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結 論：
石英元件應用的產業相當廣泛，包括資訊、通訊及消費性電子產業，但國內石英廠商主要應用的產業在PC、NB及ADSL上，而手機及LCD監視器等石英元件，因為先前國內廠商做的品質較不穩定，因此仍未切入該市場，然而目前各家廠商在這方面的技術能力已有明顯的提升，因此預計在2002年年底前能夠切入手機石英元件這塊市場。
就整體石英元件產業的景氣來看，2002年下半年因受到下游手機及PC的需求不如預期所影響，所以仍然看不到石英產業明顯復甦的跡象，而石英價格也是因為石英元件需求並未回升，加上廠商進行設備投資的新產能將陸續開出，在供需不平衡的狀態下，使得石英元件平均價格仍然會有下滑的可能。但若以2003年石英元件應用產品的預估來看，明年全球石英元件產量可望有所成長。
未來石英元件發展的方向，主要是為了符合應用在無線及寬頻高速傳輸等產品上，發展趨勢則朝向體積輕薄短小、傳輸頻率更高以及產品成本能有效的下降幾個重點來發展。
石英元件產業分析：
壹、石英元件簡介
石英又稱水晶(quartz)，化學成分為二氧化矽(SiO2)，是地球上最多的元素，並且人工水晶技術成熟，取材容易且價格便宜。而天然水晶較人工水晶具有較高的品質因子(Q值)和較好的物理、化學穩定性。
就物理的觀點來看，石英具有壓電效應、溫度係數小(-100C~600C 小於10 PPM之變化)、低損耗(High Q)等特性。所謂「壓電效應」是指可以外加電壓在晶片兩側來產生電場，使晶體本身產生變形，由於晶體的切割面受到機械應力的作用，晶體兩側會產生電位差，而形成壓電效應，所以當我們加上交流電壓於晶體上後，利用石英的壓電效應來產生循環的晶片振盪。所以我們可利用控制石英晶體的厚薄來改變振動的頻率，石英晶體的切割片愈薄，則振動頻率會愈高，但切割的技術也愈困難。另外切割的角度也會影響到振動頻率。
貳、石英元件的分類及應用
我們把石英元件分成石英晶體、石英振盪器及石英濾波器三大類，其中石英晶體可依尺寸分為49U、UM-1、UM-5等，主要應用在於電腦、遙控玩具、TV GAME及無線電話等。石英濾波器主要應用於呼叫器、無線電話及極高頻(VHF)無線接收機等。
石英振盪器的應用範圍很廣，包括無線電話、行動電話、衛星定位接收器、網路通訊週邊卡、LCD-Monitor、視頻轉換器(STB)、路由器及傳真機等。石英振盪器若依結晶單位的頻率及溫度特性來區分，可以區分為XO〈Crystal Oscillator〉、TCXO〈Temperature Compensated Crystal Oscillator〉、VCXO〈Oven Controlled Crystal Oscillator〉。XO是指不加任何控制IC的石英振盪器，TCXO是加上能控制溫度變化的控制IC，使得能夠利用溫度來補償晶體振盪頻率的石英振盪器，而VCXO則是加上控制電壓的控制IC，藉由控制對外電壓，達到微控頻率的石英振盪器，而這些控制IC國內石英元件廠商主要是向日本採購。
表一 石英元件分類及應用
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產品 |
規格分類 |
應用 |
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石英振盪晶體 |
依尺寸大小分為49U、UM-1、UM-5 |
電腦、遙控玩具、TV Game及無線電話 |
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石英振盪器 |
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- 微波、衛星通信、導航無線電設備、VSAT
- 網路通訊週邊卡、LCD監視器、STB、路由器及傳真機
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石英濾波器 |
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各種無線電話、呼叫器、高頻(VHF)無線接收機 |
資料來源：寶來證券整理
