定義
石英元件是利用石英晶體壓電效應產生穩定頻率的 timing device，包含石英晶體諧振器（crystal unit / resonator）、石英晶體振盪器（XO）、溫補振盪器（TCXO）、壓控振盪器（VCXO）、恆溫振盪器（OCXO）與濾波器。它是電子系統的「時間基準」，負責讓 MCU、SerDes、交換器、光模組、車用電子、衛星通訊與基地台維持同步。
產品階層
| 類型 | 是否含主動電路 | 主要用途 | 投資含義 |
|---|---|---|---|
| Crystal / Xtal | 否 | 搭配 IC 內部 Pierce oscillator 產生基準頻率 | 量大、ASP 低，消費電子與車用常見 |
| XO | 是 | 一顆封裝內輸出固定頻率時鐘 | 網通、伺服器、工控、一般電子 |
| TCXO | 是，含溫度補償 | GNSS、通訊模組、低軌衛星、車用 | 精度與溫度穩定度較高，ASP 優於一般 XO |
| VCXO | 是，頻率可由電壓微調 | PLL、網路同步、影音與通訊 | 常與 clock IC / jitter cleaner 搭配 |
| OCXO | 是，含恆溫控制 | 5G 基地台、儀器、雷達、同步網路 | 精度高、耗電高、ASP 高 |
| Differential oscillator | 是，差分輸出 | 400G / 800G / 1.6T 光模組、交換器、GPU 模組 | 低 jitter、低相位雜訊，是 AI / 光通訊升級重點 |
圖解
graph TD
R["Timing Reference 需求"] --> A["石英晶體 Crystal / Xtal<br>不含主動電路"]
R --> M["MEMS Resonator<br>石英替代路徑"]
A --> B["XO<br>封裝內建輸出固定頻率時脈"]
B --> C["TCXO<br>含溫度補償"]
B --> D["VCXO<br>頻率可由電壓微調"]
B --> E["OCXO<br>含恆溫控制"]
B --> F["Differential Oscillator<br>差分輸出"]
C --> C1["GNSS / 低軌衛星 / 車用"]
D --> D1["PLL / 網路同步"]
E --> E1["5G基地台 / 儀器 / 雷達"]
F --> F1["400G/800G/1.6T 光模組 / 交換器 / GPU模組"]
M --> H["MEMS Timing<br>SiTime代表廠商"]
圖說：光收發模組內部方塊圖，石英／MEMS 振盪器（Reference Clock）接至 DSP／SerDes，再經 Driver／TIA 連雷射與光偵測器、光纖（© 國票投顧 2026-10-15）
應用位置
| 應用 | 用到哪一類 | 關鍵規格 |
|---|---|---|
| AI 伺服器 / Switch | XO、VCXO、差分振盪器 | jitter、相位雜訊、EMI、長期穩定度 |
| 400G / 800G / 1.6T 光模組 | 差分振盪器、TCXO、VCXO | 低 jitter、低 phase noise、小型化 |
| 5G / 小型基地台 | TCXO、OCXO、VCXO | 溫度穩定、holdover、同步精度 |
| 車用電子 | Crystal、XO、TCXO | AEC-Q200、耐震、耐溫、長壽命 |
| 低軌衛星 / GNSS | TCXO、OCXO | 高穩定、耐溫、抗震動 |
| 消費電子 / IoT | 32.768kHz crystal、XO | 小尺寸、低功耗、成本 |
光模組高頻時脈規格
石英／MEMS 振盪器在光收發模組中提供 Reference Clock 給 DSP／SerDes，沒有穩定時脈就無法同步資料傳輸與運算。國票投顧（2026-10-15）整理的世代規格如下：
| 世代 | 400G（2025） | 800G（2026） | 1.6T（2026-2027） | 3.2T+（未來） |
|---|---|---|---|---|
| 單通道 SerDes 速率 | 56G | 112G | 224G | 448G+ |
| Reference Clock 頻率 | 156.25 MHz | 312.5 MHz | 625 MHz | 更高 |
| 時脈抖動（Jitter，RMS） | < 100 fs | < 50 fs | Sub-30 fs | 更低 |
| 封裝尺寸 | 3.2×2.5 mm（3225） | 2.5×2.0 mm（2520） | 2.0×1.6 mm（2016） | 更小 |
圖說：Reference Clock 頻率（156.25／312.5／625 MHz）與內部抖動（<100fs／<50fs／Sub-30fs）隨 400G／800G／1.6T 演進（© 國票投顧 2026-10-15）
