電子發(fā)燒友網(wǎng)報道(文/李誠)5G時代的到來,5G基站、移動終端設(shè)備需求大幅度提升,催生了一系列5G產(chǎn)業(yè)鏈。5G射頻前端是實現(xiàn)5G通信最重要的一部分。射頻前端主要由功率放大器、射頻收發(fā)器、天線開關(guān)、雙工器、射頻濾波器組成,隨著5G頻段的不斷增多,市場對5G射頻濾波器的需求也越來越大。
5G射頻濾波器市場
隨著5G網(wǎng)絡(luò)開始商用,全球掀起了換5G手機的浪潮,推動了5G射頻濾波器的發(fā)展。根據(jù)Yole Development預(yù)計,到2023年全球濾波器市場規(guī)模將超于352億美元(約合227.6千億人民幣),同時射頻濾波器單機價格也會有大幅度的上漲。聚焦全球射頻濾波器市場,約9成以上的市場份額被美、日兩國占據(jù),形成壟斷的局面。主要生產(chǎn)SAW/BAW濾波器的廠商有村田(Murata)、TDK、Taiyo Yuden、Qorvo、Skyworks等廠商。
什么是射頻濾波器?
射頻前端是無線連接的核心,是天線和射頻模塊交互的基礎(chǔ)元件。射頻前端芯片的工作是在不同頻率下實現(xiàn)收發(fā)功能,射頻濾波器是該芯片的一部分。射頻濾波器的作用是保留指定頻段內(nèi)的信號,并且將指定頻段外的信號過濾。通過射頻濾波器才能實現(xiàn)不同頻段內(nèi)的無線設(shè)備之間信息交換,互不干擾。在5G網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用領(lǐng)域主要使用到的是體聲波濾波器(BAW)、聲表面波濾波器(SAW)。
聲表面濾波器(SAW):通過壓電晶體振蕩器的壓電效應(yīng)和聲表面波傳播的物理特性制成的換能式無源帶通濾波器。具有體積小、高頻穩(wěn)定、損耗低、耐溫范圍廣等特點,主要應(yīng)用于移動終端、信號基站等領(lǐng)域。
體聲波濾波器(BAW):利用聲縱波在下電極、壓電薄膜、上電極的三明治結(jié)構(gòu)中反射形成駐波諧振。具有損耗低、受溫度影響小等特點,和SAW一樣多用于移動終端、信號基站等領(lǐng)域。
國外5G射頻濾波器發(fā)展現(xiàn)狀
由于射頻濾波器市場主要被美、日兩國占據(jù),現(xiàn)主要描述美、日兩國在5G射頻濾波器的發(fā)展現(xiàn)狀。美國主要廠商有:Qorvo、Skyworks,日本主要廠商有:村田(Murata)、TDK。
美國供應(yīng)商

Qorvo是一家集設(shè)計、開發(fā)、生產(chǎn)于一身的射頻產(chǎn)品供應(yīng)商。Qorvo早期就已經(jīng)開始部署5G新頻段的所有射頻前端芯片,并推出5G產(chǎn)品組合, QM78203模塊,該模塊支持 5G 頻段(n77、n78 和 n79),QM75041模塊 n41頻段,以及 QM77038中高頻段模塊。
據(jù)官網(wǎng)顯示QPQ1298 BAW濾波器已經(jīng)實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn),QPQ1298 BAW濾波器支持的頻段為n41,160MHz的帶寬。因為n41頻段和2.4GHz的WiFi頻段較為接近,容易產(chǎn)生干擾,為實現(xiàn)5G與WiFi并存,該濾波器采用了高帶外衰減、低插損的功能,在WiFi抑制方面的表現(xiàn)也十分出色。在封裝方面較為小巧,規(guī)格參數(shù)為2.00 x 1.60 x 0.73 (單位:mm)。

Skyworks在5G射頻領(lǐng)域頗具影響力,推出了十多款5G射頻前端模塊,并能為客戶提供完整的解決方案。在5G射頻濾波器方面,Skyworks射頻模塊高度集成多頻段的濾波器,能滿足2G/3G/4G/5G不同頻段的需求。

以SKY58081-11為例,SKY58081-11是一顆支持多頻、多模多Tx-RX的射頻前端模塊,能夠支持2G~5G,n5、n8、n12、n20、n26、n28、n71不同頻段的網(wǎng)絡(luò)接入,該模塊還對LTE進行了優(yōu)化,提升數(shù)據(jù)傳輸速率。并采用出色的 RF 共存技術(shù),抑制Rx的敏感度。 在芯片封裝方面,封裝規(guī)格為7.6 x 6.0 x 0.7(單位:mm)。
日本供應(yīng)商

