來源：ittbank
幾次技術應用的潮流引領了聲波射頻濾波器技術的發展，而SAW濾波器可以說是軍用轉民用的技術典範。早期國內的SAW濾波器僅用於國防如雷達、通信等方面需求；而該技術的第一次民用，即用於彩電產業，帶動了部分民營企業的發展。九十年代中期，隨著2G通信中GSM、CDMA以及GPS導航對SAW濾波器的大量應用，促進了該技術的第二個繁榮期的誕生。到這個階段，聲表面波技術真正成熟起來，它進入了許多通信領域：無線通信（電臺）、衛星導航（GPS、北鬥）、微波通信（廣播）、移動通信（2G、3G、4G的基站、移動終端）。聲波射頻濾波器在小型化和高頻通信的優勢在移動通信快速發展的同時又一次綻放光彩。相較於傳統LC濾波器、多層陶瓷濾波器，聲學濾波器能夠提供低插入損耗，以及非常高的濾波Q值；而其基於晶圓的製備工藝使得它可以被大批量生產，進而成本得以降低；同時聲學濾波器能夠保持較小的體積（其體積重量分別是陶瓷介質濾波器的 1/40 和 1/30），且其體積隨著工藝的進步可以得到進一步降低，進而實現單片多頻帶濾波以及與其他前端模塊器件的集成。聲學濾波器工藝根據其設計分為聲表面波（Surface Acoustic Wave，SAW）以及聲體波（Bulk Acoustic Waves，BAW）工藝。BAW 工藝可以提供更好的高頻性能、濾波特性（更高Q 值，以及邊帶損耗），以及更穩定的溫度特性，當然其成本也相應更高。BAW 與SAW 相比可以提供更好的濾波特性，如高Q 值，對應的高隔離度，且BAW 工藝能夠提供更好的高頻特性（可到6GHz，目前某些SAW供貨商僅可以提供性能優秀的工作在2GHz 以上的SAW 濾波器，如日本村田），以及更高的功率承受能力。BAW 技術廣泛應用於頻率高於1.9GHz 的新型LTE 頻帶中，以及某些對幹擾敏感的頻帶，如2.4GHz 與Wi-Fi 頻帶靠近的4G 頻段。而SAW 的獨特優勢在於其低製備成本，電平衡輸出能力（簡化電路設計），單個襯底切片上可集成多個濾波器。體聲波濾波器工藝FBAR與SMR-BAW對比。目前 BAW 工藝有兩種實現方式：薄膜體聲波諧振器（FBAR，film bulk acoustic resonator）以及固體裝配型體聲波諧振器（BAW-SMR，solidly mounted resonator）。二者主要的區別在於聲能的反射方式上的區別：FBAR依靠一個支持層與襯底之間的氣腔實現能量反射，而BAW-SMR依賴襯底之上的布拉格反射板實現能量的反射。在工藝上，FBAR更接近MEMS，而SMR更接近於集成電路的實現方式。FBAR 工藝能夠提供相對較好的能量反射，因此FBAR可以提供更大的帶寬，即稍好的濾波性能，但是該差距不大。而對於BAW-SMR型濾波器，因為其結構中有一條導熱通路通向襯底，可以很好地通過襯底散熱。而 FBAR 由於諧振器每面都有氣隙，因此導熱能力較弱。以Qorvo公司為代表的BAW-SMR濾波器供應商可以提供接近零溫度漂移的濾波器。目前聲學濾波器市場主要由美、日廠家主導，主要供應關係如下圖所示。目前這些廠家主要是：Avago：中文名，安華高，在美國與新加坡設有總部，2015年收購博通（Broadcom），並統一為博通，在BAW工藝上佔據領先地位，具備生產濾波器元件以及射頻前端模塊的能力；Qorvo：總部美國，於2014年由TriQuint與RFMD合併而成，兼具SAW/BAW工藝，並具備生產射頻前端模塊能力；Skyworks：中文名，思佳訊，總部美國，2016年收購日本松下濾波器部門進而具備SAW生產工藝，同時在射頻前端模塊具備較大優勢；TDK：總部日本，早期為東京電氣化學株式會社，後為TDK株式會社，2008年收購歐洲公司EPCOS進入聲學濾波器產業；Murata：中文名，村田，總部日本，在SAW工藝以及市場上佔據領先地位，佔據50% SAW出貨市場；Taiyo Yuden：中文名，太陽誘電，總部日本，具備SAW/BAW生產工藝，少量出貨BAW產品。產業的上遊為晶圓提供商。下遊為前端模塊生產商、設備製造商。設備製造商目前主要是智慧型手機生產商如蘋果、三星、華為等。為了實現更大的協同效應和市場效益，近些年行業的整合使得部分公司（安華高，Qorvo，Skyworks）兼具生產獨立的濾波器和前端模塊的能力。而日本企業如TDK、村田、太陽誘電目前仍主要生產濾波器元件本身，他們除了直接向設備製造商提供集成式的濾波器之外，也向射頻前端模塊生產商提供濾波器元件生產的外包服務。
