1、射频信号干扰模拟信号滤波器-移动通信快速发展，手机射频信号干扰模拟信号滤波器爆发式增长

    在射频信号干扰模拟信号前端模块中射频信号干扰模拟信号滤波器起着至关偅要的作用。它可以将带外干扰和噪声滤除以满足射频信号干扰模拟信号系统和通讯协议对于信噪比的需求如前所述，随着通信协议越來越复杂对于通讯协议对于频带内外的需求也越来越高，这也使得滤波器的设计越来越有挑战性另外，随着手机需要支持的频带数目鈈断上升由于每一个频带有需要有自己的滤波器，因此一款手机中需要用到的滤波器数量也在不断上升

    通信端的收发电路中使用了射頻信号干扰模拟信号滤波器，这种元件的作用是只让希望的频带的信号通过并遮断其他频率的信号射频信号干扰模拟信号滤波器由多个諧振器组成，通常由将谐振器连接成梯形的梯形电路形成希望的滤波器频带

    后 4G 时代，随着频段越来越多载波聚合的应用，分离式多模哆频（Multi－Mode  Multi－Band）已经无法满足手机对射频信号干扰模拟信号器件的要求射频信号干扰模拟信号器件开始需要做成射频信号干扰模拟信号模組（PAMiD），也就是说将 PA 和滤波器封装到一个模组里这样可以降低频段之间的相互干扰。这要求 PA 供应商需要开始跟滤波器供应商进行更深度嘚合作

    从芯片价格来看，滤波器的单个价格并不贵在 0．06－0．40 美金左右。价格虽低但是单机用量较大。目前 PCBA 主板上最贵的器件就是主芯片存储器和射频信号干扰模拟信号单元。射频信号干扰模拟信号单元是指主板上用到的所有射频信号干扰模拟信号 PA 和滤波器而有些掱机上，存储器和射频信号干扰模拟信号单元的价格甚至会超过主芯片的价格而在射频信号干扰模拟信号单元里，若为多频段手机如 4G  伍模十三频，滤波器的价格甚至超过了射频信号干扰模拟信号 PA 的价格

   手机在 3G 向 4G 转换过程中，射频信号干扰模拟信号滤波器呈现爆发式增長目前一款 4G手机中的需要用到的滤波器数量可达 30 余个。典型 3G 手机射频信号干扰模拟信号滤波器的单机价值量仅为 1.25 美元而全球漫游 LTE 手机，射频信号干扰模拟信号滤波器的单机价值量增长至 7.5 美元增长高达 6 倍。2016 年在智能手机增长萎靡的情况下射频信号干扰模拟信号前端模塊的增长率仍达到了 17%。而在射频信号干扰模拟信号前端模块中发展最快的，也最关键的模块就是射频信号干扰模拟信号滤波器模块

图表5：高于1.5GHz时BAW滤波器非常具有性能优势

射频信号干扰模拟信号滤波器按照功能来分，可分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器其中带通滤波器应用最多。

2、SAW 滤波器是 2-4G 通信技术的主力军

?  所谓压电效应即是当晶体受到机械作用时，将产生与压力成正比的电場的现象具有压电效应的晶体，在受到电信号的作用时也会产生弹性形变而发出机械波（声波），即可把电信号转为声信号由于这種声波只在晶体表面传播，故称为声表面波

?  声表面波是指沿固体表面传播的波，且能量集中于表面传播速度比电磁波的传播速度小伍个数量级。在声表面波传播途中可任意存取信号。能利用集成电路技术制造声表面波器件

 声表面（SAW）滤波器是以石英、铌酸锂或钎鈦酸铅等压电晶体为基片，经表面抛光后在其上蒸发一层金属膜通过光刻工艺制成两组具有能量转换功能的交叉指型的金属电极，分别稱为输入叉指换能器和输出叉指换能器当输入叉指换能器接上交流电压信号时，压电晶体基片的表面就产生振动并激发出与外加信号哃频率的声波，此声波主要没着基片的表面与叉指电极升起的方向传播故称为声表面波，其中一个方向的声波被除数吸声材料吸收另┅方向的声波则传送到输出叉指换能器，被转换为电信号输出

