濾波器簡介

 

濾波器，顧名思義，一種選頻裝置，相當于頻率的篩子，用來減少或者消除噪聲和干擾。主要是將有用的信號與噪聲分離，提高信號的抗干擾性及信噪比，得到所需的信號。

 

濾波器種類

 

濾波器按照工藝，主要分為SAW（聲表濾波器）濾波器、BAW（體聲波濾波器）濾波器、LTCC（低溫共燒陶瓷濾波器）濾波器。

 

LTCC的顯著優(yōu)點之一是其一致性好、精度高，成本低，缺點是Q值較??；SAW又分為普通SAW濾波器和TC－SAW（溫補）濾波器。如下圖一為SAW＆BAW的結(jié)構(gòu)。SAW濾波器是由壓電材料和兩個基本的IDT金屬電極構(gòu)成，由圖可看出其不適合大約2．5G 以上頻率、對溫度變化敏感，但是優(yōu)點是技術(shù)相比較而言比較成熟，相對于 BAW價格較低。BAW濾波器又分為SMR和FBAR兩種技術(shù)的濾波器；其中FBAR工藝結(jié)構(gòu)如下圖，由上下電極及壓電薄膜構(gòu)成，通過頻率公式F＝V／R可知，BAW工藝的濾波器更適合2GHZ－2．5GHZ以上的頻率，且有體積小，插損小，受溫度影響小等優(yōu)點，當然相對的缺點就是價格較SAW比較高一些。

 

總結(jié)來說，普通的SAW和TC－SAW，肯定是在2．5G以下比較有優(yōu)勢，BAW在2．5G以上比較有優(yōu)勢；綜合成本和各產(chǎn)品的優(yōu)缺點考慮，肯定未來還是多種工藝并存發(fā)展的。

 

 

知名濾波器公司

 

在國外知名濾波器企業(yè)中，Murata、 TAIYO、TDK等是SAW工藝的；Avago、Qorvo、Rf360等是BAW工藝的；國外公司通過收購和整合來占領(lǐng)市場，比如：Avago先后收購了LSI、Broadcom、Emulex企業(yè)，最終更名為Broadcom；是一家設計、研發(fā)并向全球客戶廣泛提供各種模擬半導體設備的供應商；TDK于2008年收購EPCOS，獲得后者的SAW／BAW生產(chǎn)技術(shù)。Skyworks通過2016年收購其與松下的合資公司，完成對松下濾波器部門的收購，獲得SAW技術(shù)；通過收購韓國MEMS Solution獲得TC－SAW和Fbar技術(shù)。

 

而國內(nèi)公司雖然目前處于弱勢狀況，但是也大力投入研發(fā)和生產(chǎn)。比如無錫好達、中電26所、中電55所、北京長峰 等，主要從事SAW濾波器的研發(fā)和生產(chǎn)。而更高技術(shù)要求的BAW工藝（FBar）國內(nèi)量產(chǎn)的只有天津諾思、中電26所；其他的像漢天下、RDA都有相關(guān)的開發(fā)研究，但并無完整的產(chǎn)線。這里重點介紹一下我們國產(chǎn)的驕傲，天津諾思。

 

諾思（天津）微系統(tǒng)有限公司成立于2011年，公司總注冊資本人民幣3億元。是中國首家FBAR生產(chǎn)企業(yè)。公司采用IDM模式，即產(chǎn)品開發(fā)＋ 產(chǎn)品生產(chǎn)制造＋ 產(chǎn)品銷售。核心技術(shù)團隊包括國家 “ ”特聘專家，國家 “青年 ”特聘專家等 ，建設了亞洲首座具有完全知識產(chǎn)權(quán)的FBAR晶圓廠。公司研發(fā)的射頻濾波 芯片 技術(shù)打破了國際市場壟斷，填補了國內(nèi)技術(shù)空白，標志我國移動終端產(chǎn)業(yè)邁向國際高端的“芯片級”。

 

5G 對濾波器的需求

 

射頻前端，包括發(fā)射通道和接受通道，由功率放大器、低噪放、開關(guān)、雙工器、濾波器、諧振器等組成；其中濾波器扮演著非常重要的角色。

 

在中國5G頻段劃分上，中國聯(lián)通和中國電信獲得了較為國際主流的頻段，中國移動的情況則復雜很多。

 

移動：獲得2515MHz－2675MHz、4800MHz－4900MHz頻段的5G試驗頻率資源，其中2515－2575MHz、2635－2675MHz和4800－4900MHz頻段為新增頻段，2575－2635MHz頻段為重耕中國移動現(xiàn)有的TD－ LTE （4G）頻。

 

聯(lián)通：3500－3600MHz

 

電信：3400－3500MHz

 

主要如下圖所示：

 

 

隨著頻段的清晰，各大濾波器廠商也都研發(fā)生產(chǎn)了相對應頻段的濾波器。

 

在應用上，全球設備廠商加快研發(fā)進度，5G網(wǎng)絡建設全面進入發(fā)展期。隨著5G網(wǎng)絡的分步演進，為了節(jié)省成本和空間，5G SOC的和射頻的芯片集成將是趨勢。但是5G技術(shù)伴隨著載波聚合來提升頻譜的使用效率，而載波聚合會帶來頻段數(shù)量的大幅度增加，對比4G LTE到4G LTE－Advanced pro，到5G頻段，將會是指數(shù)倍的增加，每增加一個頻段，至少要增加2個濾波器。

 

總結(jié)

 

1、5G隨著更高，更多的頻段，會同步射頻元器件的用量增加，尤其是濾波器用量的增加，由于高頻段的原因，會更適合BAW工藝濾波器的增加。在這方面，潤欣科技代理的國產(chǎn)濾波器品牌，諾思，專注于FBAR工藝的濾波器以及雙工器；并且潤欣已在部分客戶的5G 基站 應用上設計支持成功，有了良好的開端。

 

2、隨著5G更大寬帶的需求，在一定條件下需要使用適合大帶寬的LTCC（低溫共燒陶瓷濾波器）濾波器；潤欣科技在LTCC支持上，有代理CHILISIN品牌的LTCC產(chǎn)品。除此之外，SAW濾波器，潤欣科技也有代理的SAWNICS和 KYOCERA品牌的濾波器解決方案，并且有專門的技術(shù)團隊來支持；潤欣科技非常關(guān)注濾波器的市場，希望能抓住5G的這個大機遇。

 

因此，在5G濾波器應用中，SAW濾波器和BAW濾波器都是主流，SAW適合低成本，低速率；BAW適合高速率，高性能要求；LTCC適合更大寬帶的需求。5G的到來，對濾波器是個很大的機遇，由于目前濾波器市場主要份額還是被美系以及日系廠商所占據(jù)，因此，這是國產(chǎn)濾波器的一個挑戰(zhàn)，但更是國產(chǎn)濾波器廠商的大機遇。

 

 

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