- 需求量：國票引用 800G 光模組出貨 2026E／27E／28E 為 54.2／76.7／90.9 百萬顆（YoY +56.2%／+41.5%／+18.5%），1.6T 為 13.0／30.8／60.2 百萬顆（YoY +1,115%／+138%／+96%）。
- 為何高階化：高頻需要黃光製程（Photolithography）做出更薄、更小、更高頻的石英晶片，取代傳統機械研磨；規格門檻快速提高，加上客戶驗證週期長、一旦 Design-in 不易替換，供應端集中、擴產有限（國票論述）。
- 各家切入點：國票指出晶技 312.5MHz 高頻產品加速放量；希華以黃光製程切入超低抖動、312.5MHz 已做到 30fs 等級、鎖定 800G／1.6T／3.2T；泰藝高階 XO 比重高、312.5MHz 典型 30fs、應用延伸到 3.2T（2026-10-01 專題與 2026-10-15 專題一致）。
- 供給訊號：Lytica 追蹤的 Frequency Control 類別可得性 2026-06／07／08 為 85.2%／82.4%／89.2%，交期 MoM +4.1%／+13.5%／+26.6%、價格 MoM +0.4%／+2.5%／+0.3%；8 月可得性回升但交期續拉長，顯示供應端仍偏緊（國票引用 Lytica 電子元件市場追蹤）。
圖說：Lytica Frequency Control 可得性（長條）與交期（折線）2026-06 至 08（© 國票投顧 2026-10-15 引用 Lytica）
技術瓶頸
- 低 jitter / 低相位雜訊：AI switch、GPU 模組與高速光模組對 timing noise 更敏感，普通晶體往高階差分振盪器升級。
- 小型化與可靠度：穿戴、IoT 與車用需要小封裝、耐震、耐溫與低功耗，這是 MEMS timing 取代部分石英晶體的原因。
- 溫度補償：TCXO / OCXO 的價值來自溫度變化下仍能維持頻率精度。
- 供應鏈彈性：石英元件需要晶棒、切割、研磨、鍍膜、封裝與測試；高階規格通常驗證期長，客戶切換不快。
Quartz vs MEMS
| 面向 | 石英元件 | MEMS timing |
|---|---|---|
| 成熟度 | 成熟、供應商多、成本低 | 滲透率提升中，SiTime 是代表廠商 |
| 尺寸 / 整合 | 受晶體尺寸限制 | MEMS resonator 可做得更小，容易與 IC / package 整合 |
| 抗震 / 抗衝擊 | 機械結構相對脆弱 | MEMS 通常抗震、抗衝擊較佳 |
| 高階精度 | OCXO / TCXO 長期成熟 | MEMS Super-TCXO / OCXO 正切入高階市場 |
| 供應鏈 | 台日廠完整 | SiTime / MEMS foundry / analog IC 模式 |
高階石英與 MEMS 並行（國票，2026-10-15）
國票的判斷：800G／1.6T 並非單一路線，Quartz 與 MEMS 目前並存競爭；Sub-30fs 超低抖動領域，石英仍具明顯優勢，MEMS 則在高整合度、可程式化與一般通訊應用較具優勢。高階頻率元件主要供應商分布：日本 NDK、Epson；美國 SiTime（MEMS）；瑞士 Micro Crystal；台灣晶技、希華。
關鍵廠商
| 廠商 | 角色 |
|---|---|
| 3042_晶技（市） | 台灣石英元件龍頭，涵蓋 crystal、XO、TCXO、OCXO 等 |
| 3221_台嘉碩（櫃） | 石英元件與差分振盪器，市場關注 AI server / 光通訊供應鏈 |
| 2484_希華（市） | 垂直整合石英頻率控制元件，車用、5G、資料中心、衛星通訊 |
| 8182_加高（櫃） | 石英晶體與振盪器，偏利基與客製化 |
| 8289_泰藝（櫃） | 高精度石英振盪器、TCXO、VCXO、OCXO |
| 6174_安碁（櫃） | 石英晶體、振盪器、TCXO、VCXO，車用與通訊應用 |
| SITM.US(sitime) | MEMS timing 龍頭，代表石英替代與高階 precision timing 升級方向 |
來源
- 報告_國票_石英元件高階化_20261015 — 國票投顧，2026-10-15；AI 高速互連驅動石英高階化：世代規格表、800G／1.6T 出貨、Lytica 供給訊號、黃光製程與驗證門檻
- 報告_國票_石英元件AI高速傳輸_20261001 — 國票投顧，2026-10-01；312.5MHz 達 30fs 等級、光模組高頻時脈需求
- SiTime：MEMS timing versus quartz、precision timing、2026 technology trends
- 台灣晶技、希華、泰藝、安碁官網產品資料
- 台嘉碩 / 太赫電通：AI 伺服器與光通訊石英振盪器報導