　　中國的石英晶體元件產量(含外資企業)約占全球的40%左右，由于大尺寸元件集中在中國生產，因此需用的石英原晶量約占全球的60%左右。中國的石英晶體材料行業由于有日益興旺的石英晶體元件行業的巨大市場支撐，得到了持續的發展和進步，這一點是俄羅斯原晶生產企業所無法比擬的。但是，面對石英晶體元件小型化趨勢和原晶生產能力過剩壓力，我們應該做些什么呢？

　　首先，要進行總量控制。我們應該根據市場的需求來控制我們的產量。在供給和需求的天平上，稍一失衡就會發生價格的偏離。當價格低于成本時，受到損害的是大家，誰也不能幸免。隨著石英晶體元件小型化趨勢的加快，石英晶體原晶生產企業逐年減產才是明智的。

　　其次，應提高質量。由于石英晶片的質量決定了石英元件的性能，而石英晶片在小型化元件成本中占的比例很小(1%左右)，元件企業不會也不應該去冒犧牲產品合格率的風險去選擇價低質差的石英材料。生產石英晶體元件的品種不同，所用材料的品種也不同。元件越小、精度越高對石英晶體原晶的要求也越高。

　　******，應降低成本。在原晶生產中，電費占成本比重******，因此，高壓釜向電價便宜的地區轉移是降低成本的******措施。除此之外，規模化經營可有效地降低人工費用。

　　總之，壓電石英晶體材料行業又面臨一次新的整合，正在向規模化、高品質方向發展，與此同時生產基地也正向電價便宜的地區轉移，專業化的生產基地正在形成。 

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