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SAW/BAW滤波器成智能手机射频前端的“宠儿”,国内厂商为何鲜有布局

2019-06-19

根据 Mobile Experts 的预测,全球射频滤波器市场规模在 2020 年将达到 130 亿美元,保持快速增长势头。

这一百亿级的市场的背后,源于5G通信技术的驱动。

在手机通信系统中,射频前端器件是手机中的核心器件之一。 射频前端器件直接与天线连接,一方面处理手机内无线接收链路,完成天线开关调谐、滤波、低噪声信号放大的工作,并把完成初步放大处理的信号交给射频SoC做进一步下变频和数字化处理;同时,射频前端器件也在发射链路端负责信号的最后把关,实现信号的滤波和功率放大。

一个典型的信号接收链路的组成框图

而在射频前端模块中,射频滤波器起着至关重要的作用,它可以将带外干扰和噪声滤除以满足射频系统和通讯协议对于信噪比的需求。随着手机需要支持的频带数目不断上升,由于每一个频带有需要有自己的滤波器,因此一款手机中需要用到的滤波器数量也在不断上升。目前,一款4G手机中的需要用到的滤波器数量可达30余个。而到了 5G 时代,手机需要支持的频段甚至会达到 91 个以上。由于一个频段通常需要两个滤波器,所以未来单部手机的滤波器使用量将超过百个。

除了频带的增加,载波聚合技术的应用也会增加滤波器的使用量。载波聚合技术是将零散的带宽聚合到一起以提供更大的传输带宽的技术,载波聚合需要在前端使用更多的多工器,而每个多工器通常由多个不同频率的滤波器构成,所以载波聚合技术也将会大幅增加滤波器的使用量。

不仅仅是量的快速增长,滤波器的单价随着技术不断地更新也在不断地上涨。由于手机射频前端需要集成的滤波器越来越多,而手机内部依然是寸土寸金,所以滤波器有着非常明显的小型化、集成化趋势,这样的趋势会进一步加大滤波器的生产难度,不断提升滤波器的单价。

当然,滤波器类型很多,包括多层陶瓷滤波器、单体式陶瓷滤波器、声学滤波器、空腔滤波器等。在智能手机射频前端领域,主要用的是SAW(声表面波)滤波器和BAW(体声波)滤波器。滤波器市场的驱动力来自于新型天线对额外滤波的需求,以及多载波聚合(CA)对更多的体声波(BAW)滤波器的需求。

目前,我国做滤波器的厂商基本把滤波器业务作为“副业”来看,国内主要有麦捷科技、东山精密、德清华莹、中电 26 所、无锡好达等,下面笔者给大家一一盘点一番。

德清华莹(中电 55 所)

中电科技德清华莹电子有限公司始建于 1978 年,是国内最早研制生产铌酸锂压电晶体材料和声表面波滤波器产品的企业之一。

现在是中国电子科技集团公司旗下五十五所控股的一家专业研制及制造人工晶体材料、声表面波器件及电子系列产品的企业。公司专业生产铌酸锂晶体产品、声表面波器件和其它电子产品,拥有自主知识产权。

中电 26 所

中电 26 所是国内从事压电与声光技术研究的重点研究所,始建于1970年,主要从事声表面波技术、振动惯性技术、声光技术、压电与声光晶体材料、声体波微波延迟线、压电铁电陶瓷材料与器件,建所以来共取得科研成果达400余项,具有雄厚的技术实力,在国内处于技术领先地位。

中电科技 26 所是国内实力非常强的商用 SAW 滤波器制造商。1999 年以前,中电 26 所的产品及业务主要用于军用和国防定制配套,此后逐步民用化。中电 26 所已经成功研制出上千种规格的声表面波滤波器、声表面波振荡器、声表面波谐振器、声表面波延迟线、声表面波直接频率合成器、声表面波脉冲压缩组件等信号处理器件以及零组件,用于 GSM/CDMA 等直放站、GSM/CDMA/WCDMA/TD-SDMA 等基站的系列中频滤波器、CDMA450 固定台系统的 400-700MHz 系列滤波器、WAN/WLL 的声表面波滤波器、各类无线通信标准无线收发 RF 滤波器。

无锡好达

无锡市好达电子有限公司成立于1999年,主要产品包括声表面波滤波器、双工器、谐振器,应用于手机、通信基站,雷达、航天航空、汽车电子、及其它射频通讯领域。公司拥有能生产 0.25um 微线条芯片生产线,有能生产 CSP 倒装产品封装的生产线,可生产产品尺寸为 1.8*1.4 的双工器、1.1*0.9 的滤波器,可生产 1.8 × 1.4 mm 的双工器、1.1 × 0.9 mm 的滤波器,其 HDDB01NSB-B11、HDDB03CNSS-B11、HDDB05NSS-B11 等多个型号双工器在 BAND1、BAND3、BAND5 等波段得到应用。公司已实现对主流手机厂商(主要客户包括中兴、宇龙、金立、三星、蓝宝、富士康、魅族等)的供货。

通宇通讯

广东通宇通讯股份有限公司创立于1996年,地处广东省中山市火炬高技术产业开发区。主要从事移动通信天线、动中通天线、射频器件、光模块等产品的研发、生产、销售和服务业务,致力于为国内外移动通信运营商、设备集成商提供通信天线、射频器件产品及综合解决方案。