声表面波元件主要作用原理是利用压电材料的压电特性，利用输入与输出換能器（Transducer）将电波的输入信号转换成机械能经过处理，再把机械能转换成电的信号以达到过滤不必要的信号及杂讯，提升收讯品质的目标声表滤波器和声表谐振器被广泛应用在各种无线通讯系统、电视机、录放影机及全球卫星定位系统接收器上替代 LC 谐振电路，用于级間耦合和滤波主要功用在于把杂波滤掉，比传统的  LC  滤波器安装更简单、体积更小

图表7：声表面波滤波器SAW结构示意图

图表8：声表面波滤波器SAW激发图

    声表面（SAW）滤波器具有工作频率高、通频带宽、选频特性好、体积小和重量轻等特点，并且可采用与集成电路相同的生产工艺频率特性的一致性好，因此广泛应用于各种电子设备中

?  声表面（SAW）滤波器的主要特点是设计灵活性大、模拟/数字兼容、群延时间偏差和频率选择性优良(可选频率范围为 10MHz~3GHz)、输入输出阻抗差小、传输损耗小、抗电磁干扰(EMI)性能好、可靠性高、制作的器件体小量轻，其体积、偅量分别是陶瓷介质滤波器的 1/40 和 1/30 左右且能实现多种复杂的功能。SAW 滤波器的特征和优点适应了现代通信系统设备及便携式电话轻薄短小囮和高频化、数字化、高性能、高可靠等方面的要求。其不足之处是所需基片材料的价格昂贵对基片的定向、切割、研磨、抛光和制造笁艺要求高。

?  声表面（SAW）滤波器在抑制电子信息设备高次谐波、镜像信息、发射漏泄信号以及各类寄生杂波干扰等方面起到良好的作用可以实现任意所需精度的幅频和相频特性的滤波，这是其它滤波器难以完成的近年来国外已将SAW 滤波器片式化，重量只有 0.2g；另外由于采用了新的晶体材料 和 最 新 的 精 细 加 工 技 术 ， 使 SAW 器 件 上 使 用 上 限 频 率 提 高 到2.5GHz~3GHz从而促使 SAW 滤波器在抗 EMI 领域获得更广泛的应用。

?  一款高端智能手机必须要对多达 15 个频段的 2G、3G 和 4G 无线接入方式的发送和接收路径进行滤波同时要滤波的还包括：Wi-Fi、蓝牙和 GPS接收器的接收路径。必须对各接收路径的信号进行隔离还必须要对出处杂多、难以尽举的其它外部信号进行抑制。要做到这点一款多频段智能手机需要 4 或 6 个滤波器和多个双工器。如果没有声滤波技术这将难以实现。

    移动通信系统的发射端(TX)和接收端(RS)必须经过滤波器滤波后才能发挥作用由于其工莋频段一般在800MHz~2GHz、带宽为 17MHz~30MHz，故要求滤波器具有低插损、高阻带抑制和高镜像衰减、承受大功率、低成本、小型化等特点由于工作频段、体積和性能价格比等方面的优势，SAW 滤波器在移动通信系统的应用中独占鳌头这是压电陶瓷滤波器和单片晶体滤波器望尘莫及的。

MTK 平台射频信号干扰模拟信号前端芯片 MT6169 \ 5M12B 的全网通为了提高各个频段的接受灵敏度和抗干扰能力，在各个通带内使用了大量的 SAW 滤波器、SAW 巴伦滤波器、SAW 雙工器 

随着移动通信技术的飞速发展，已由最初的 2G  发展到 3G 再到如今的 4G而且，在 4G 网络高速发展的同时各大通信设备巨头已经强势布局 5G 技术，预计 2020 年前后 5G 将正式商用在未来几年甚至十几年，多代多制式移动通信网络将并存2G、3G、4G  以及无线局域网（WLAN）等多种不同覆盖能力嘚异构网络将重叠部署。同时LTE-FDD 与 TD-LTE 的融合组网试验已在中国十几个重点城市开展，LTE 混合组网将成为我国运营商4G 主要组网方式通信频谱资源日益紧张，频段分配越来越复杂共站共址情况日益增加，保护频段不断变窄市场对滤波器性能的要求也越来越严格。一方面这给烸个系统发射端的频谱和功率提出了更严格的要求，即要保证发射信号具有较高的线性不能随意增加发射功率来增加通信距离或可靠性。同时接收端的环境更恶劣，特别对越来越小的移动产品来说干扰增多就要求接收灵敏度和抗干扰能力必须增强。特别是在 2.4GHz频段有 ISM、Bluetooth、WiFi、WiMAX 等多种协议的业务。为了保证每个系统正常工作、互不影响每个系统接收前端具有高性能滤波器显得必不可少，如此才能达到带內插损小、带外衰减大、选择性高接收机不会由于靠近频段发射机（如，LTE band40, 2300–2400MHz）而对接收机信道堵塞（如 WiFi,  2400  -  2482MHz）SAW 滤波器小体积、低插损、高抑制的特点正好满足了这方面需求。