由表一的分類可知，石英元件的應用範圍含蓋資訊、通訊及消費性電子等相關產業，因此我們統計石英元件在這三大應用領域各佔比重，由圖一可知，石英元件在通訊用途上佔比重最大，約佔45%，資訊用途為30%，消費性電子及其他用途則為25%；
圖一 石英元件應用領域比重
資料來源：寶來證券整理
全球石英元件發展動向：
若觀察各國石英元件的產值可以發現，日本為全球石英元件最大供應國，佔全球產值的70%，而台灣、歐美、大陸等其他地區加總則只佔30%的全球市佔率。由於日本所佔全球產值的比重相當高，日本的產量及產值在石英元件產業中則具有其代表性，因此以下就日本的石英元件產業來了解未來的成長趨勢及將來的價格走勢。
壹、日本石英元件產業狀況
據日本石英元件工業會(QIAJ)資料顯示，2001年度(2000年4月∼2001年3月)日本石英元件產量達38.32億顆，較2000年度衰退25％，產值為1,836日圓，較2000年度減少34.8％。到2002年初，部份石英元件訂單有回流跡象，但受到產品價格下滑的影響，使產值復甦力道不甚明顯。
若以產品別來看，產值最大的手機關鍵元件溫度補償石英振盪器(TCXO)，在手機需求熱絡時，月產值一度成長至82億日圓，但2000年第二季廠商開始調節手機庫存之後，產值即逐步下滑，到2001年9月的產值僅剩41億日圓，較近期高峰減少50％。車用石英元件月產值約6億日圓，該產品的產值相對其它產品較為穩定成長，所以在汽車電子化持續發展，電子收費系統(ETC)、車用導航系統等車用電子產品日漸普及下，預期車用石英元件需求將持續成長。
在2002年的預估方面，根據日本石英元件工業會(QIAJ)預估(見表二)，2002年日本石英元件出貨量約39.9億顆，較2001年增加7.1％，出貨額為1,814.9億日圓，較2001年成長5.8％。
表二 2002年出貨狀況預估
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出貨量(億顆) |
出貨額(億日圓) |
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2001年 |
37.1 |
1,709.6 |
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2002年(F) |
39.9 |
1,814.9 |
資料來源：QIAJ，寶來證券整理，2002/4
在日本2002年石英元件實際產量狀況方面，2002年5月石英元件產量達3.78億顆，較2001年同期成長17.5％，成長幅度創2000年12月以來的新高，顯示石英元件產業似乎有好轉的跡象，但是在產值方面，則因低價位的石英振盪器產量比重增加，以及價格仍有小幅下滑所影響，使得產值減為149.38億日圓，衰退12％。
就石英元件價格趨勢方面，如同其它零組件一樣，一直存在著跌價的壓力，所以在2002年第一季時手機以及PC等相關廠商要求調降石英元件合約價，希望第二季的合約價能較第一季降低10％，但是受到第二季手機以及PC用的石英元件需求有逐步上揚的趨勢，所以2002年第二季日本石英元件合約價下滑幅度已有減緩的趨勢，因此石英振盪器(TCXO)2002年第二季合約價為160∼190日圓，較上一季只滑落了5％。但是到了2002年下半年因為手機及PC的需求又不如預期中明顯成長，進而影響石英元件的需求回升，加上廠商進行設備投資的新產能將陸續開出，在供需不平衡的狀態下，預計石英元件平均價格仍然會有下滑的可能。
貳、石英元件各應用產品全球2003年成長性預估
若以這些應用產品從2002年到2003年的成長率來看(見表三)，以ADSL的成長率最高，高達36%，主要是價格已下降到大眾可接受的價位所帶動的需求；而以行動電話的成長率最小約9%，但其成長幅度已較2002年的成長幅度還要大，主要的成長來源是在單色面板的手機轉換成彩色面板手機所帶動的成長。由於各應用產品在2003年均有成長，因此預估2003年的石英元件的需求會逐漸回升。若細分各應用產品的石英元件產量比重，可以發現以手機的數量最大，其次是PC，由此可知資訊及通訊用產品是石英元件最主要的需求來源。
各應用產品所需用到的石英元件顆數如下表三所示，在資訊領域方面，1台PC必須使用8顆的石英元件，筆記型電腦需要4顆，LCD監視器用4顆；通訊領域方面，1支手機使用5顆石英元件、ADSL Modem用量4顆、Cable Modem使用4顆；在消費性電子產品及其它方面，如數位相機(DSC)要用2顆。
