探索前沿：压电晶体材料的未来市场与技术革新（转自 压电晶体材料分会公众号）

Part

01

随着科技的迅猛发展，压电晶体材料正以其卓越的压电物理特性，在通信、医疗成像、智能设备、精密传感等多个高科技领域中发挥着关键作用。本文将分析压电晶体材料的市场趋势以及技术趋势。

Part

02

在电子技术的广阔领域中，石英谐振器（振荡器）和滤波器是不可或缺的基础元器件，一直在家用电器、通信设备以及移动终端中扮演着不可或缺的关键角色。随着科技的发展，这些基础元器件的应用正逐步扩展至物联网(IoT)、5G通信、新能源汽车、可穿戴设备等新兴领域，这些新兴领域的快速发展也不断推高着上/下游企业对压电材料及器件的需求。特别值得一提的是，采用POI衬底制造的高频表面声波（SAW）滤波器和基于QMEMS工艺的高频化、小型化石英谐振器，在新时代技术浪潮中将迎来不小的市场机遇。

在射频滤波器领域，利用POI衬底制造的高频表面声波（SAW）滤波器，正以其卓越的性能和较优的成本，逐步在市场上占据一席之地。例如，村田制作所的I.H.P-SAW滤波器，已经对传统体声波（BAW）滤波器的部分固有市场份额形成冲击。法国Soitec曾预测，到2024年，POI晶圆市场规模将达到约100万片。中国，作为5G技术的领先国家和主要建设国家之一，对此类高性能材料的需求相当可观。

在石英晶振领域，日本企业长期占据车载晶体谐振器市场的主导地位。但随着国内制造商技术实力的增强，正逐步赢得原本属于日本企业的市场份额。与此同时，随着国内新能源汽车出货量的持续增长，预计在智能驾驶、导航等关键技术模块中使用的晶振需求将迎来指数级的增长。据业内企业预测，到2025年，中国车用晶振的需求量可能激增至35.4亿颗。此外，物联网和智能穿戴设备的发展也将为石英晶振的应用带来更广阔的市场前景。

从地域分布来看，亚洲，尤其是中国和日本，依托其电子制造业的强大实力，正成为压电晶体材料的主要消费市场。在激烈的市场竞争中，技术创新和成本控制是企业的核心竞争力。

Part

03

国内中低端的压电晶体材料加工及器件生产已相当成熟，但应用在高端频率器件的材料加工工艺，如POI衬底制造水平和QMEMS工艺制造水平，与国外还存在一定的距离。

就POI衬底而言，在全球范围内，法国的Soitec和中国的济南晶正都采用了离子注入技术来生产POI衬底，而日本的村田制作所选择了成本更低的CMP方法进行生产。因而，探索更低成本的技术也成为国内企业突破的一个潜在方向。同时，国内的下游企业和学术机构也在积极研发不同衬底与铌酸锂（LN）的复合材料，目的是为了制造出适用频率更高、Q值更大、温频更好的表面声波（SAW）滤波器，从而进一步扩展高频声表面滤波器的应用范围。

（图1 用于SAW滤波器制作的POI衬底结构示意图）

（图2：村田IHP-SAW 微观结构）

在石英晶体谐振器领域，技术发展的主要趋势是向高频化和小型化两个维度。目前，尺寸规格正在向SMD1210、SMD1008及更小尺寸下探，而基频正在向150MHz及以上突破。QMEMS工艺，作为小型化和高频化技术发展的趋势之一，也是各大生产厂家着重突破的技术方向。目前，掌握此类技术的厂家主要集中在日本。但值得关注的是，国内的泰晶和泰美克等企业已经掌握了QMEMS技术，并能够实现量产。

（图3：QMEMS工艺光刻石英晶圆）

结语：

回顾2023年，对压电晶体材料及器件行业而言是充满挑战的一年，市场经历了发展的低谷。尽管如此，随着技术的持续革新和新应用场景的逐步开发，将为压电晶体行业带来长期的稳健发展。