2025 年全球 MEMS 振荡器市场规模为 0.36 万亿美元,预计到 2026 年将增长至 2034 年的 0.47 万亿美元,在 2026-2034 年预测期内,复合年增长率将达到 30.13%。
微机电系统 (MEMS) 振荡器是一种定时仪器,能够产生高度稳定的频率,用于对电子系统进行时序控制、管理数据传输、定义射频频率以及测量时间。被称为 MEMS 谐振器的微机电系统辅助 MEMS 振荡器产生稳定的频率。为了使 MEMS 时钟发生器能够为系统提供多个输出,需要多个频率。作为石英晶体振荡器的替代方案,MEMS 振荡器的研发和应用主要得益于其更优异的抗振动、抗机械应力和抗温度变化性能。此外,MEMS 振荡器尺寸更小,适用于多种终端产品,并具有可靠性、卓越的频率稳定性和抗振性。
下载免费样本报告 以获取详细见解。
近年来,人们投入了大量研发力量,致力于寻找能够克服石英振荡器缺点的解决方案。过去几年,基于微机电系统(MEMS)的振荡器已成为石英振荡器的潜在替代方案。近年来,硅基制造和封装技术的进步使得开发合适的石英晶体技术替代方案成为可能。对于谐振器的设计而言,硅基MEMS被认为是一种更优越的工艺技术。
谐振器和更广泛的定时技术得益于可扩展的传统硅生产工艺,这主要归功于其能够与其他电路集成到传统的半导体封装中。MEMS振荡器已被用于一些特殊的125 MHz频率应用。然而,在相位噪声和抖动方面,它们的性能不如石英晶体振荡器。本文将能够合成各种输出频率的锁相环集成电路与采用MEMS技术的硅谐振器集成,从而构建了MEMS振荡器。
晶体振荡器采用石英晶体基准和短路振荡电路。MEMS振荡器则需要锁相环(PLL)电路,该电路使用硅谐振器作为振荡源,并调整其温度系数和频率以补偿制造误差。这些结构简单的晶体振荡器旨在成为精密时钟。MEMS振荡器的生产工艺优于传统晶体振荡器。然而,它依赖于非标准的半导体晶圆加工方法,这些方法在业内并不常用。因此,可用的制造方案较少,企业持续运营也面临挑战。这些因素导致MEMS振荡器的研发成本高昂。由于MEMS振荡器研发费用巨大,市场上的MEMS振荡器企业数量可能减少,从而导致MEMS振荡器技术的进步也相应减少。
预计消费电子产品的不断涌现将刺激基于MEMS的振荡器市场。MEMS振荡器有望在智能手机和可穿戴设备等领域实现显著增长,这些应用旨在打造更小巧、更低功耗的物联网设备。目前,消费者市场对活动追踪器的需求日益增长,每年出货量都在攀升,其次是智能手表、可穿戴相机和智能眼镜。这些设备所采用的MEMS技术改进了无线通信和定时解决方案。
MEMS时序技术的进步显著提高了可穿戴应用的可靠性,同时降低了物理空间和功耗需求。随着5G网络的普及,尤其是在消费市场,对更小巧、更高频率、时序误差更小的MEMS振荡器的需求预计将会增加。此外,互联可穿戴技术的兴起预计也将推动市场扩张。
全球基于 MEMS 的振荡器市场分为温度补偿振荡器 (TCXO)、扩频振荡器 (SSXO)、电压控制振荡器 (VCXO)、数字控制振荡器 (DCXO) 和其他类型。
温度补偿晶体振荡器 (TCXO) 是市场份额最大的部分,预计在预测期内将以 24.3% 的复合年增长率增长。通常,当需要在空间有限且价格合理的前提下获得精确的频率源时,温度补偿晶体振荡器 (TCXO) 是理想之选。近年来,该市场经历了巨大的增长,制造商也投入了大量资金。因此,市场上涌现出众多企业,销售各种封装和安装方式的 TCXO。选择最适合特定应用的 TCXO 时,需要考虑一些基本因素,包括稳定性、功耗、功率需求、TCXO 封装以及输出格式和电平。
与传统TCXO相比,MEMS TCXO的一些优势包括:在复杂工作环境下具有更高的耐久性、更强的抗老化能力、更强的抗机械振动性能以及更小的振动引起的频率偏移。5G设备市场可能会大力推动MEMS TCXO的应用。MEMS TCXO通过将两个MEMS谐振器置于同一芯片上,消除了传统石英TCXO固有的热滞后以及谐振器与温度传感器之间的温度梯度等缺陷。