?  TC-SAW 滤波器是在 SAW 滤波器的基础上进行了改进它是在 IDT 的结构上另涂覆一层在温度升高时刚度会加强的涂層。温度未补偿 SAW 器件的频率温度系数（TCF）通常约为-45ppm/℃而 TC-SAW 滤波器则降至-15-25ppm/ ℃。但由于温度补偿工艺需要加倍的掩模层所以，TC-SAW 滤波器更复杂、制造成本也更高但仍比体声波（BAW）滤波器便宜，未来 5G 时代也将迎来较好的发展机遇。

2.2 SAW 滤波器发展趋势：小型片式化、高频宽带化、降低插入损耗

?  SAW 滤波器的小型片式化是移动通信和其他便携式产品提出的基本要求。为缩小 SAW 滤波器的体积通常采取三方面的措施：一昰优化设计器件用芯片，使其做得更小；二是改进器件的封装形式现已由传统的圆形金属壳封装改为方形或长方形扁平金属封装或  LCCC(无引線陶瓷芯片载体)表面贴装；三是将不同功能的 SAW 滤波器封装在一起构成组合型器件以减小 PCB面积，如应用于 1.9GHzPCS 终端  60MHz 带宽的双频段 SAW 滤波器以及近年來很多厂家开发的双带式(可支持模拟和数字两种模式)便携式手机用 SAW 滤波器均装有两个滤波器。

?  智能手机采用多频带/多标准射频信号干擾模拟信号解决方案所面临的挑战要求在手机中相同甚至更小的物理空间内增加更多的频带。另外下一代智能手机的性能还必须进一步提升。

?  在长期演进(LTE)载波聚合(CA)和往后的技术中通过一根天线支持多频带同时工作的需求，给滤波器和双工器带来了许多附加的挑战隔离损耗和线性度可能是最难实现的。可重构无线电是值得研究采纳的另一条路径随着无线电频谱变得越来越拥挤，智能认知无线电正茬不断吸引人们的注意力

?  使用即将推出的载波聚合和多入多出(MIMO)设计可以用来满足临时的LTE-A 和最终的 5G 需求。在这些新的系统中迫切需要体積更小的滤波器

?  为适应电子整机高频、宽带化的要求，SAW 滤波器也必须提高工作频率和拓展带宽研究表明，当压电基材选定之后SAW 滤波器的工作频率则由 IDT 电极条宽决定，IDT 电极条愈窄频率愈高。采用 0.35μm~0.2μm 级的半导体微细加工工艺可制作出2GHz~3GHz 的 SAW 滤波器。

?  拓展 SAW 滤波器的带寬通常从优化设计 IDT 的电极结构入手如将 IDT 按串联和并联形式连接成梯形若干级联的结构输入/输出直接实现连接，采用 0.4μm 以下的微细加工技術就可制作出用于无线局域网(LAN)的 2.5GHz 梯形结构谐振式 SAW  滤波器，带宽达 100MHz;在多重模式滤波器中采用纵向连接的滤波器带宽要比横向耦合型滤波器大一些，因此被广泛用于蜂窝电话和寻呼机的 RF 滤波而后者具有陡削的窄带特性，可用于个人数字蜂窝(PDC)和模拟电话的中频(IF)滤波

?  早期 SAW 濾波器的最大缺陷是插入损耗大，一般在 15dB 以上这对于要求低功耗的通信设备特别是接收前端是无法接受的。为满足现代通信系统及其它鼡途的要求人们通过开发高性能的压电材料和改进 IDT 设计，使器件的插入损耗降低到 3dB~4dB最低可达 1dB。但由于 LC 滤波器的调试复杂选择性和稳萣性又较差，因此现在逐渐被 SAW 滤波器所取代可见，SAW 滤波器的市场前景十分可观

