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作者：畅秋
滤波器在射频前端模块中的重要性日益突出，中国厂商迎来了良好的发展契机。
射频前端是无线通信系统的核心部件，是实现无线模拟信号和数字信号互相转换的基础部件。射频前端主要包括RF收发器、功率放大器（PA）、滤波器、低噪声放大器（LNA）、射频开关（Switch）、天线调谐器（Tuner）等。
5G手机的普及带动射频前端市场快速增长。5G手机需要在保留2G/3G/4G射频芯片的同时，增加支持5G新频段的射频前端。来自Skyworks公司的数据显示，2G手机射频前端价值3美元，3G手机提升到8美元，高端4G手机为18美元，而5G手机射频前端价值达到25-30美元。滤波器作为射频前端的核心器件，其价值占比最大，达53%。由此推算，2023年全球射频滤波器市场规模将达到约165亿美元。
移动通信中常用的射频滤波器可分为声表面波(SAW)和体声波(BAW)滤波器。其中，声表面波滤波器又可细分为Normal SAW、TC-SAW（温度补偿声表面波滤波器）、TF-SAW（薄膜声表面波滤波器）；体声波滤波器可细分为BAW-SMR，FBAR和XBAR。
SAW是一种沿着固体表面传播的声波，一个基本的SAW滤波器由压电材料和两个IDT(interdigital transducer)组成；与SAW滤波器不同，声波在BAW滤波器中是垂直传播的。BAW滤波器采用石英晶体作为基板，基本结构是两个金属电极夹着压电薄膜；FBAR与之前的滤波器不同，采用硅底板，借助 MEMS 技术和薄膜技术制造而来，包含硅反面刻蚀型(Membrane type)和空气隙型(Airgap type)。
SAW方面，TF-SAW是新一代滤波器，采用了新的结构，使表面声波的能量聚焦在衬底表面，从而使波在衬底上无损耗传播，具有高稳定性、体积小、高Q值、散热性好等优点。与TC-SAW滤波器相比，其高频工作性能更佳，在部分高频工作环境中，TF-SAW滤波器凭借性价比优势，可与BAW滤波器争夺市场份额。
BAW滤波器适用频率显著高于SAW滤波器，其中，XBAR 产品最高适用频率可达8GHz。而由 Murata （村田）率先推出的 IHP-SAW滤波器最高适用频率达3.5GHz，可与常规BAW滤波器高频性能媲美。
目前，市场上SAW的使用率还很高，随着以5G为代表的高频通信的普及，BAW市占率越来越高。另外，为了实现5G在EMBB(增强移动宽带)、URLLC(低时延高可靠)、MMTC(海量大连接)三大场景的应用，射频前端器件的需求量也要相应提高，频段增加和载波聚合技术的应用使得传统的多模多频模组已经无法满足要求，射频模组 PAMID 逐渐成为主流，天线数量的增加推动对滤波器需求的增加，来自Skyworks的数据显示，单部手机里的滤波器数量从4G 时代的40个上升到5G时代的70个。
产业格局
全球范围内，射频滤波器市场主要由国外厂商占据。Murata、TDK、Taiyo Yuden（太阳诱电）、Skyworks四大厂商合计占据全球SAW市场95%的份额，Broadcom、Qorvo等厂商占据全球BAW市场95%以上的份额。在中国射频滤波器市场，本土产品市占率不足5%，中国是全球最大的SAW滤波器市场，但国产SAW的产量不到需求量的10%。
具体来看，全球射频滤波器龙头是Murata，约占38%的市场份额。对于普通的SAW滤波器而言，有数家亚洲公司参与该市场竞争，如WISOL和Kyocera；对于TC-SAW而言，市场主要被四家公司占据，分别是Skyworks，Qorvo，Murata和高通；在BAW滤波器领域，各企业尚未形成完全的产品分布，目前，Murata在XBAR技术上布局较多。
中国本土企业持续发力
国际射频滤波器大厂拥有大量的专利、技术、人才，还有雄厚的资金，后来的企业要想赶上很难。射频滤波器属于典型的模拟芯片，设计难度很高，很吃技术和经验积累的功夫。另外，即便能够设计出来，制造也是一个难点，因为射频滤波器需要特殊工艺生产，特别是对于中国本土晶圆厂而言，实力较弱，而国外的射频滤波器大厂，多为IDM，综合能力很强。
与国际领先企业相比，中国本土厂商在自主研发能力、技术水平、生态系统建设等核心竞争力方面明显落后，本土厂商提供的产品主要为分立器件，近些年也在向中高端模组渗透。
