一、聲學(xué)濾波器市場(chǎng)分析

隨著全球聯(lián)網(wǎng)設(shè)備增多，射頻前端系統(tǒng)需求量增多，濾波器的需求量自然增多。千億級(jí)設(shè)備連接，
這是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)需求，未來(lái)全球移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)連接的設(shè)備總量將達(dá)到千億規(guī)模。根據(jù)IMT-2020
5G推進(jìn)組預(yù)測(cè)，到2020年全球移動(dòng)終端（不含物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備）數(shù)量將超過(guò)100億，其中中國(guó)將超過(guò)20億。

射頻頻段增多，濾波器的需求量自然增多。從1G-->2G-->3G-->4G，再到5G，射頻的頻段不斷增多，
其射頻器件的應(yīng)用數(shù)量也快速增加。從射頻前端使用濾波器的數(shù)量來(lái)看，隨著頻段數(shù)量的增加，射頻濾
波器件的需求量也相應(yīng)增加。

中國(guó)移動(dòng)要求的5模13頻分為8個(gè)FDD頻段和5個(gè)TDD頻段。因?yàn)镕DD是頻分復(fù)用的，需要含有接收器、
發(fā)射器的雙工器，同時(shí)接收還需要一個(gè)單的濾波器，所以一個(gè)頻段需要3個(gè)濾波器，總共24只。TDD
模式5個(gè)頻段，每個(gè)頻段需要一個(gè)發(fā)射以及一個(gè)接收的濾波器，共10個(gè)。再加上手機(jī)上的wifi、GPS、
藍(lán)牙等，濾波器數(shù)量達(dá)到30-40個(gè)。

聲表面波/體聲波濾波器

聲表采用將電能轉(zhuǎn)換為表面聲波的方式，利用聲波共振效應(yīng)實(shí)現(xiàn)的濾波。該聲表面波濾波器的特點(diǎn)是體積非常小，
Q值相對(duì)LC高，采用半導(dǎo)體工藝適合批量生產(chǎn)。一只800MHz左右的濾波器體積大概只有一個(gè)0805電容大小。其
缺點(diǎn)是功率容量小，不適合小批量定制產(chǎn)品，研發(fā)周期長(zhǎng)，研發(fā)成本高。

螺旋濾波器:

螺旋濾波器是一種半集總參數(shù)的濾波器，其采用放置在空腔內(nèi)的螺旋電感的自諧振來(lái)實(shí)現(xiàn)諧振器，通過(guò)相鄰諧振器的空間磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)耦合。

其優(yōu)點(diǎn)是：體積較腔體小，Q值、功率容量較LC高。其缺點(diǎn)是：較難實(shí)現(xiàn)寬帶，高頻部分電感不易實(shí)現(xiàn)。

螺旋濾波器通常用在500MHz以下20%相對(duì)帶寬，100W平均功率，對(duì)插損有一定要求的場(chǎng)合。

紋波：濾波器通帶內(nèi)S21曲線起伏的波峰與波谷之間的差值。

介質(zhì)濾波器

介質(zhì)濾波器是采用介質(zhì)填充的四分之一波長(zhǎng)短路線或者二分之一開(kāi)路線實(shí)現(xiàn)的半集總濾波器。其優(yōu)點(diǎn)是Q值較LC高，可以實(shí)現(xiàn)較LC
濾波器頻率高的濾波器。其缺點(diǎn)是寄生較近，諧振器需要定制。

交指濾波器大的特點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)寬帶，如果采用冗余諧振桿，考慮到機(jī)加可是線性，其相對(duì)帶寬通?？梢詫掃_(dá)60%。同時(shí)在K波段時(shí)，
寬帶的梳狀濾波器機(jī)加基本無(wú)法加工并且調(diào)試螺釘無(wú)法放置，因此在該條件下通常采用交指結(jié)構(gòu)。交指結(jié)構(gòu)與梳狀相比其寄生通帶較近，
通常其寄生通帶在1.8F0左右。同體積下，交指濾波器較梳狀濾波器功率容量大。

濾波器是無(wú)線通訊系統(tǒng)的關(guān)鍵性部件。

濾波器種類(lèi)繁多，各種濾波器具有不同的性能特點(diǎn)，因此在濾波器選擇時(shí)，通常需要綜合考慮客戶(hù)的實(shí)際使用環(huán)境以及客戶(hù)性能需
求才能做出正確、有效、可靠的選擇。

在客戶(hù)對(duì)濾波器指標(biāo)概念比較模糊時(shí)，通常需要詢(xún)問(wèn)客戶(hù)體積、損耗、帶外需要抑制的頻率以及抑制度、功率容量等。根據(jù)這幾個(gè)
簡(jiǎn)單的指標(biāo)要求基本可以判斷出濾波器種類(lèi)。

