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作者 | 方文三
如同乐队演奏必然依赖指挥的引领，打工人的日常作息亦需遵循时间的规律。同样地，在芯片领域，要确保这样一个高度复杂且精细的系统高效运作，也离不开一个至关重要的组件：时钟芯片，它扮演着节拍器的角色，确保系统运行的协调与同步。
时钟芯片电子系统的[脉搏]
时钟芯片在电子系统领域占据核心地位，几乎无处不在，作为整个电子系统的[心脏]，其国产化率目前仍相对较低，且替代难度极大。
在电子系统中，时钟芯片为不同的芯片和功能模块提供统一的时序基准，发挥着[心脏]般的重要作用，确保系统各部件的协调、稳定运行。
在单一设备内部，时钟信号是各芯片协同工作的基石；在系统整体层面，时钟信号则是各设备间协同工作的关键。时钟信号的质量直接关系到数据传输的可靠性。
广义而言，时钟产品涵盖振荡器、实时时钟、时钟驱动器、时钟发生器、去抖时钟和时频同步芯片等。
狭义上，时钟芯片特指时钟驱动器、时钟发生器、去抖时钟和时频同步芯片。
对于系统集成度要求较高但数据处理速率与准确度需求相对较低的应用场景，时钟系统通常采取集成方式设计或封装于SoC芯片中，例如手机、智能手环等消费电子产品。
对于数据处理速率与准确度需求较高的应用场景，时钟系统则通常以独立芯片或模块的形式存在，以满足基站、数据中心（包括服务器、交换机等）、汽车等领域的需求。
时钟芯片全球市场规模超百亿
基站等通信设备作为时钟芯片需求量最大、性能要求最高的下游应用，其宏基站设备中一般会使用30颗以上的时钟芯片。
基于Market Data Forecast的统计数据，2022年，时钟发生器、时钟驱动器和去抖时钟三类时钟芯片的市场规模总计达到了20.3亿美元，并预计至2027年将增长至30.2亿美元。
根据Gartner预测，时钟芯片约占模拟芯片市场的2%，则推测2023年全球的时钟芯片的市场规模约16.64亿美元。
中国作为全球最大的模拟芯片市场，占据了全球市场份额的36%。
在假设国内时钟芯片市场占比与模拟芯片整体市场保持一致的前提下，基于Gartner的保守数据估算，预计2023年中国国内时钟芯片的整体市场规模将达到约6亿美元，折合人民币约为42亿元。
而若参考Market Data Forecast的数据，仅针对时钟发生器、时钟驱动器和去抖芯片这三类芯片而言，其市场规模预计在2023年将接近8亿美元，折合人民币约为56亿元。
鉴于时钟芯片作为模拟芯片的一个细分品类，其市场占比大致为模拟芯片市场的2%，当前市场上关于时钟芯片的专门报告较为稀缺。
2024年将成为5.5G商用元年，这一发展将为时钟芯片基站市场带来新的增量需求。
在当前的产业背景下，中国通信设备供应商凭借其价格、技术和产业链优势，在出海业务拓展方面取得了显著成效。
服务器作为需要独立时钟芯片产品的设备，单台服务器一般需要10颗左右的时钟芯片。
根据IDC的数据，2022年浪潮服务器的市场份额为28.1%，新华三的市场份额为17.2%，超聚变的市场份额则为10.1%。
值得注意的是，浪潮、超聚变等头部厂商已经开始批量使用国产时钟芯片方案。
据MIC及Trendforce测算，2023年全球AI服务器出货量超过125万台，同比增长超过47%，并预计2024年将增长至194万台。
IDC预测，至2027年，中国AI服务器市场规模将达到164亿美元。
随着AIGC的逐渐应用和产业数智化的持续深化，预计全球服务器市场需求将全面上升，用户对通用服务器和人工智能服务器的采购需求也将逐步增加。
随着仪器仪表的国产化和技术升级，时钟产品对设备性能的影响日益凸显，中高端仪器仪表的关键芯片国产化已成为行业未来的发展趋势。