这里要特别关注一下专利，因为专利壁垒是射频滤波器市场被国外大厂把控的一个重要原因。Murata和Taiyo Yuden等日本厂商在SAW专利申请数量方面处于领先地位，而Qorvo、高通和 Broadcom等美国厂商则在体声波滤波器专利领域处于领先地位。某领域专利的数量标志在该领域技术掌握程度，Murata和Taiyo Yuden的SAW滤波器专利申请数量领先奠定了其在SAW市场的垄断地位，同样，Qorvo和Broadcom在体声波滤波器专利数量上遥遥领先。
近些年，受中美贸易摩擦的影响，中国本土射频芯片去美效应凸显，这为本土射频滤波器企业提供了难得的发展机遇。
中国本土射频滤波器代表企事业单位主要包括中电26所、中电55所、好达电子、德清华莹、卓胜微、信维通信、麦捷科技、天津诺思、汉天下、开元通信等。
卓胜微是中国本土最大的射频芯片Fabless企业，2021年1月，该公司完成定增募集资金30.1亿元，投资22.7亿元用于高端射频滤波器芯片及模组的研发与产业化，该项目产线从2022年第二季度开始量产爬坡，并于2022年末将产能提升至1-1.3万片/月。今年6月15日，卓胜微在投资者互动平台表示，该公司的SAW滤波器项目已处于工艺通线阶段，即将进入小规模量产阶段。
麦捷科技正与中电科26所旗下公司合作，采用IDM模式，在SAW、TC-SAW等产品上进行联合设计生产并共享供应商，已通过客户认证并实现小批量出货。2021年10月，麦捷科技发布公告，该公司将设立深圳市麦捷瑞芯公司，布局BAW滤波器及其它射频元器件业务，以实现滤波器的全频段覆盖。2022年5月24日，该公司表示，BAW产品设计、实验进展顺利。
在BAW/FBAR滤波器领域，已有中国本土企业成功突围国外巨头的技术封锁，研制出了具有自主知识产权的滤波器产品。例如诺思(天津)微系统、开元通信、华芯，以及中科汉天下等。
诺思微系统是中国首家BAW滤波器生产企业，是专注于FBAR滤波器的IDM厂商，拥有亚洲首座具有完全知识产权的FBAR晶圆厂。
开元通信是Fablite企业，已发布BAW滤波器系列产品，其中，应用于4G+/5G的全频段B41 BAW滤波器为国产芯片的佼佼者，已通过行业内全面验证并量产出货。
中科汉天下是中国本土率先全面掌握BAW滤波器量产技术的公司，拥有关于BAW滤波器、谐振器的多项核心技术，2019年就推出了适配5G技术的滤波器产品，包括全频段N41滤波器。汉天下是国内首家以BAW滤波器为核心，并自有产线的射频前端芯片及模组公司。
武汉敏声也是一家中国本土射频芯片代表企业。就在今年6月25日，该公司宣布完成近6亿元B轮融资，主要用于射频芯片制造。目前，该公司已完成多款BAW滤波器的正向研发，产品性能指标经多次测试，已达到商用标准。同时，武汉敏声正在积极布局下一代更高频段射频滤波器产品的研发，覆盖低、中、高全频段范围。据悉，该公司已申请近160项发明专利，已授权发明专利51项。同时，其在高频大带宽滤波器技术领域布局数十项核心专利，独辟蹊径的PBAR大带宽技术在2~8GHz频率范围内有很强竞争力。
近些年，华为也在积极布局射频前端业务，除了自研射频PA、开关外，在滤波器领域通过股权投资方式积极拓展资源，2020年1月，华为旗下的哈勃科技投资有限公司投资入股了好达电子。好达电子的主要产品包括中频SAW滤波器、声表谐振器、双工器及其它射频滤波器。
下面看一下代工。
三安光电代工生产的SAW和TC-SAW滤波器已开拓41家客户，其中17家为国内手机和通信模块客户，并已成功进入国内手机ODM企业及国内外智能手机供应链。
赛微电子也是中国一家重要的射频芯片代工企业。近期，其控股子公司赛莱克斯微系统科技（北京）有限公司代工制造的BAW滤波器通过了客户验证。据悉，该客户已同步签署试产订单，赛莱克斯北京启动首批BAW滤波器8英寸晶圆的小批量试生产。这也意味着，国内厂商目前逐步切入射频前端中价值最高的细分领域。
据悉，赛莱克斯北京试产的BAW滤波器经过频段抑制、带内插损、电压驻波比等性能测试及高加速温湿度应力、高低温贮存寿命、机械及跌落冲击等可靠性验证，结果显示，无论性能还是良率均达到或优于设计指标要求，与国际射频巨头厂商的同类产品指标相当。
赛莱克斯北京去年就在为量产铺路。2021年8月，该公司与怡格敏思、武汉敏声签署了《战略合作框架协议》，各方决定在“射频滤波器芯片”的8英寸晶圆代工领域合作投资，共同建设能够满足射频滤波器芯片代工制造需求的定制化专用产线。
综上，中国本土射频滤波器产业正在爬升，需要更多的本土供应链支持，同时，加强自主研发力度，绕开国际巨头技术和专利壁垒，也是一项重要工程。同时，我们也要看到，本土射频滤波器更多的还是聚焦在3G和4G通信领域，在5G方面商用的几乎为0。要想使产业更上一层楼，还有很长的路要走。