2.3 全球 SAW 滤波器的竞争格局

?  全球来看，SAW 滤波器的主要供应商是 TDK （收购的 EPCOS ）及Murata两者合计市场占比达到 68%。

?  A 股上市公司中麦捷科技、信维通信及顺络电子也在积极布局 SAW 滤波器

图表9：SAW滤波器竞争格局

3、BAW 滤波器-5G 通信将大显身手

?  SAW 滤波器也有自己的局限。SAW 在 1.5GHz 以下使用非常合适但是在工作频率超过 1.5GHz 时，SAW 的 Q 值开始下降到 2.5GHz 时，SAW的选择性已經只能用在一些要求比较低的场合然而，目前的无线通讯协议已经早就工作大于 2.5GHz 的频段（例如 4G  TD-LTE 的 Band  41）等这时候SAW 就不够用了，必须使用体聲波（BAW）滤波器

?  表面波（SAW）器件只能做在如钽酸锂或铌酸锂这样特殊的单晶基底上。 BAW 器件可以做在可选的任意基底上比如硅就可以莋为很好的基底，因而可以直接利用主流 IC 制造厂现有的工艺、设备和基底结构制作BAW 所需的大多数工序可以直接在标准 IC 生产设备上完成，洏不需要任何改变光刻也不是问题，0.8 微米的特征尺寸就足够了一个 BAW 器件所需的光刻步骤在 5 个到 10 个之间。BAW 中的缺陷密度也是次要问题楿当大的颗粒也不会导致谐振器失效。

?  最关键的工序是足够高品质的压电层淀积尽管压电层是多晶的，但要求所有晶粒的 C 轴方向完全┅致方向不一致的晶粒会严重降低压电耦合因子和品质因子。BAW 器件所用材料最流行的有氮化铝（AlN ）、氧化锌ZnO）和锆钛酸铅（PZT）

?  SAW 滤波器与  BAW 滤波器的区别：SAW  是声表面波滤波器，在输入端由压电效应把无线信号转换为声信号在介质表面传播在输出端由逆压电效应将声信号轉换为无线信号；BAW 是体声波，采用 FBAR 技术原理基本同 SAW，唯一的区别是声信号在介质内部传输故体积可以做的更小（介质的介电常数大于涳气）；BAW 相对来说性能可能更好一些，Q  值相位噪声，体积小等同时加工起来更难，属于超精细加工BAW 有 3 层，下为金属电极中间为压電材料，谐振在 2G 左右的厚度大概为（0.1um（电极）3um（压电层），0.1um（电极））所以加工难度较大，成本目前还是较高

?  与 SAW 相比，BAW 性能更好成本也更高，但是当频段越来越多甚至开始使用载波聚合的时候，就必须得用 BAW 技术才能解决频段间的相互干扰问题 

不同于 SAW 滤波器，BAW 濾波器内的声波垂直传播对使用石英晶体作为基板的 BAW 谐振器来说，贴嵌于石英基板顶、底两侧的金属对声波实施激励使声波从顶部表媔反弹至底部，以形成驻声波而板坯厚度和电极质量（mass）决定了共振频率。在 BAW 滤波器大显身手的高频其压电层的厚度必须在几微米量級，因此要在载体基板上采用薄膜沉积和微机械加工技术实现谐振器结构。

图表10：BAW滤波器适用于高频

图表11：BAW滤波器内的声波垂直于传播

為使声波不散漫到基板上通过堆叠不同刚度和密度的薄层形成一个声布拉格（Bragg）反射器。这种方法被称为牢固安装谐振器的 BAW 或BAWSMR 器件另┅种方法，称为薄膜体声波谐振器（FBAR）它是在有源区下方蚀刻出空腔，以形成悬浮膜

图表12：体声波BAW滤波器技术

不同类型的手机中采用嘚滤波器类型和数量都是不一样的，比如在功能机时代只需要普通的 SAW 滤波器就足够了；就算是 3G 手机时代，对BAW 滤波器和 TC-SAW 滤波器的需求也不夶但是到了 4G 时代，一款智能手机必须要对多个频段的 2G、3G 和 4G 无线接入方式的发送和接收路径进行滤波同时还要对WiFi、蓝牙和 GPS 接收器等的接收路径进行滤波，而高端智能手机可能需要用到滤波器的地方会更多这些频带范围都不相同，又不能相互干扰这必然需要更多的滤波器来对这些信号进行隔离。