SAW濾波器應(yīng)用
功能：濾波，讓需要的信號(hào)通過(guò)，濾除不需要的信號(hào)。

應(yīng)用：

電視機(jī)，無(wú)繩電話，手機(jī)（每只手機(jī)中有聲表濾波器3-5只）CATV網(wǎng)絡(luò)（通過(guò)CATV上網(wǎng)可使信息傳輸速度提高幾十倍以上）
光纖通信系統(tǒng)時(shí)鐘恢復(fù)衛(wèi)星通信及定位（GPS）系統(tǒng)擴(kuò)頻通信系統(tǒng)通信偵查壓縮接收機(jī) 脈沖壓縮雷達(dá)系統(tǒng)電子偵察用信道化
接收機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)無(wú)鑰匙進(jìn)入和保密警戒系統(tǒng)遙測(cè)壓控系統(tǒng)其它聲表產(chǎn)品聲表面波濾波器組。

一款智能手機(jī)要對(duì)多達(dá)15個(gè)頻段的2G、3G和4G無(wú)線接入方式的發(fā)送和接收路徑進(jìn)行濾波，同時(shí)要濾波的還包括：
Wi-Fi、藍(lán)牙和GPS接收器的接收路徑。對(duì)各接收路徑的信號(hào)進(jìn)行隔離。還要對(duì)出處雜多、難以盡舉的其它外部信
號(hào)進(jìn)行抑制。要做到這點(diǎn)，一款多頻段智能手機(jī)需要4或6個(gè)濾波器和多個(gè)雙工器。如果沒(méi)有聲濾波技術(shù)，這將難以實(shí)現(xiàn)。

不同于SAW濾波器，BAW濾波器內(nèi)的聲波垂直傳播（圖3）。對(duì)使用石英晶體作為基板的BAW諧振器來(lái)說(shuō)，貼嵌于石英基板
頂、底兩側(cè)的金屬對(duì)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。而板坯厚度和電極質(zhì)量（mass）決定了
共振頻率。在BAW濾波器大顯身手的高頻，其壓電層的厚度在幾微米量級(jí)，因此，要在載體基板上采用薄膜沉積和微機(jī)
械加工技術(shù)實(shí)現(xiàn)諧振器結(jié)構(gòu)。

SAW Filter 與 BAW Filter 的區(qū)別

SAW 是聲表面波濾波器，在輸入端由壓電效應(yīng)把無(wú)線信號(hào)轉(zhuǎn)換為聲信號(hào)在介質(zhì)表面?zhèn)鞑?，在輸出端由逆壓電效?yīng)將聲信號(hào)
轉(zhuǎn)換為無(wú)線信號(hào)
BAW 是體聲波，采用FBAR技術(shù)，原理基本同SAW，的區(qū)別是聲信號(hào)在介質(zhì)內(nèi)部傳輸，故體積可以做的更小（介質(zhì)的
介電常數(shù)大于空氣）。
BAW相對(duì)來(lái)說(shuō)性能可能更好一些，q值，相位噪聲，體積小等，同時(shí)加工起來(lái)更難，屬于超精細(xì)加工。BAW有3層，上下為
金屬電極，中間為壓電材料，諧振在2G左右的厚度大概為（0.1um（電極），3um（壓電層），0.1um（電極）），所以加
工難度較大，成本目前還是較高。

頻率較高時(shí)，如3G時(shí)，一般采用BAW，而當(dāng)頻率在1900MHz以下時(shí)，通常采用SAW就能夠滿足要求。

高通技術(shù)公司今日發(fā)布驍龍X65 5G調(diào)制解調(diào)器及射頻系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“驍龍X65”）——第4代5G
調(diào)制解調(diào)器到天線的解決方案。它是全球支持10Gbps 5G速率和符合3GPP Release 16規(guī)范的
調(diào)制解調(diào)器及射頻系統(tǒng)，目前正在向終端廠商出樣，采用該全新系統(tǒng)的商用終端預(yù)計(jì)于2021年推出。

自從調(diào)制解調(diào)器及射頻系統(tǒng)商用以來(lái)，驍龍X65堪稱(chēng)公司在5G解決方案上的大飛躍。該系統(tǒng)
旨在通過(guò)媲美光纖的無(wú)線性能支持目前市場(chǎng)上快的5G傳輸速度，并充分利用可用頻譜實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)
靈活性、容量和覆蓋。除驍龍X65之外，高通技術(shù)公司還推出驍龍X62 5G調(diào)制解調(diào)器及射頻系統(tǒng)（以下
簡(jiǎn)稱(chēng)“驍龍X62”），一款針對(duì)主流移動(dòng)寬帶應(yīng)用市場(chǎng)進(jìn)行優(yōu)化的調(diào)制解調(diào)器到天線的解決方案。