扩频振荡器 (SSXO) 采用锁相环 (PLL) 和扩频时钟发生器 (SSCG) 技术,对输入晶体的频率进行调制和合成。为了符合电磁兼容性 (EMC) 标准,其基频和谐波频率的辐射能量被降低。内置的工厂设置功能允许用户灵活选择输出频率、调制速率和扩频比。SSXO 的主要应用包括多功能打印机、媒体播放器、有线和无线网络设备、液晶面板、智能电视、家用电器、工业电机和视频监控系统。MEMS SSXO 可实现 LVCMOS 输出,其频率范围为 1 至 141 MHz,占空比为 45% 至 55%。MEMS SSXO 工作电压低、电流小,因此是消费电子设备和工业电子设备(尤其是使用电池的设备)定时应用的理想选择。
全球基于MEMS的振荡器市场可细分为汽车、航空航天与国防、消费电子、IT与电信以及其他终端用户行业。消费电子领域占据最高的市场份额,预计在预测期内将以24.7%的复合年增长率增长。据技术专家称,微机电系统(MEMS)的可靠性是其他石英振荡器的十倍。随着这些振荡器老化并接受可靠性评估,由于需求变化,它们最终可能会被更高效的替代品所取代。预计消费电子产品的新产品发布将推动基于MEMS的振荡器市场的发展。有线电视系统、个人电脑、数码相机、无线电系统、手机和可穿戴技术等设备都采用了基于MEMS的振荡器。消费者在购买可穿戴设备时越来越重视其电池续航时间。
传统上,工程师会通过将微控制器和其他耗电组件置于低功耗睡眠状态来延长电池寿命,从而增加系统的空闲时间。然而,即使在最低功耗的睡眠阶段,系统仍然需要实时时钟 (RTC) 来管理计划事件并保持墙钟的准确时间。由于消费者更倾向于选择 MEMS 解决方案,预计晶体振荡器市场在预测期内将大幅萎缩。许多提供 MEMS 产品的供应商已经进入市场,但晶体振荡器尚未被这些替代品完全取代。
近年来,随着5G、边缘计算、网络同步和数据中心等趋势的发展,网络和通信设备取得了长足进步,使得IT和电信行业成为MEMS振荡器制造商最青睐的行业之一。对于电信和数据传输等频率控制应用而言,振荡器至关重要。例如,SONET SDH等电信系统需要高稳定性系统时钟来防止时间滑移或数据丢失。物联网设备等趋势推动了电信技术的持续发展,预计这将进一步刺激市场对基于MEMS振荡器的需求。
基站、数据中心、光纤、小型基站、短程无线模块、天线模块、BLE SoC 和射频收发器等电信设备均采用 MEMS 振荡器。此外,小型基站提供了一种经济高效的解决方案,无需建设昂贵的宏基站即可填补覆盖盲区、提升带宽并使网络为 5G 做好准备。因此,随着 5G 商业化的推进,小型基站市场以及本研究涉及的市场预计将会增长。由于 5G 部署将占用更多高频段,预计仅靠宏基站将无法覆盖大量区域。因此,使用小型、低功耗基站来提升用户体验,尤其是在小区边缘区域,势在必行。
亚太地区是全球MEMS振荡器市场最大的市场份额,预计在预测期内将以25.8%的复合年增长率增长。该地区对可穿戴技术(例如健身活动、智能手表、医疗监护仪/设备等)日益增长的需求,构成了当地企业的核心基础。这表明亚太地区MEMS振荡器市场拥有巨大的发展潜力。此外,随着消费升级的加速推进,精通技术的消费者愿意为这类设备买单,以拥抱更加便捷的科技生活,智能可穿戴设备在该地区也逐渐成为一种时尚。得益于该地区丰富的原材料供应以及相对低廉的劳动力和建设成本,众多企业已在该地区设立研发和生产基地。移动运营商、微信等在线服务提供商以及小米、华为等设备制造商都积极参与市场,并携手合作,力求占据市场主导地位。根据中国政府智库最近的一项研究,中国东南部的港口城市和制造业中心生产了全球近 80% 的智能可穿戴设备。