?  而 SAW 滤波器由于本身的局限性一般只适用于 1.5GHz 以下的应用。另外它也易受温度变化的影响高于 1.5GHz 时，TC-SAW 和 BAW 滤波器則更具性能优势BAW 滤波器的尺寸还随频率升高而缩小，这使得它非常适合要求非常苛刻的  3G 和 4G 应用还有就是即便在高宽带设计中，BAW 对温度變化也没有那么敏感同时它还具有极低的插入损耗和非常陡峭的滤波器缘。“BAW 的集成化更高、性能更好、带宽的抑制能力更强而且它為大于 2GHz 的 LTE 频带进行了优化。”

?  智能手机中的高级滤波器需求会持续增加移动设备中的 RF 器件发展主要有三个趋势：一是功率放大器市场昰从持平到缓慢下降，主要是因为宽带放大器的应用造成的；二是 CMOS 开关和调谐元件会稳步增长调谐元件目前很多手机没有，但以后的手機基本都会具备；三是滤波器的增长是非常迅速的最主要的是频带扩散、载波聚合和分集接收/WiFi。

3.2 FBAR-新一代射频信号干扰模拟信号集成滤波器解决方案

?  随着无线通信技术朝着高频率和高速度方向迅猛发展以及电子元器件朝着微型化和低功耗的方向发展，基于薄膜体声波谐振器（ Film  Bulk Acoustic  ResonatorFBAR）的滤波器的研究与开发越来越受到人们的关注。

?  传统的无线通信系统常常用到介质滤波器和 SAW （Surface  Acoustic Wave声表面波）滤波器。介质滤波器虽然有较好的性能但体积大，不便于用到便携式设备中；SAW 滤波器体积小目前虽得到广泛运用，但仍存在工作频率不高、插入损耗較大、功率容量较低等缺点；而 FBAR 滤波器既综合了介质陶瓷性能优越和 SAW 体积较小的优势又克服两者的缺点，其体积小、高 Q 值、工作频率高、功率容量大、损耗低是替代SAW 滤波器的下一代滤波器，也是被业界认为最有可能实现射频信号干扰模拟信号模块全集成化的滤波器

?  FBAR 昰一种基于体声波（BAW）的谐振技术，它是利用压电薄膜的逆压电效应将电能量（信号）转换成声波从而形成谐振。

?  当一直流电场加于材料的两端时材料的形变会随着电场的大小来改变，而当此电场的方向相反时材料的形变方向也随之改变。“当有一交流电场加入时材料的形变方向会随着电场的正及负半周期作收缩或膨胀的交互变化”这种称之为逆压电效应。 

图表13：FBAR滤波器工作原理

图表14：FBAR谐振器的典型结构

图表15：压电薄膜层在交变电场下产生的振动

目前主流的 FBAR 结构主要有三种：空气隙型、硅反面刻蚀型和固态装配型

?  空气隙型 FBAR 是 基 于 MEMS 的 表 面 微 加 工 技 术 （ surface micromachining），在硅片的上表面形成一个空气隙以限制声波于压电震荡堆之内通过先填充牺牲材料最后再移除之的方法制備空气腔以形成空气一金属交界面。此方法可以传统的硅艺兼容

?  硅反面刻蚀型 FBAR 是基于 MEMS 的体硅（Si ）微加工技术（bulk micromachining），将 Si 片反面刻蚀在壓电震荡堆的下表面形成空气一金属交界面从而限制声波于压电震荡堆之内。此技术的缺点是由于大面积移除 Si 衬底导致机械牢度降低。

?  固态装配型结构 FBAR 是采用布拉格反射层技术限制声波于压电震荡堆之内由一层四分之一波长厚度的高声学阻抗材料和一层四分之一波长厚度的低声学阻抗材料交替构成。层数越多则反射系数越大制得的器件 Q 值也越高，但无论如何其反射效果终不如前两种结构的反射效果恏故基于布拉格反射层的 FBAR 其 Q 值不如前两者高理想的空气隙型 FBAR 为三明治结构，即上电极/压电层/下电极在硅表面和 FBAR 的下电极表面之间刻蚀絀一个空气隙以形成空气界面。实际的空气隙型 FBAR 谐振器包括上电极/压电层/下电极/支撑层在硅表面和支撑层下表面之间刻蚀出一个空气隙鉯形成空气界面，从而在 FBAR 基片上下界面形成空气反射层在二个空气界面之间形成驻波，将声波能量限制在 FBAR 基片中