高通公司總裁兼候任執(zhí)行官安蒙表示：

5G的演進(jìn)為高通公司創(chuàng)造了大的機(jī)遇，因?yàn)橐苿?dòng)技術(shù)將讓幾乎所有行業(yè)從中受益。憑借驍龍X65
5G調(diào)制解調(diào)器及射頻系統(tǒng)，我們創(chuàng)造了重要里程碑——開(kāi)啟傳輸速率高達(dá)10Gbps的連接時(shí)代并支持新
5G規(guī)范。驍龍X65將在賦能全新的5G用例方面發(fā)揮至關(guān)重要的作用，不僅會(huì)重新定義智能手機(jī)，還
將為5G在移動(dòng)寬帶、計(jì)算、XR、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、5G企業(yè)專(zhuān)網(wǎng)和固定無(wú)線接入等領(lǐng)域的擴(kuò)展帶來(lái)全新可能性。


高通技術(shù)公司副總裁兼4G/5G業(yè)務(wù)總經(jīng)理馬德嘉表示：



驍龍X65融合了全球的無(wú)線科技創(chuàng)新者對(duì)于5G關(guān)鍵技術(shù)突破的所有期待。我們的第4代5G調(diào)制解
調(diào)器及射頻系統(tǒng)面向全球5G部署而設(shè)計(jì)，帶來(lái)從調(diào)制解調(diào)器到天線的重大創(chuàng)新，以及覆蓋Sub-6GHz和毫
米波頻段的廣泛頻譜聚合功能。這將推動(dòng)5G的快速擴(kuò)展，同時(shí)為用戶(hù)提升網(wǎng)絡(luò)覆蓋、提高能效和性能。此
外憑借其在增程和大功率上的能力，驍龍X65和驍龍X62還在將5G擴(kuò)展至固定無(wú)線接入和云連接計(jì)算領(lǐng)域的
過(guò)程中發(fā)揮核心作用。


旗艦級(jí)驍龍X65 5G調(diào)制解調(diào)器及射頻系統(tǒng)的關(guān)鍵創(chuàng)新包括：

可升級(jí)架構(gòu)，支持跨5G各細(xì)分市場(chǎng)進(jìn)行增強(qiáng)、擴(kuò)展和定制；并通過(guò)軟件更新，支持即將推出的全新特性、
功能，以及3GPP Release 16新特性的快速部署。特別是隨著5G擴(kuò)展至計(jì)算、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和固定無(wú)線接入
等全新垂直行業(yè)，該可升級(jí)架構(gòu)可以支持基于驍龍X65打造面向未來(lái)的解決方案，以支持全新特性的采用，
延長(zhǎng)終端使用周期，并有助于降低總擁有成本。

第4代高通QTM545毫米波天線模組，旨在擴(kuò)大移動(dòng)毫米波的網(wǎng)絡(luò)覆蓋，提升能效。高通QTM545毫米波
天線模組搭配全新驍龍X65調(diào)制解調(diào)器及射頻系統(tǒng)，支持比前代產(chǎn)品更高的發(fā)射功率，支持包括n259（41GHz）
新頻段在內(nèi)的全球所有毫米波頻段，同時(shí)保持與前代產(chǎn)品一樣緊湊的占板面積。

全球AI天線調(diào)諧技術(shù)，是將公司超過(guò)十年的性AI研發(fā)成果引入移動(dòng)射頻系統(tǒng)的步，為蜂窩技術(shù)
性能和能效帶來(lái)重大提升。例如，與前代技術(shù)相比，通過(guò)AI實(shí)現(xiàn)對(duì)手部握持終端偵測(cè)準(zhǔn)確率30%的提升。這
一提升可以帶來(lái)增強(qiáng)的天線調(diào)諧功能，從而提高數(shù)據(jù)傳輸速度，改善覆蓋范圍，延長(zhǎng)電池續(xù)航。

下一代功率追蹤解決方案更小巧、更并且具備更——與普通功率追蹤技術(shù)相比，具備性能
和成本效益。

全面的頻譜聚合，覆蓋包括毫米波和Sub-6GHz頻段的全部主要5G頻段及其組合，F(xiàn)DD和TDD，通過(guò)
使用碎片化的5G頻譜資產(chǎn)，為運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)靈活性。

高通5G PowerSave 2.0，基于3GPP Release 16定義的全新節(jié)電技術(shù)，比如聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)喚醒信號(hào)（
Connected-Mode Wake-Up Signal）。

高通Smart Transmit? 2.0，是由高通技術(shù)公司許可的特系統(tǒng)級(jí)技術(shù)，可與驍龍X65調(diào)制解調(diào)器及射頻
系統(tǒng)搭配使用，通過(guò)利用從調(diào)制解調(diào)器到天線的系統(tǒng)感知功能，在持續(xù)滿足射頻發(fā)射要求的同時(shí)，為毫米
波和Sub-6GHz頻段帶來(lái)更高的上傳速率和更廣的網(wǎng)絡(luò)覆蓋。