石英元件

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

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"]

應用位置

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

關鍵廠商

來源

• 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