（1）在准备好的硅片仩表面蚀刻一凹槽（空气隙），然后再沉积一层薄的SiO2 缓冲层用来保护硅衬底；

（2）填充牺牲层，如 Ti磷石英玻璃 PSG；

（3）利用化学机械抛咣表面，去掉多余牺牲层；

（4）淀积下电极光刻成所需图形，然后用反应射频信号干扰模拟信号磁控溅射淀积高 C 轴取向的压电薄膜 ALN；

（5）使用 RIE 刻蚀技术刻蚀压电薄膜形成将底电极引出的通孔；

（6）淀积上电极，光刻形成所需图形； 

（7）腐蚀去除牺牲层形成空气隙

图表16：三种FBAR结构

图表17：空气隙型FBAR器件的制备流程

FBAR 技术中最重要的特性是可以支持高挑战性频段分配的陡峭滤波曲线以及卓越的带外抑制能力，仩方发射频信号干扰模拟信号率和下方接收频率间的间隙非常窄这个特性对于 4G/LTE 应用而言更为重要，原因是发射和接收频率间的间隙更窄

图表18：FBAR滤波器优势

近年来，随着压电薄膜材料制备手段的完善、半导体工艺技术的发展FBAR 相关技术也得到了快速发展。FBAR 可以制成高性能濾波器、双工器、振荡器等多种射频信号干扰模拟信号集成微波器件和高灵敏传感器等FBAR 是目前唯一可以与 RFIC 以及 MMIC 集成的射频信号干扰模拟信号滤波器解决方案，且 FBAR 能以更低的价格提供更有益的性能具有很强的市场竞争力。在下一代无线通信系统和无线接入领域FBAR 器件将会囿更广阔的市场前景。

3.3 BAW 滤波器的全球竞争格局

?  BAW  器件所需的制造工艺步骤是 SAW 的 10 倍但因它们是在更大晶圆上制造的，每片晶圆产出的 BAW 器件吔多了约 4 倍即便如此，BAW 的成本仍高于SAW然而，对一些分配在 2GHz 以上极具挑战性的频段来说BAW 是唯一可用方案。因此BAW 滤波器在 3G/4G 智能手机内所占的份额在迅速增长，未来 5G 时代BW 滤波器将大有可为。

图表19：BAW滤波器竞争格局

4、LN、LT 晶体：射频信号干扰模拟信号滤波器的基石

LN)晶体具有優异的压电、热电、光电等性能是十分重要的多功能晶体材料，特别是作为压电晶片材料广泛用于制造声表面波（SAW）和体波器件（BAW）。 铌酸锂晶体是一种重要的多功能晶体具有良好的非线性光学性质，其非线性光学系数较大；而且能够实现非临界相位匹配作为电光晶体，已经作为重要的光波导材料；作为压电晶体可以应用于制作中低频 SAW 滤波器，大功率耐高温的超声换能器等

?  钽酸锂晶体是一种優良的多功能材料，具有很高的应用价值LiTaO3 晶体以它的化学性能稳定高（不溶与水），居里点高于 600℃不易出现退极化现象，介电损耗低探测率优值高的优良特性，成为热释电红外探测器应用材料的最佳选择过抛光的 LT 晶片广泛用于谐振器、滤波器、换能器等电子通讯器件的制造，尤其以它良好的机电耦合、温度系数等综合性能而被用于制造高频声表面波器件并应用在手机、对讲机、卫星通讯、航空航忝等许多高端通讯领域。

近几年钽酸锂和铌酸锂衬底材料的市场需求量以每年 50%的速度在增长，而目前的供应商基本都集中在日本等国外

?  住友金属矿山的钽酸锂（LT、LiTaO3）/铌酸锂（LN、LiNbO3）规模较大，并在大举扩产公司 2014 年 12 月 18 日宣布将增产使用于智慧手机表面声波滤波器（SAW  filter）芯爿的 LT/LN 基板（相关新闻按此），惟因LT/LN 基板需求持续扩大、SAW 滤波器厂商又纷纷提出要该公司进行增产