TDK是射頻濾波器的龍頭企業(yè)之一,2018年TDK射頻濾波器占21%的市場份額,在5G射頻濾波器領(lǐng)域也推出了很多新的產(chǎn)品。
DEA070960LT-4006B1是一款涵蓋多頻段的5G射頻濾波器,覆蓋GSM/UMTS/LTE/5G 4種網(wǎng)絡(luò),Band 5/6/8/18/19/20/26/27/81/82 10個頻段,多頻段的集成有利于減少手機內(nèi)射頻濾波器的使用量,為緊湊的手機內(nèi)部爭取更多拓展的空間,該濾波器耐溫范圍在40~85攝氏度之間,能有效避免一般自然溫度下因為溫度導(dǎo)致無法實時通信的問題。該濾波器的封裝規(guī)格參數(shù)為0.65*0.5*0.25(單位:mm),相較于QPQ1298 BAW體積更小。

村田(Murata)是全球領(lǐng)先的電子制造商,時刻關(guān)注市場動向推陳出新。在該企業(yè)官網(wǎng)查詢支持5G頻段的射頻濾波器有95件之多。村田(Murata)是全球主要的SAW濾波器供應(yīng)商之一。下列舉一件進行說明。
SATEY1G84AU2F0A該濾波器支持5G網(wǎng)絡(luò)b66/b03/b41三個頻段,與前兩款5G射頻模塊相比缺少了2G/3G/4G網(wǎng)絡(luò)的集成略遜一籌,在封裝方面規(guī)格參數(shù)為1.8x1.4x0.6.(單位:mm),產(chǎn)品體積也比較大。
以上是對國外主流射頻濾波器廠商的概述,接下來聚焦國內(nèi)市場的發(fā)展現(xiàn)狀。
國內(nèi)5G射頻濾波器發(fā)展現(xiàn)狀
射頻濾波器是我國半導(dǎo)體領(lǐng)域的一大短板,我國在射頻濾波器領(lǐng)域仍屬于起步階段。5G的商用致使射頻濾波器需求增長,國內(nèi)企業(yè)為填補國內(nèi)技術(shù)、市場這一空缺紛紛投入5G射頻濾波器的開發(fā)中。
卓勝微國內(nèi)射頻前端領(lǐng)域的龍頭企業(yè),是三星、小米、華為等手機大廠的低噪音放大器的供應(yīng)商,近日卓勝微官方回應(yīng)投資者關(guān)于“芯卓半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)化建設(shè)項目”的問題,回應(yīng)中提到該項目主要以SAW濾波器為主的晶圓制造和封測產(chǎn)線建設(shè)。卓勝微在射頻開關(guān)、放大器領(lǐng)域已經(jīng)有著不錯的表現(xiàn),希望能在5G射頻濾波器的研制中也取得不錯的成績。
開元通信,今年3月完成A輪融資,加速5G射頻濾波器產(chǎn)業(yè)化。開元通信時國內(nèi)首家推出BAW濾波器芯片的公司,2019年推出“矽力豹Sili-BAW”系列BAW射頻濾波器,該系列濾波器支持5G n41頻段,次年7月,又推出了“鴻雁Sili-ANT”系列濾波器,該系列濾波器涵蓋了BAW、SAW、SOI、LTCC等,雖然在不斷的突破,但還是未能實現(xiàn)量產(chǎn)。
手機廠商投資入股國內(nèi)射頻廠商,助力國產(chǎn)射頻濾波器的發(fā)展。據(jù)公開信息顯示,小米基金和華為子公司哈勃投資入股好達電子。好達電子是一家主營濾波器、雙工器諧振器的廠商。SAW業(yè)務(wù)占全部營收的七成以上,并且該業(yè)務(wù)在全球占比1%。雖然只是1%,但也是我國射頻濾波器的一個重大突破。

總結(jié)
射頻濾波器技術(shù)是我國科技的薄弱部分。國內(nèi)濾波器市場空缺,常年依賴進口。前不久華為發(fā)布的P50不支持5G網(wǎng)絡(luò)或許和5G射頻濾波器有關(guān),因為一些政策因素,華為無法得到國外廠商的5G射頻濾波器,但國內(nèi)又沒有可大規(guī)模量產(chǎn)的廠商才導(dǎo)致這樣的局面。掌握核心技術(shù),實現(xiàn)國產(chǎn)化已成必然趨勢。


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