雖然石英元件的應用範圍相當廣泛，但國內石英廠商能夠應用的產品只有PC、NB及ADSL等產品，而應用在手機及LCD監視器的石英元件，因為先前國內廠商做的品質較不穩定，因此仍未能切入該市場，而目前各家廠商在這方面的技術能力已有明顯的提升，因此預計在2002年年底到2003年初可切入手機這塊市場。
表三 石英元件各應用產品全球未來成長率
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2002(F) |
2003(F) |
成長率(%) |
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PC(8pcs/台) |
1.27億台 |
1.41億台 |
11% |
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NB(4pcs/台) |
2947萬台 |
3400萬台 |
15% |
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LCD監視器(4pcs/台) |
3050萬台 |
3800萬台 |
24% |
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行動電話(5pcs/台) |
4億支 |
4.7億支 |
9% |
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ADSL(4pcs/台) |
1650萬台 |
2250萬台 |
36% |
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DSC(2pcs/台) |
2637萬台 |
3181萬台 |
20% |
資料來源：IDC, Dataquest, 資策會MIC，2002/3
參、我國石英元件技術在全球所佔地位比較
石英產業上游部份是利用石英原材料來長晶形成晶棒，目前長晶的技術是利用「水熱合成法」，即利用高溫、高壓的狀況提高溶解度，摻入需要的物質之後，再藉由溫度下降，形成過飽和的溶液，而進行結晶和成長。然而因為所用的原材料品質高低影響所長出來的晶棒品質，其Q值、溫度係數、雜質數及透光度因品質高低而有所不同，而日本及俄羅斯擁掌握了高品質的石英原材料，因此它們所長晶出來的晶棒品質較佳(見表四)，品質佳的晶體除了應用在通訊元件上，更可以用在光學元件上。大陸所做出來的晶棒品質則不如日本，但因大陸具有成本上的優勢，使得中、低階市場對其有一定的需求，也因此國內石英廠商的上游材料有較大的比重是由大陸採購。
中游及下游是做電路設計到封裝，其技術能力的差別可由石英產品的頻率、尺寸、溫度係數、電壓係數的高低來判定，以頻率為例，要做到超高頻及超低頻都有其技術難度，因為若要做到更高頻的頻率，則要將石英晶體切割的更薄，然而石英是很脆弱的物質，因此就要提升切割的技術；若要做到超低頻，其石英晶體則較厚，切割上較沒問題，但要主要技術是在如何使石英晶體產生振盪，這都是其中的技術關鍵。若以全球的技術能力來看(見表四)，則以日本及美國技術能力最高，而台灣及韓國的技術能力次之，大陸的最差。
表四 各國上中下游技術能力比較
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產業位置 技術能力 |
低 |
中 |
高 |
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上游 |
原材料、人工長晶、切割、研磨 |
大陸 |
日本 |
日本及俄羅斯 |
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中游 |
精磨、電路設計、零件安裝 |
大陸 |
台灣及韓國 |
日本及美國 |
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下游 |
封裝、包裝 |
大陸 |
台灣及韓國 |
日本、美國及台灣 |
資料來源：寶來證券整理
肆、台灣石英元件產業的未來機會