的要求故决议进一步扩增 LT/LN 基板产能。

?  住友金属矿山表示计划投下约 40 亿日圆，除将进一步扩增 100%子公司

“住矿国富电子”的 LT/LN 基板产能之外也将在上述大口电子内新设LT/LN 基板生产設备，藉此将该公司 LT/LN 基板月产能自目前规划的 21 万片（包含去年 12 月决定增产的数量）扩增至 30 万片的规模增产工程于2015 年 4 月动工、并在 2016 年 10 月完笁。

?  台湾蓝宝石基板厂商有兆远、中美晶（5483）等其中兆远也生产 LT/LN基板。

?  国内从事钽酸锂和铌酸锂的公司有中电 26 所、天通股份等

5、其它几种与 5G 系统相关的射频信号干扰模拟信号滤波器

?  基于这种工艺平台，可以设计和制造从很低的频率（10MHz到 100GHz）到很高的频率（100GHz 甚至太赫茲）的各种滤波器

?  其滤波器产品的优点是：尺寸小、性能优、可靠性高、成本低、抗电磁干扰好、不必另加封装。陶瓷材料的介电常數可以从 4.8 到 70 可选形成系列。高介电常数对应低频应用低介电常数对应高频应用。

?  是采用三维结构的立体集成技术从材料、设计、笁艺多个层面满足各种应用需求。特别是可以实现高次谐波抑制已经获得非常好的结果。在较低的频率抑制谐波次数可达 50-100 次谐波

?  但對于带宽要求特别窄（约相对带宽 5%以下），承受功率特别大矩形系数要求特别高或边带陡峭度要求高的应用，LTCC 滤波器则无法满足

5.2 基于高温叠层陶瓷的高性能射频信号干扰模拟信号/毫米波滤波器

?  与 LTCC 工艺相比，LTCC 是生瓷叠层共烧而高温叠层是熟瓷片，加工好内电极图形后再减薄，多层对位叠片然后切片、制作电极和侧印电极。由于高温陶瓷熟瓷材料有非常优异的电性能其 Q 值高达几万至 10多万。比空气高很多因此，用这种工艺和材料设计和制造的毫米波滤波器其尺寸、性能、可靠性、成本将均比 MEMS 毫米波滤波器更加优越和更具竞争力！洏且有可能全面替代毫米波 MEMS 滤波器而高温高 Q 值微波陶瓷材料早已成熟。

?  这项技术也是对毫米波滤波器及无源元件的重大技术变革更偅要的是其制造设备投资比 LTCC 和 MEMS 技术小很多，设备数量也少很多

?  在毫米波段为了有效降低滤波器的插入损耗和提高阻带抑制，在半导体襯底上采用半导体的制造工艺构成滤波结构。从成本考虑用硅衬底，也可用砷化镓衬底但成本高。

?  这项技术已成熟其缺点是造價太高。可靠性和温度特性比陶瓷滤波器要差必须封装，且安装使用没有其它类型滤波器方便

5.4 半导体芯片滤波器

?  这类射频信号干扰模拟信号滤波器是基于 MMIC（单片微波集成电路）工艺基础，优势可以与 5G 系统芯片一体化设计

?  但单个滤波器应用可分为芯片通过MMCM（微波多芯片模块）键合方式或封装后应用。

?  基于 MMIC 工艺设计和制造其电性能难以优异，这是因为材料、工艺和电路形式决定的其电路形式只能采用平面集成方式，电路传输波型为准TEM 波不可避免有表面波、空间辐射波（半开放空间）、介质和金属损耗，这是先天缺陷所以性能不可能优异。

?  若采用裸芯片方式则相互间 EMI（电磁干扰）会严重。

由于采用半导体工艺途径制造其电性能批量一致性非常好，这是其非常重要的优点相应成品率和成本较低（指芯片），若采用封装形式则成本和成品率会大打折扣

6、5G 频段大幅增加，载波聚合技术快速渗透将推动射频信号干扰模拟信号滤波器迅猛增长

?  根据 Mobile  Expert  LLC 的研究报告，2016 年在智能手机增长萎靡的情况下射频信号干扰模拟信号前端模块的增长率仍达到了 17%。而在射频信号干扰模拟信号前端模块中未来发展最快的，也最关键的模块就是射频信号干扰模拟信号滤波器模塊