值得一提的是,此前该公司在2016年并购了一家5G通信相关的芬兰公司Prism,据悉,这家芬兰公司主要设计、销售符合市场需求的射频器件,包括滤波器等产品。

该公司的主要产品为基站天线,滤波器只是其产品线中用以支持天线产线的一小部分。

麦捷科技

深圳市麦捷微电子科技股份有限公司成立于2001年3月,并于2012年5月23日在创业板挂牌上市。公司主营业务为研发、生产及销售片式功率电感、滤波器及片式LTCC射频元器件、新型片式被动电子元器件和LCD显示屏模组器件,并为下游客户提供技术支持服务和元器件整体解决方案。其产品广泛用于通讯、消费电子、军工电子、计算机、互联网应用产品、LED照明、汽车电子、工业设备等领域。

公司为华为提供 SAW 滤波器,且其持有重庆胜普电子 14% 的股份。重庆胜普电子为中电 26 所子公司,麦捷科技希望借助胜普电子这个平台来生产手机滤波器,胜普电子在滤波器上游的晶圆制造产能比较大,技术开发能力也比较强,但是因为原来是做军工,下游的封装产能比较小,后续麦捷科技刚好可以与其进行资源互补。

东山精密

东山精密成立于1980年,其专注于通信设备、精密金属结构件、LED技术及电子电路领域解决方案,子公司艾福电子在陶瓷制造技术与高频率回路设计领域已有逾10年开发量产经验,先发优势明显。2018年,艾福电子陶瓷介质滤波器产品通过华为认证,10月已获得华为2538万元批量订单。由于传统的金属腔体滤波器不再适合5G的小型化、集成化要求,所以陶瓷介质滤波器有望成为5G基站的主流。公司作为介质滤波器主要供应商将迎来高速发展期。

武汉凡谷

武汉凡谷电子技术股份有限公司的前身是成立于1989年的武汉凡谷电子技术研究所。是一家移动通信天馈系统射频器件独立供应商。

公司始终以“以不断满足客户需求为拉动力,以不断激发员工成功愿望为推动力”,“不断发展壮大、始终奉献社会”为理念。形成了以“技术创新,服务通信,核心业务,集中取胜,相邻业务,优选发展”宗旨的发展路线。

公司长期专注于发展移动通信天馈系统射频器件的核心技术,主要产品和解决方案有滤波器系列(双工器、合路器、塔顶放大器等)、介质材料、毫米波雷达系列(交通、安防、工业控制等)、行业网平台系列(公安、交通以及政府政务云等),凭借自有知识产权和强大的软件和硬件研发平台,快速响应客户定制产品需求。

公司下属凡谷陶瓷公司已经完成了介质陶器滤波器全产业链的技术储备,陶瓷介质滤波器在满足性能的前提条件下,凭借轻量化、抗温漂性能好以及小型化优势成为主设备商主要选择方案之一,而目前凡谷仍处于被ST的状态,能否凭借滤波器翻身还有待观察。

春兴精工

苏州春兴精工股份有限公司于2001年9月成立,公司主要从事通讯系统设备、汽车、航空等精密铝合金结构件的制造、销售及服务;通讯系统设备、汽车、航空等精密铝合金结构件的研究与开发等业务。

据悉,公司为5G基站提供腔体滤波器、陶瓷滤波器,公司具备生产陶瓷滤波器的能力,目前小批量生产。

京信通信

京信通信成立于1997年,是全球领先的通信与信息解决方案及服务提供商。

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在2018 年,京信通信正式推出了面向5G的中高频的基站介质滤波器。5G的天线阵列和介质滤波器一体化的集成设计,是实现AAU的技术关键。而恰恰在这两个领域的组合中,能够发挥京信通信的技术优势。

此外,京信通信在今年年初中标了移动的窄带物联网天线和滤波器智能天线集中采购,其中包括中标窄带物联网天线(第一批次)83.63万面中17.54%的份额,约1.99亿元;以及滤波器智能天线24.53万面中30%的份额,约9529.74万元。

摩比集团

摩比集团创立于1999年8月,摩比集团旗下共有9家子公司,主要从事移动通信射频产品研发、生产和销售。

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摩比集团主要产品有基站天线、双工器、滤波器、塔顶放大器、室内外合路器、低噪声放大器、干线放大器等。

大富科技

深圳市大富科技股份有限公司成立于2001年,是一家集产品研发、生产和销售为一体的国家级高新技术企业。

大富科技公司拥有近20年的滤波器设计经验,在5G技术方面,现已具备TM模滤波器、TE模滤波器、介质加载滤波器、介质波导滤波器、介质双模滤波器的技术开发能力。公司在小型化金属腔体滤波器、介质滤波器等领域都具有较强的优势,且已获得国内外客户(华为、爱立信、诺基亚等)的认可。

结语

国内的滤波器厂商更多的是为基站天线应用而生,应用于手机上的产品较少,主要是因为手机滤波器的技术难度更高。从上述盘点中我们可以发现,SAW滤波器厂商只有几家在做,而 BAW 滤波器领域更是停留在研发阶段,在 5G 时代开启的滤波器市场,我国滤波器厂商想要分得一杯羹,必须得关注手机射频滤波器才行。