終端設(shè)備的無線通信模塊主要分為射頻前端模塊(RFFEM)、射頻收發(fā)模塊、以及基帶信號處理器三部分。其中,射頻前端模塊主要是實(shí)現(xiàn)信號在不同頻率下的收發(fā),包括功率放大器(PA)、低噪放(LNA)、開關(guān)、濾波器等。濾波器主要負(fù)責(zé)頻率選擇,保障信號在不同頻率互不干擾傳輸,是射頻前端模塊的核心器件。
聲學(xué)濾波器由于使用了半導(dǎo)體微細(xì)加工工藝,能做到體積很小。聲學(xué)濾波器可細(xì)分為表聲波濾波器(SAW濾波器)和體聲波濾波器(BAW濾波器)兩種。
SAW濾波器:其原理是利用壓電陶瓷、鈮酸鋰、石英等壓電石英晶體振蕩器材料的壓電效應(yīng)和聲表面波傳播的物理特性制成的一種換能式無源帶通濾波器。SAW產(chǎn)品可進(jìn)一步細(xì)分為普通SAW、TC-SAW、I.H.P-SAW。
BAW濾波器:與SAW 不同, 聲波在BAW 里垂直傳播。BAW使用石英晶體作為基板,貼嵌于石英基板頂、底兩側(cè)的金屬對聲波實(shí)施激勵(lì),使聲 波從頂部表面反彈至底部,以形成駐聲波。BAW更適合高頻,產(chǎn)品可進(jìn)一步細(xì)分為BAW-SMR、FBAR、XBAR。
總體來看,TC-SAW用于低頻段和中頻段,BAW一般用于中頻段和高頻段。在5G Sub-6G頻段中,BAW-SMR和FBAR為主流技術(shù)。在超高頻段,需要采用XBAR、LTCC、IPD(Integrated Passive Device)等技術(shù)。
海外廠商TC-SAW技術(shù)逐步成熟,未來在SAW產(chǎn)品中份額將逐步提升,中國廠商發(fā)展相對滯后。
Murata首先研發(fā)出I.H.P-SAW濾波器,適用頻率達(dá)到3.5GHz,性能表現(xiàn)與BAW濾波器相當(dāng),使得SAW技術(shù)能夠進(jìn)入高頻段市場(如Wi-Fi射頻前端領(lǐng)域)。除適用于高頻、改善低頻率溫度系數(shù)(TCF)、散熱性良好外,I.H.P- SAW濾波器具備帶寬調(diào)整的自由度,同時(shí)較傳統(tǒng)SAW濾波器有小型化的尺寸優(yōu)勢。
從濾波器發(fā)展趨勢來看,BAW 濾波器是用于接替 SAW 濾波器的新一代濾波器技術(shù)。在5G技術(shù)發(fā)展前期疊加BAW濾波器的成本劣勢,SAW/IPD濾波器短期內(nèi)仍將主導(dǎo)中低端濾波器產(chǎn)品市場。中長期來看,5G新增頻段基本高于3GHz,5G發(fā)展中后期適合高性能、高頻率和高功率的BAW產(chǎn)品,BAW濾波器需求上升,SAW/IPD/BAW濾波器市場份額會比較均衡。
SAW/BAW技術(shù)發(fā)展趨勢
審核編輯:劉清
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原文標(biāo)題:移動(dòng)端濾波器主流技術(shù)路徑:聲學(xué)濾波器
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