摘要：射頻前端是移動通信設備中的核心部件，其細分元器件包括：濾波器(Filter)、功率放大器(PA)、射頻開關(Switch)、低噪聲放大器(LNA)、天線調諧器等，而濾波器是其中最重要的一個部件，其價值占據射頻前端價值總量的50%。

目前，市場上的射頻濾波器產品主要包括：SAW(聲表面濾波器)、BAW(體聲波濾波器)、陶瓷濾波器(LTCC濾波器)、IPD(Integrated Passive Devices)等。衡量濾波器性能的指標有：Q值和插入損耗，其中SAW、BAW濾波器憑借高Q值、低插入損耗的優良性能已成為射頻濾波器的主流選擇。

圖1 聲學射頻濾波器的分類

(資料來源：五度易鏈行研中心整理)

SAW濾波器在2.5GHz以下頻段性能更好

SAW濾波器是采用石英晶體、壓電陶瓷等壓電材料，利用其壓電效應和聲表面波傳播的物理特性而制成的一種濾波專用器件，廣泛應用于電視機及錄像機中頻電路中以取代LC中頻濾波器，使圖像、聲音的質量大大提高。SAW濾波器的主要特點是：設計靈活性大、模擬/數字兼容、群延遲時間偏差和頻率選擇性優良、輸入輸出阻抗誤差小、傳輸損耗小、抗電磁干擾性能好、可靠性高、制作的器件體積小、重量輕且能實現多種復雜的功能。

SAW濾波器的特征和優點，符合現代通信對高頻化、數字化、高性能、高可靠等方面的要求。其不足之處是：熱穩定性較差，高頻特性有待改善。但通過使用溫度補償材料生產的TC-SAW濾波器具有更好的熱穩定性，更適合移動端使用，可是工藝更復雜、制造成本相對較高;日本村田公司改良的I.H.P-SAW濾波器克服了SAW低頻的弱點，產品頻率在3.5GHz，并兼具BAW的溫度特性和高散熱性優點，可部分替代BAW濾波器。

BAW濾波器更適合高頻通信要求

BAW濾波器內的聲波主要是垂直傳播，產品主要有BAW-SMR技術、FBAR技術兩種，壓電材料與SAW的石英材料不同，常用AlN(氮化鋁)、PZT(鋯鈦酸鉛)、ZnO(氧化鋅)等材料。BAW與SAW相比性能更好、成本也更高，當頻段越來越多，甚至開始使用載波聚合的時候，就必須得用BAW技術才能解決頻段間的相互干擾問題。

BAW濾波器的尺寸隨頻率升高而縮小，適合要求更高的3G和4G通信，對于5G通信依然游刃有余。此外，即便在高寬帶設計中，BAW對溫度變化并不敏感，同時還具有極低的損耗和非常陡峭的濾波器裙邊。

表1 SAW和BAW濾波器技術對比

(資料來源：Qorvo，五度易鏈行研中心整理)

射頻濾波器向微型化、高頻化、模組化方向發展

濾波器產品主要向著低功耗、低成本、高性能三個目標發展，目前市場上主要呈現出兩種技術發展趨勢。一種是提高現有產品技術性能，例如改良的TC-SAW及FBAR濾波器產品，解決了產品本身的技術缺陷，提高了熱穩定性和多頻干擾難題，并通過專利壁壘進一步拉大與競爭對手的差距。另一種發展趨勢是研發體積更小、成本更低的整體射頻前端芯片。這種濾波器采用晶圓與晶圓的鍵合，通過成熟的TSV和電鍍工藝、硅工藝結合在一起，濾波器的成本和體積都得到了大幅的減少，同時將濾波器與PA、射頻開關等器件進行整體封裝，向模塊化、集成化方向發展，這一趨勢未來將推動了整個射頻行業的整合。

我國在濾波器技術的發展情況

目前，射頻濾波器市場主要被村田、TDK、博通、Qorvo等美日幾大巨頭壟斷，國內自給率較低。我國射頻濾波器整體發展處于技術研發、初步量產階段，產品主要應用在國內手機廠商中低端手機中，不論是產能還是技術水平都與國外廠商差距較大。國內從事濾波器的企業主要有德清華瑩、中電26所、北京長峰、中訊四方、中科非鴻等，SAW產品方面主要有無錫好達、銳迪科、天通股份等公司，而適合高頻的BAW濾波器國內還沒有可以量產的公司。

結語

隨著人們對移動通信的要求越來越高，全面屏及手機輕薄化、高頻通信、頻率資源擁擠化等都對濾波器的性能提出更高的要求，適應高頻通信、熱穩定性好、體積小、集成度高的濾波器將是未來的主要發展方向。