示波器、频率类分析仪表（包括频谱分析仪、网络分析仪、信号发生器、矢量网络分析仪等）等设备对时钟芯片的需求尤为显著。
以频谱类分析仪表为例，据Technavio的分析数据显示，2019年国内频谱和网络分析仪的市场规模已达到21.2亿美元，并预计将以5.54%的复合年均增长率增长，预计在2024年将达到27.76亿美元。
每台仪表平均使用约4颗时钟芯片，约占设备成本的3%，因此预计2024年国内频率类仪表对于时钟芯片的需求将达到约6亿元。
国内时钟芯片从0到1开始起步发展
目前，国内有多家公司专注于时钟芯片产品的研发与生产，包括已申报IPO的宁波奥拉半导体股份有限公司、广东大普通信技术股份有限公司，以及获得知名机构投资的新港海岸（北京）科技有限公司、无锡有容微电子有限公司、上海锐星微电子科技有限公司等。
此外，成都电科星拓科技有限公司、核芯互联（北京）科技有限公司等知名公司也推出了时钟芯片产品。
在时钟芯片市场中，去抖芯片因其在通信市场中的广泛应用，集成了时钟发生、去抖等功能，具有较高的技术壁垒。
据奥拉招股说明书披露，奥拉的去抖芯片已批量应用于5G基站供货，国内去抖芯片主要参考Skyworks的型号，时钟缓冲器芯片产品则较多对标Pericom、TI等知名品牌。
龙营半导体则主要面向车规市场，其第二大股东为全球前三的晶振供应商台湾晶技。
广东大普通信技术股份有限公司已搭建覆盖全等级高稳时钟（OCXO、TCXO、时钟晶体、时钟模块、时间服务器等）、多品种时钟芯片（IEEE1588、RTC、Buffer、SPXO-IC、TCXO-IC、OCXO-IC等）的全时钟产品链。
该公司自主研发的车规级高精度RTC—INS5A8900 & INS5A8804，在软硬件设计上兼容国际主流品牌，管脚Pin-to-Pin完全相容，满足AEC-Q100标准，用户可轻松实现国产替代。
上海锐星微电子科技有限公司在国内细分市场亦取得一定占有率，其晶体振荡器XO作为公司的核心产品，在行业内拥有显著的技术优势。
产品涵盖基频时钟、三次泛音时钟、低压低功耗时钟、LVPECL/LVDS差分输出时钟、VCXO、高频差分时钟等系列，能够满足工业和车规性能要求。
此外，公司的扩频时钟发生器、兼容Intel CK440规格的PCI-e时钟发生器系列、兼容Intel DB2000规格的时钟缓冲器系列、车规级PCI-e时钟发生器、RTC时钟、超低抖动以太网同步时钟等产品均已实现量产并投放市场。
近日，国网能源互联网研究院采用统一国产化硬件平台，设计研发了多种形态的物联化配电终端。
据国网相关资料显示，在物联管理硬件平台和采集测控硬件平台的设计上，国网所选用的实时时钟芯片为兴威帆自主研发生产的高精度实时时钟芯片SD3078。
然而，目前国产时钟芯片公司的收入规模普遍较小，除奥拉外，大部分公司的时钟芯片收入仍处于千万元级别，表明国内企业在时钟芯片领域仍有较大的国产化替代空间。
结尾：
晶振、时钟产生器、时钟驱动器共同构成了产生可使用时钟信号的最基本环路，是时钟信号芯片的基石。
目前，该领域的竞争格局尚未形成，各家企业均在竞相发展，谁将成为最终的赢家尚待观察，期待时钟芯片的国产替代能够更快、更猛烈地推进。
部分资料参考：
云岫资本：《时钟芯片：电子系统[脉搏]的国产化挑战与机遇》，张通社：《20年时钟芯片老兵，扎根张江创业，如何实现[国产创新]？》，芯片投资进阶：《时钟芯片：为啥还没跑出一家上市公司？》，有容微电子：《有容微电子推出单端输入单端输出1:4时钟缓冲器GM51104》，上海松江：《让时钟用上中国[芯]！松江这家企业年销售时钟芯片上亿颗》
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