如何挖掘表面波SAW滤波器技术路线

在5G时代似乎被BAW夺去光芒的SAW滤波器，其实依然占据滤波器出货量与货值的过半市场。

频率更低的SAW滤波器，乍一看技术难度不如BAW路线，但由于相关频段更为拥挤，在系统级集成设计能力有更高要求，与此同时，行业巨头村田，在该领域的专利壁垒，也远较多寡头格局下的BAW更为严密。

目前，大部分进入滤波器业务的国内企业，都选择了SAW领域作为突破口，在中低端产品上发挥国产替代的价值，不过中低端市场企业定价能力的天然劣势，为相关企业向上突破带来了制约。

一方面，低端SAW滤波器的价格战，使企业难以提高毛利，拉长了早期投资的回收期；另一方面，上游核心材料-钽酸锂（LT）、铌酸锂（LN）晶体压电衬底，却牢牢把持在住友化学、信越化学等日本企业手中，中国滤波器厂商辛苦打拼的利润，却通过高价衬底基片回流到日本企业。

国内尽管已有院所和企业初步掌握了LNLT晶体的黑化还原等高端技术，但质量、产量与成本，依然无法与日本企业抗衡，往往仅在IDM企业内部消化，难以形成撬动上游产业格局的有效杠杆。

面对5G乃至6G潮流，以及来自中国企业的低端产品竞争，行业领袖村田的选择，是在高端SAW滤波器技术上发力。

传统SAW滤波器很难做到1.8GHz以上频率，而村田的IHP-SAW技术，可以实现2.5-3GHz乃至更高的频率性能。

目前，也有国内机构正在跟进村田的动作，从不同切入点挖掘表面波SAW技术路线的潜力。

（FBAR不规则多边形的布局特点，以保证横波反射次数减少，提高谐振器品质因子）

西南科技大学微系统中心高杨团队，就在梳理了村田IHP-SAW的技术演进特点后，大胆采用氮化铝基新型导波层压电材料体系及异质声学层（HAL）结构衬底的最新成果，利用铝钪氮材料试制的HAL结构谐振器，在未经优化的情况下已与村田公开的数据看齐。

高杨还曾进一步展望称，IHP-SAW带动的HAL结构风潮和氮化铝材料体系，或将动摇信越化学等厂商在传统SAW所需的钽酸锂、铌酸锂等单晶基板领域垄断地位，基于氮化铝晶圆的HAL结构器件，将深刻变革SAW产业生态。

值得一提的是，高杨团队还与昂瑞微（汉天下）共同组建了智能微系统联合实验室，打通了研究成果快速产业化的通道，后者同样是国内5G射频芯片赛道的活跃玩家，获得华为与小米两大厂商入股，其产品已在荣耀50手机上得到应用。

中科院上海微系统所欧欣研究员团队，则利用“万能离子刀”剥离与键合转移技术，突破晶格失配等问题，将亚微米厚度的单晶铌酸锂薄膜从铌酸锂晶圆剥离并转移到高声速、高导热的碳化硅（SiC）晶圆，首次制备了4英寸Ln/SiC压电异质衬底，可实现更有效的声波能量和电场能量约束、提高器件散热、降低器件热膨胀，从而显著提高射频声波器件性能与设计自由度。基于该衬底制备的高频器件，突破了传统SAW器件的频率限制。有望应用于5G N77和N79频段。

在SAW战场上，国内产学研机构“奇兵”，已经摸索到了向5G乃至6G突破的曙光。

编辑：黄飞