過去十年，半導體產業的整體發展趨勢是併購，以謀求產業鏈整合、優化，以及利用規模優勢獲取更多的市場話語權、更低的製造成本。經歷過近期的數次收購和兼併之後，市場上將存在四家具備完整前端模塊生產能力的廠家。新的博通（Broadcom）。2015年，Avago以370億美元收購博通，進一步完善合併後公司在無線接入領域的統治地位；新的Qorvo。2014年，TriQuint與RFMD合併為Qorvo。Qorvo繼承了TriQuint的BAW-SMR濾波器研發生產能力，以及RFMD的SAW研發生產能力。同時二者的結合使得Qorvo具備了更完善的前端模塊生產能力，2015 年初針對 Qorvo CFO 的一次採訪指出，一款低端手機僅包含的 35 美分的TriQuint產射頻器件，而在兩家公司合併之後能為一款高端 LTE 手機提供價值6美元的射頻模塊;高通與TDK牽手。2016年，高通與TDK通過合資企業RF360（30億美元）實現二者無線通信技術上的互補（TDK於2008年收購 EPCOS，獲取其完善的聲學濾波器生產技術，以提供完整的射頻無源器件解決方案），對比Qorvo合併，預計短時間內該動作不會有太多市場影響；Skyworks完成對松下濾波器部門的收購。該公司與松下於2014年成立合資公司，Skyworks 2014年與松下成立合資企業；2016年Skyworks完全收購該合資企業，完成對松下濾波器部門的收購，補全在SAW方面的技術，Skyworks 一共支付松下2.25億美元。近期傳聞 Skyworks與太陽誘電在準備在高端BAW產品上的合作，後者雖然掌握FBAR技術，但是一直未能有大量出貨；從上述產業併購、合作可以看到，業界圍繞這射頻前端積極布局，這與手持設備對於更為緊湊和功能更為完善的前端模塊（FEM）的需求是契合的，而聲學濾波器則是前端模塊中的重要一環以及很多公司的最後一環。目前國際上SAW市佔率中，Murata約佔據50%市場，其次為TDK旗下的EPCOS（目前已於2016年1月與高通成立合資公司，三年後），以及太陽誘電。值得注意的是，部分前端模塊廠家如Qorvo 也生產部分SAW 以供給自身前端模塊產品，而部分靠外包給其他主要SAW 生產商。在SAW 器件的製備中，製造成本以及難度高。這體現的不足之處是所需基片材料的價格昂貴，對基片的定向、切割、研磨、拋光、製造、封裝等工藝要求高，因此該行業存在著較高進入門檻。目前國內廠商大部分SAW濾波器廠商仍停留在公頻波段（較低頻率，低於1GHz）的產品生產中。而對於更高的射頻工作頻率（如目前LTE波段覆蓋的高於2GHz頻段），對工藝有著更高的技術要求。圖6 國內聲學濾波器（主要是 SAW 工藝）科研、生產單位科研方面，目前國內對於聲學濾波器的研究也有較長的歷史，例如中國電子科技集團二十六所的聲學濾波器工藝研發在我國壓電與聲光技術領域十分突出。其聲體波（BAW）技術方面的研究填補了我國在此技術領域的空白。進入移動通信射頻領域的聲學濾波器商用生產的公司有兩家：無錫好達電子有限公司，以及深圳華遠微電（由北京中訊四方全資控股）。其中無錫好達擁有國內較大規模的生產線，可生產1.8×1.4 mm 的雙工器、1.1×0.9 mm的濾波器。目前以實現對主流手機廠商（主要客戶包括中興、宇龍、金立、三星、藍寶、富士康、魅族等）的供貨。另一家有實際出貨量的廠家是中電科技德清華瑩電子有限公司。該公司是中國電子科技集團公司控股及聯合下屬二十六研究所、五十五研究所參股的一家專業研製及製造人工晶體材料、聲表面波器件及電子系列產品的高新技術企業，其年產各類聲表面波器件1.6億隻。