预计北美市场将以25.5%的复合年增长率增长,在预测期内创造3.3518亿美元的收入。据估计,北美占据着相当大的市场份额,并且是全球领先的技术创新者和先驱者之一。Maxim Integrated Products Inc.、Microchip Technology Inc.和SiTime Corporation是该地区基于MEMS的固态振荡器制造商,对MEMS振荡器市场做出了重大贡献。供应商正在采用各种策略,例如新产品开发,以应对日益激烈的市场竞争和这些振荡器需求的波动。美国是全球最大的可穿戴电子产品市场之一,并且该地区以其作为全球关键技术发展的中心而闻名。
此外,该地区拥有众多实力雄厚的企业,它们在研发项目上投入巨资,使其始终处于该领域技术进步的前沿。2022年,北美地区使用可穿戴技术实现的5G连接比例将最高。预计在预测期内,美国将占据显著的市场份额,因为像Fitbit和苹果这样的公司在美国创造了可观的利润。
欧洲地区是现代技术的重要驱动力和应用者,也是全球一些最重要的科技中心所在地。英国、法国、德国、意大利和西班牙是该地区的主要国家,占据了MEMS振荡器市场相当大的份额。为了应对日益激烈的市场竞争和不断增长的市场需求,供应商正采用各种策略,包括建立合作伙伴关系、开展合作以及开发新产品。
例如,2021年1月,总部位于英国的独立分销商Anglia与Abracon, LLC(简称Abracon)建立了区域特许经营合作伙伴关系。此次合作旨在使Anglia的客户能够获得Abracon扩展后的定时产品组合。预计该分销协议将惠及ILSI、MMD、Oscilent、Fox以及其他Abracon子公司,例如Ecliptek(一家专注于快速交付可编程晶体和MEMS振荡器器件的品牌)。该地区的客户一直在积极接受可穿戴技术,尤其是健身追踪器。此外,像总部位于英国的Pireta Ltd.这样的公司还提供采用纳米技术制造的智能传感器服装,以帮助医院和疗养院进行持续的生理监测和紧急护理。
预计在预测期内,拉丁美洲智能可穿戴设备的日益普及将扩大基于MEMS的振荡器市场。在这些发展中经济体销售智能可穿戴设备的公司可能会在墨西哥、巴西和阿根廷等国家找到商机。例如,Fitbit在阿根廷推出了其畅销且屡获殊荣的Fitbit Versa、Fitbit Ionic和Fitbit Ionic Adidas Edition智能手表。这些显著的进展预计将加速可穿戴设备在这些地区的普及。此外,据思科系统公司预测,到2022年,中东和非洲的可穿戴技术销量预计将达到4600万台。因此,预计该地区智能手表使用量的增加将使本研究的市场受益。在阿拉伯联合酋长国,影响智能手表市场的关键因素包括时尚性和实用性。消费者越来越关注时尚的设计、现代化的界面以及各种款式和颜色的表带。
定制本报告 以匹配您的战略目标
作者详情
Research Associate
Tejas Zamde is a Research Associate with 2 years of experience in market research. He specializes in analyzing industry trends, assessing competitive landscapes, and providing actionable insights to support strategic business decisions. Tejas’s strong analytical skills and detail-oriented approach help organizations navigate evolving markets, identify growth opportunities, and strengthen their competitive advantage.
我们已被以下平台报道:
sales@straitsresearch.com