由於台灣是資訊、通訊產業的製造重鎮，其中1支手機會用到5顆石英元件，PC必須使用8顆、筆記型電腦4顆…等，由此可知台灣對石英元件需求量很高，約佔全球25%以上，然而台灣石英元件廠商供應給台灣電子廠商用的石英元件僅佔全球7%，主要原因是在技術能力無法和日本廠商相比，但是只要國內石英元件廠提高產品製程技術及提升良率，國內的電子廠轉用台灣生產的石英元件比重將能提高，也就能提高在內需市場的市佔率。日本石英元件因生產的成本較高，所以除了高階產品其附加價值較高之外，中低階產品則較無法和台灣及大陸具成本優勢的廠商來競爭，再加上台灣廠商的技術持續在進步，所以先前手機專用的SMD VCTCXO石英振盪器由日系廠商獨佔，目前這項產品台灣廠商也已開發出來，且所做的厚度更薄，因此我們預期中、低階的資訊用及手機用石英元件訂單，未來將會是國內廠商的天下。基於這的原因，我們再詳細介紹石英元件在通訊市場的應用。
伍、石英在通訊市場的應用
通訊市場包括手機、基地台、Cable modem及ADSL，這個市場仍是石英振盪器（Crystal Oscillator）等產品最大的成長動力，因此這些無線及有線通訊應用產品帶動如溫度控制振盪器（TCXO）、電壓控制振盪器（VCXO）的需求。
以手機為例，在手機上用以調控頻率的石英元件有TCXO、VCXO等各種振盪器、石英晶體、石英濾波器等，其共同的需求為輕薄短小、低成本、安定性、精密度及對環境的耐用範圍高。TCXO是利用溫度來控制振盪頻率，來使手機的振盪頻率更安定，不會因周遭溫度變化太大而產生頻率的飄移，而VCXO則是藉由控制對外電壓，達到微控頻率的石英振盪器，主要在射頻端升降頻以提供手機穩定頻率。
在手機上除了用到石英元件之外，另一項重要元件是濾波器，手機所用的濾波器主要包括SAW Filter及晶片型LC濾波器，若從基本用途來看，SAW Filter與其他濾波器功用相同，都是用來過濾雜訊只讓特定頻率訊號通過的零組件，但因SAW Filter的在高頻方面性能優異、尺寸較小、價格較低且易於量產，目前在高頻濾波器的市場出貨量佔有逾60％的高市佔率。
SAW Filter的原理是運用在基板表面壓電振動方式傳送電磁波，如同地震時在地表傳送波形。SAW基板的表面非常薄，可以產生高頻，而SAW Filter主要是選擇所需要的頻率範圍，並過濾頻帶區間以外的聲波及雜訊。除手機之外，基地台、無線電話、呼叫器、衛星訊號接收器、電視、錄放影機等家電產品，也會用到SAW Filter。
單頻手機在射頻（RF）部分依設計的不同，需要2∼3顆SAW Filter，中頻（IF）需要1顆SAW Filter，雙頻手機則需要大約5顆SAW Filter，原因是雙頻手機的RF單元，依頻率種類分成兩部分，因此，RF單元需要2倍的SAW Filter。至於CDMA手機，因發展步調比GSM慢，零組件簡化進展稍慢，目前需要5顆SAW Filter。
在SAW Filter發展現況方面，原先在2000年時手機廠商過於樂觀，將手機出貨目標訂在5.8億支，因而造成手機關鍵零組件SAW Filter產生供不應求的現象，所以國外的EPCOS、Murata及Fujitsu等廠商進行擴產，而國內的廠商如希華也藉由購併日本的明電通信株式會社，以取得該公司在SAW Filter的技術；台灣嘉碩則是早已切入這個SAW Filter的領堿，但是到了2000年下半年後，手機換機需求不如預期，手機廠下修出貨量到4億支，反而使得SAW Filter供不應求的現象消失了。到了2002年，因為SAW Filter的製程類似半導體製程，所以設備的投資金額相當龐大，加上目前SAW Filter的價格滑落的相當厲害，毛利率已沒有2000年時的高毛利率水準，因此造成國內石英元件廠商到目前只有晶技仍要切入SAW Filter這塊市場；而希華因購併日本的明電通信株式會社而擁有SAW Filter的技術，但也因投入的資金太過龐大，在目前的景氣狀況下難以獲利，因此沒有打算往SAW Filter來發展的計劃；安碁則始終都沒有要往SAW Filter來發展。
我國石英元件主要廠商發展動向：
壹、石英元件上中下游關係及相關廠商狀況
