2017年中国滤波器（Filter）行业发展现状及发展趋势分析

目前滤波的主要实现方式是SAW/BAW，以及介于两者之间的TC-SAW。SAW滤波器（Surface Acoustic Wave）即声表面波滤波器是利用压电材料的压电效应和声特性来工作，具有压电效应的材料能起到换能器的作用，它可以将电能转换成机械能，反之亦然。当交变的电信号us加到发送换能器的两个电极上时，通过反压电效应，基片材料就会产生弹性形变，这个随信号变化的弹性波，即“声表面波”，它将沿着垂直于电极轴向（x方向）向两个方向传播，一个方向的声表面波被左侧的吸声材料吸收，另一方向的声表面波则传送到接收换能器，由正压电效应产生了电信号，再送到负载RL。

滤波器要求有极低的插入耗损以及很高的品质因素Q，但SAW滤波器采用了石英、钽酸锂、铌酸锂等晶体作为压电材料，对温度变化敏感，性能随着温度升高而降低，在处理高频信号时性能表现不佳，因此SAW适合在1.5GHz以下使用，但是当工作频率超过1.5GHz时，SAW的Q值开始下降。TC-SAW则增加了保护涂层，降低其温度系数，进而提高Q值，成本高于SAW，但比BAW低。

当频率高于1.5GHz，BAW具有明显的性能优势

资料来源：公开资料整理

相对而言，BAW（Bulk Acoustic Wave）Filter体声波滤波器更适合1.5GHz以上高频，同时具有温度变化不敏感、插入耗损小等优点。区别于SAW，BAW滤波器内的声波垂直传播。BAW最基本结构是两个金属电极夹着压电薄膜，声波在压电薄膜里震荡形成驻波。为了扩展至高频，BAW应用了MEMS工艺，将石英灯压电晶体尺寸大幅缩小，压电层材料厚度为个位数微米级别，如石英基板在2GHz条件下厚度约为2um。

SAW滤波器原理

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BAW滤波器原理

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滤波器往小尺寸以及集成化发展

SAW滤波器的技术趋势是小型片式化、高频宽带化以及降低插入损耗。（1）要得到尺寸更小的SAW，可行的方法是采用先进封装技术，如Flip Chip（倒装）以及WLCSP（Wafer Level Chip ScalePackaging）技术。（2）高频宽带化方面，当压电基材选定之后，SAW滤波器的工作频率则由IDT电极条宽度所决定，IDT电极条愈窄，频率愈高。因此采用半导体0.35-0.2μm级的精细加工工艺，可制作出2-3GHz的SAW滤波器，进而将SAW应用场景推广至更高频级别。（3）降低插入损耗方面，主要的思路是开发高性能压电材料以及改进IDT结构，如Murata开发出ZnO/蓝宝石层状结构基片材料，可制造1.5GHz SAW滤波器，其插入损耗仅1.2dB。

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。BAW滤波器采用半导体工艺生产，在目前国内大力推进芯片国产化，晶圆制造产能大幅提升背景下，国内SAW/BAW厂商可专注于设计，不过目前三大射频器件厂商Skyworks、Qorvo以及博通（Avago）均为IDM，成本及质量控制方面形成较高壁垒。此外，随着技术的演进，BAW可能会逐步替代SAW，从集成角度，滤波器/双工器除了与PA集成外，也可与开关集成，这给开发者形成一定障碍，纯粹单一器件开发已落后于器件集成，特别是集成器件在功能及性能上表现更优秀。

国产替代空间巨大

目前SAW滤波器的主要供应商是TDK-EPCOS及Murata，两者合计占接近70%市场份额，BAW滤波器的主要供应商是博通（Avago）及Qorvo，两者占有90%以上市场份额。国内厂商在滤波器市场上处于弱势地位，技术实力、规模等各方面均落后，由于滤波器，特别是高端滤波器市场变化快速，是明显的资本密集型行业，在小型化、集成化趋势下，呈现强者恒强的局面。

SAW滤波器全球市场格局

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BAW滤波器全球市场格局

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考虑到国内智能手机出货量在全球的龙头地位，国内滤波器行业的弱势与之有着鲜明的反差，但同时也表明国产替代空间非常巨大，主要契机是大厂商主力研发高频段BAW滤波器，中低频SAW技术进展放慢，因此国内厂商可以藉此从中低端SAW布局渗透，然后提升技术实力，争夺高端SAW乃至BAW份额。

目前在SAW滤波器领域，国内主要厂商包括以中电二十六所、中电德清华莹为代表的科研院所以及无锡好达电子等。国内厂商整体实力较薄弱，科研院所的产品主要面向军用通信终端设备。