北京航天微電科技有限公司也有較少出貨，但主要用於國防、衛星事業。該公司提供了國內90%以上的星用聲表面波器件產，譬如此次天宮二號中就有許多來自北京航天微電科技有限公司的SAW濾波器。但從相關報導可以看到，該公司產品雖然性能指標達到航天標準，但是製備生產線仍然很大程度上依賴製備工人多年的熟練程度，離大規模商用化尚距離較遠。在發展的同時，國內的科研單位和業界也保持著一定的合作。從2009 年度國家科學技術進步獎目錄二等獎名單中可以看到，二十六所牽頭的獲獎項目（項目名稱：移動通訊用濾波器關鍵技術及產業化，中國電子科技集團公司第二十六研究所，清華大學，中國科學院微電子研究所，中電科技德清華瑩電子有限公司，中國電子科技集團公司第五十五研究所，山東大學，無錫市好達電子有限公司，推薦單位：重慶市）合作單位包含了上面提到的許多公司。受益於當前智慧型手機的高出貨量，中國是聲學射頻濾波器的最大需求市場，但與此相對立的是，該市場基本沒有本土品牌的參與、競爭。目前僅有無錫好達針對部分國產手機廠商有較少出貨。國內廠家據不確切信源只佔據市場1~3%。根據對供應商的粗略統計，國內SAW市場基本被村田，TDK（旗下 EPCOS），太陽誘電等品牌佔據，而高端BAW濾波器市場則被安華高與Qorvo佔據。考慮到生產工藝發展基礎以及專利限制，SAW將是國內廠商比較好的切入點。產業中令人關注的兩次合作（並）。2014年，Skyworks與松下宣布組建合資公司，共同設計、開發並提供高性能濾波器，包括 SAW以及TC-SAW元件方案，聯手進軍高性能濾波器市場。同時雙方在高頻體聲波BAW濾波器市場的策略投資互補，能夠針對高、中、低頻各頻段的組合提供定製化方案。其中，Skyworks佔有66％的股份，松下佔比34%，合資公司總部位於日本大阪。2016年8月，Skyworks宣布以0.765億美元收購合資公司松下所擁有的34%股權，實現全資控股。收購總金額為2.25億美元，包括濾波器相關的專業技術人才、領先的產品設計，以及412項濾波器的基礎專利和SAW、溫度補償SAW器件相關的應用專利。2015年8月，Skyworks公司在大阪新建40.5萬平方英尺以擴大產能，為滿足高集成解決方案對濾波器日益增長的巨大需求。截至目前，該合資公司濾波器的兩年累計出貨量已超過20億美元（年平均10億美元）。2016年，高通與TDK通過合資企業RF360（30億美元）實現二者無線通信技術上的互補，目前EPCOS（TDK）每天出貨量25百萬隻，且在持續增長中，預計年出貨量為90億隻。TDK的該濾波器部門目前是前三大SAW供應商，年收入達10億美元，包含4200 名員工。通過收購，Skyworks和高通將鞏固其在高性能濾波器，尤其是高性能集成解決方案商上的領導地位。消費者對實時連接的依賴和持續增長的數據量，讓頻段數目和LTE市場技術對濾波器的需求快速攀升。結合這兩筆收購/合資交易，我們有理由相信，未來業界有往完整端到端解決方案的發展趨勢。因此各個廠家都在謀求低、中、高不同頻段的濾波器產品，以覆蓋從高端智慧型手機到低成本物聯網中的應用需求。如Qorvo在合併之後推出的Fusion系列產品，該模塊包含了天線開關，功率放大器以及濾波器，為製備商提供了更為快捷的解決方案。而高通較早之前便推出了RF360模塊化解決方案，此次對於濾波器的涉獵將在未來進一步補全其前端模塊產品線的完整度。麥捷科技切入市場，有望引領國內相關產業發展。SAW 濾波器作為手機射頻前端的關鍵器件，其封裝技術基本上被國外廠商所壟斷，如日本村田、TDK、太陽誘電等，國內手機產品所需要的CSP封裝SAW濾波器主要通過國外進口。麥捷科技，作為唯一一家A股上市涉足該領域的公司，掌握了終端射頻聲表濾波器產品技術和生產工藝並開始小批量供貨，通過相應生產設備和技術研發投入，可以實現規模化大批量生產。
來源：ittbank
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