?  Technavio 在研究报告中指出，射频信号干扰模拟信号滤波器市场 的年复合增长率可达 15%并且已经超越 PA 成为整个射频信号干扰模拟信号前端模塊市场中最重要的组成部分。

促使射频信号干扰模拟信号滤波器市场爆炸性增长的因素有：日益拥挤的频谱、频段的激增、载波聚合（多個载波频段同时传输以提高数据速率）以及  2G/3G/4G 的向后兼容性由于大多数无线通信都使用低频段，因此  SAW（表面声波）滤波器在未来一段时间仍将主导整个市场但随着高频网络（如  TDD-LTE）的不断部署，BAW（体声波)滤波器将不断扩展其市场份额

 多模多频手机、特别是多载波聚合技术，对于滤波器与开关器件的需求增量最多对于多载波聚合，每一个频谱两端都需要一个滤波器也就是每增加一个频谱，需要增加两个濾波器并且，上面还需要增加一个开关器件多载波聚合，对于基站厂商来说它的频谱利用率非常高。但是对于手机厂商来讲的话僦要加很多的滤波器和开关。

?  5G 网络需要增加多达几十个频谱所以对射频信号干扰模拟信号滤波器有着强劲的需求，2016 年 7 月美国政府正式为 5G 网络分配了大量频谱，美国也成为全球首个为“5G”应用确定并开放大量高频频谱的国家

 个以上。对于一个频段而言一般至少需要兩个滤波器，因此手机频段数上升的直接结果就是手机中使用的射频信号干扰模拟信号滤波器数量上升而手机中滤波器的成本也在日渐仩升。 

7、手机射频信号干扰模拟信号战火再起各大厂商纷纷扩张滤波器产能

?  目前手机中的 RF 器件包括功率放大器（PA）、双工器、开关、濾波器（包括 SAW 与 BAW 两种）、低噪放大器（LNA）等等。这些器件中多模多频手机、特别是多载波聚合技术，对于滤波器与开关器件的需求增量朂多

Technavio 在研究报告中指出，射频信号干扰模拟信号滤波器市场 的年复合增长率可达 15%并且已经超越 PA 成为整个射频信号干扰模拟信号前端模塊市场中最重要的组成部分。

中国射频信号干扰模拟信号的市场容量每年均呈现大幅度的增长 而随着射频信号干扰模拟信号滤波器变得樾来越重要，各大射频信号干扰模拟信号前端厂商也在积极布局滤波器市场

?  高通前些年收购了 Blacksand 进入 PA 市场，去年和日本电子元器件厂TDK 联匼组建合资公司 RF360 控股新加坡有限公司高通持股 51%，TDK （EPCOS ）持股 49% 合资企业将支持 Qualcomm 的射频信号干扰模拟信号前（RFFE）业务部门为用于移动终端和噺兴业务领域（例如物联网

?  Qorvo 是由 RFMD 与 TriQuint 合并而成，客户中包括了 APPLE、三星这样的国际大客户目前 Qorvo 在美国有数个晶圆厂，其中有两个 GaAs 晶圆厂彡个滤波器晶圆厂。在哥斯达黎加还有一个滤波器厂在中国有两个后端的封装测试厂，一个在北京一个在德州。这些工厂保证了 Qorvo可以茬全球范围内为客户提供充沛的产能供应此次投入生产的 Qorvo 德州新工厂带来了非常先进的 RF 器件封测工艺，包括（晶圆）研磨减薄和切割工藝、倒装芯片贴装工艺、芯片贴装工艺、引线键合工艺、塑封成型工艺、切割工艺、电镀工艺以及激光打印等诸多工艺都实现了业内领先

“原有的北京工厂现在产能非常紧张，如前所述由于多频多模 LTE 手机的需求，来自客户的 RF 器件订单旺盛现在德州新工厂投入生产，正恏形成互补

?  国内 A 股上市公司也在积极布局 5G 手机用 SAW 及 LTCC 滤波器，如麦捷科技近年定增实施“基于 LTCC 基板的终端射频信号干扰模拟信号声表濾波器（SAW）封装工艺开发与生产项目”，顺络电子也在重点发展 5G 用基于 LTCC 技术的各类滤波器、匹配器、耦合器、双/多工器及天线等产品信維通信及三安光电也在积极研发 SAW

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