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5G浪潮下,射频滤波器升级正当时!

时间:2020-06-24 作者:专家委 点击:62

手拿一部智能手机,就可以与亲朋好友进行实时联系。通讯性能作为手机的重要指标之一,已经成为中国手机制造商提升产品竞争力的重要突破口。射频芯片、滤波器作为手机通信系统的核心组件,负责射频收发、频率合成、功率放大等,其作用不言而喻。

 
  全球射频前端器件发展正处于高速增长阶段。据市场调研机构预测,射频前端市场中滤波器占比最大,预计到2023年全球滤波器市场份额将增长至225亿美元,对比2018年的92亿美元,将以19%的复合年增长率高速发展。
 
  5G高速的通信速率和巨大通讯容量对射频芯片提出了新的挑战,推动射频前端芯片技术不断升级和市场需求的爆发。从应用场景来看,射频芯片主要用于手机、平板电脑等移动终端设备,与天线、收发器、基带芯片等共同组成通信芯片。
 
  作为无线通讯的核心部分,射频前端((RFFE)包括发射通道和接收通道,由功率放大器 (PAs)、低噪声放大器 (LNAs)、开关、双工器、滤波器和谐波器等器件组成。其中,射频前端器件均由由半导体工艺制备,用于手机端的功率放大器和低噪声放大器主要基于Si、SOI、GaN、 GaAs、SiGe(用于基站端的大功率功率放大器主要采用GaN和GaAs)。
 
  在4G以及5G频段的逐步实现, MIMO和载波聚合的应用支持, Wi-Fi、 蓝牙、 GPS等无线技术的普及等, 导致射频滤波器的需求增长迅速。在使用过程中,射频滤波器能够减少带外干扰,改善近旁设备的性能。射频滤波器仅允许用户实际发送和接收的频率、信道通过,同时降低信道外的干扰信号。
 
  从国外来看,一些企业在射频器件制造方面已占有一定优势。拿高通来讲,目前高通正在多条产品线中集成ultraSAW技术,包括前端模组(FEMiD))、分集模组(DRx)、Wi-Fi分离器、GNSS分离器、功率放大器模组(PAMiD)等。基于高通ultraSAW技术的一系列分立式和集成式产品已经在2020年第一季度开始量产,相关商用旗舰终端预计2020年下半年推出。
 
  尽管挑战重重,但中国企业仍然迎难而上,纷纷加快了布局的步伐。据统计,国内的射频PA设计公司(Fabless)有近数十家,主要包括汉天下、唯捷创芯、紫光展锐等。国内晶圆代工厂商主要有海特高新、三安光电等,国产射频PA有望实现突破。
 
  值得一提的是,在SAW领域国内厂商已经开始突破。某些国内滤波器厂商已经掌握了从晶体基片制造到光刻工艺的全生产流程,虽然器件较厚,但成本优势显著,产品已经得到二线品牌手机厂家的采购使用,这不得不说是一大进步。
 
  我国在传统半导体发展的进程中遇到的设计、材料、工具、工艺、生产、测试、封装等方面的问题,在射频前端器件发展过程中同样也会遇到,并且挑战重重,这就需要产业链各方不求大而求精,力求在核心技术攻关领域多下功夫,力争寻找出一条射频前端器件发展的康庄大道。
 
  可以预见的是,随着人们对拍照、语音、视频等沟通需要的日益迫切,智能手机各类功能也将加快完善,射频芯片、射频滤波器等电子元器件的需求将随之攀升。作为手机通信系统的核心组件之一,射频滤波器将成为厂商抢夺的又一块“大蛋糕”。

(来源:中国仪表网 )