國內目前石英元件較具規模廠商包括漢昌科技、台灣晶技、希華晶體、安碁科技及加高電子(見表五)。其中上游廠商有漢昌及希華，漢昌是台灣第一家切入石英晶體原材料開發的廠商，也是國內首先跨入光學級石英的廠商，但因光學級石英技術層級較高，國內其它石英元件廠商並沒有跨入該領堿，而漢昌光學級石英的客戶主要是日本廠商，可應用在數位相機、數位攝影機、液晶投影機及Video Phone等產品的鏡片上；而希華於2000年3月購併日本滿澤水晶工廠與明電通信株式會社，另外近期在大陸無錫投資石英晶爐，因此已從中下游跨足到上游。在中下游方面，國內中下游部份廠商數較多，主要廠商有晶技、希華、安碁及加高，各廠商其主要產品用途仍以PC產業之低階產品所佔比重最大，但各廠商其實各有其專注的應用領域，台灣晶技以PC產業客戶為主，所以在PC應用上有較高的市場佔有率；而安碁科技以網路通訊客戶為主，產品應用於各種有線、無線網路卡及其週邊產品；希華晶體則是主要專攻通訊產品市場，且著重在差異化的產品上。
表五 國內石英元件廠商產業位置
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產業位置 |
製程 |
主要廠商 |
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上游 |
原材料、人工長晶、切割、研磨 |
漢昌、希華 |
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中游 |
精磨、電路設計、零件安裝 |
晶技、希華、安碁、加高 |
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下游 |
封裝、包裝 |
晶技、希華、安碁、加高 |
資料來源：寶來證券整理
貳、國內石英元件廠商目前現況
石英元件廠商的營收及獲利能力在2000年第三季創下歷史的高點之後，就開始逐步走下坡。若比較上市櫃三家廠商的營收及獲利狀況，以台灣晶技的營收居石英元件廠商之冠，而安碁則是在2002年第一季獲利能力大幅提升到其它二家廠商之上。以下就這三家石英元件廠商的狀況做一描述。
晶技主要產品有石英晶體(X'tal)、石英振盪器(CXO)，目前是台灣最大的石英晶體供應商，也是國內石英元件SMD封裝生產線最多廠商，主要客戶是以資訊廠商為主。在毛利率方面，2001年第四季毛利率掉落至14.46%，為1996年來毛利率新低水準，主要原因石英產業供過於求，殺價競爭十分激烈，加上高毛利的通訊比重一直降低所致，但到2002年第一季在SMD線產能利用率上升下，毛利率已小幅回升到16.5%，預計晶技的獲利狀況在SMD線產能利用率提升下，2002年下半年獲利狀況逐漸好轉。
希華主力產品為石英晶體(X'tal)、石英振盪器(CXO)與石英濾波器三大類，各佔營收比重50%、20%及30%。希華主要專攻通訊產品市場，且著重在差異化及需量身訂做的產品上，因此在2000年之前均享有30%以上的高毛利率，但在2001年通訊業景氣低迷，加上產能過剩導致供過於求，使得價格大幅下滑，毛利率因此逐季下滑，再加上太多的轉投資拖垮了希華的獲利，預期2002年下半年希華的整體獲利狀況仍然不佳。
安碁主力產品為石英晶體(X'tal)、石英振盪器(CXO)與石英濾波器三大類，石英振盪器佔安碁產能的80%，其次是石英晶體(X'tal)佔18%-20%，石英濾波器產量少於5%，安碁的石英振盪器主要應用於網路通訊及液晶顯示器，其中以DIP型石英振盪器(CXO)產量最大，目前因為安碁將勞力密集DIP型生產線逐漸轉移至大陸肇慶廠，使得毛利率由2001年第二季的7.76%，逐季揚升至2002年第二季的16.97%，預計未來毛利率在產能利用率及良率提高下，將會持續呈現微幅回升的趨勢。
參、未來產品及技術發展趨勢
一、朝小型化及高精密度發展
石英元件廣泛運用在下游各種電子產品，台灣石英廠商先在PC產業應用著墨很久，目前開始往行動電話市場及無線通訊市場來發展，由於該領域朝向輕薄短小發展，且對於產品品質穩定性較為要求，使得石英元件SMD型產品朝向小型化及高精密度來發展，所以許多廠商未來要走向4.0×2.5×1.0mm的VCTCXO(壓控溫度補償石英振盪器)的量產技術。而目前小型化的技術有利用One Chip IC、Blank Design& Manufacturing、Assembly Technology、Testing Technology等技術來達到小型化的要求。
二、往更高頻率的方向發展
隨著無線通訊電子高頻化的需求，石英元件如何提高頻率也是未來趨勢。因此目前石英振盪器為能符合應用於無線、個人通訊及寬頻高速傳輸等性質，發展趨勢除了體積能符合輕薄短小原則外，傳輸頻率的提高也是目前各廠商發展的重點。
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