为什么说BAW滤波器更适合高频？

随着移动通信模式和频段的增加，射频前段模块成了移动设备中不可缺少的一部分。根据Mobile Expert LLC的研究报告，2016年在智能手机增长萎靡(9%)的情况下，射频前段模块的增长率仍达到了17%，其市场前景可观。在射频前端模块中，未来发展的关键又在于射频滤波器(Filter)模块。关于滤波器的设计、制造难点与市场情况，是本文探讨的重点。

1 顺着5G高频趋势 BAW有望在2022年取代SAW 

随着移动设备对网络频段数量的支持不断升级，RF射频前端的关键部分一一滤波器市场前景广被看好。以单个频段需要2个滤波器来计算，4G LTE的射频前端系统架构(五模十七频)就需要30多个滤波器，目前已有LTE芯片支持40多个频段。而有专家称，一部智能手机最终将支持全球91个频段，可见，滤波器的市场前景何等可观！　　

Qorvo亚太区市场战略部高级经理陶镇

Qorvo亚太区市场战略部高级经理陶镇表示，在FDD系统里需要收发同时工作的双工器(收发二合一滤波器)，而在TDD系统里通常收发可以共享一颗滤波器。随着多频段、载波聚合和共存干扰的需求及要求愈发严格，滤波器在可调试宽带技术尚不成熟的情况下，个数会明显增加。通常来说，多个频段需要多个滤波器进行前端射频信号的处理。

在技术层面，滤波器在RF射频前端的重要性也日渐凸显。滤波器的职责，主要是让频带内的有用信号通过天线到达蜂窝基站，并滤除掉频带外的杂散信号。这些"杂散"信号包括来自附近频段的信号干扰，就像我们听收音机时，在某个频段会偶尔掺杂进来其他频道的信号，这就是滤波器"失职"所造成。又比如，我们在打电话时，偶尔会断线或者声音不清晰等，也多少跟滤波器的作用发挥失常有关系。

从滤波器技术的发展进程来看，SAW(声表面波)Filter和BAW(体声波)Filter分别代表着不同阶段的技术方向。

若分析两种滤波器技术的优劣，首先看SAW滤波器。从SAW Filter的频率公式f=v/λ(v指速率，约3100m/s，λ指IDT电极之间的间距)可以看出，频率越高，要求的IDT电极之间的间距越小，而实际上间距不能太小，这就导致SAW Filter并不太适合2.5GHz以上的频率，而且，很小的间距(高频率)下电流密度太大(高功率)会导致电迁移和发热等问题。而SAW Filter对温度变化又比较敏感，其性能会随着温度升高而变差，虽然可通过在IDT上增加保护涂层来解决，但增加的涂层又会使工艺变得复杂，成本也会增加。

其实，SAW滤波器的最好应用范围是2.0GHz以内，功率小于33dBm。目前SAW工艺也有了长足的进步，甚至可以应用到2.4GHz频段。但相比之下，BAW滤波器最大可以工作到20GHz，功率可以接近40dBm(10W)，且对温度变化不敏感，具备"插入损耗小、带外衰减大"等优点。并且，BAW Filter的制造工艺也非常符合现有的IC制造工艺，适合和其他的active电路做整体的结合。不足之处在于，BAW滤波器成本高，另外因为Q值高，量产一致性是个致命的挑战。

综上来看，SAW Filter的优势在于成本低，技术成熟且产品一致性高，不足是工作的频段有限(2.5GHz以内)，且对温度变化敏感。而BAW Filter则刚好相反，优势在于可在高达20GHz的高频工作，对温度变化不敏感，插入损耗小，带外衰减大，不足则在于成本高、一致性差。但从整体技术发展趋势来看，BAW Filter是用于接替SAW Filter的新一代滤波器技术，并已经开始应用于苹果手机等高端移动设备中。

由于BAW的结构分BAW—SMR和FBAR，因此BAW-SMR和FBAR作为BAW的分支，同样具备BAW的所有优点，特别是FBAR滤波器技术备受国际大厂青睐。目前，从美国厂商Aavgo掌握了FBAR的专利技术横扫4G与WiFi高频滤波器市场来看，FBAR市场的需求热度在持续高涨。苹果iPhone智能手机中使用的滤波器就是Qorvo公司提供的FBAR滤波器。

可见BAW Filter在高端智能手机上的应用正在成为趋势，不过这并不说明SAW Filter就完全失去了市场。相反，在一定时期内，SAW仍将占据中低端市场绝大部分市场份额，除了移动通信领域，2.4G Wi-Fi传输对于SAW的需求依然相当大，这几年依然会有可观的市场占有率。

Qorvo陶镇也表示，BAW并不会完全取代SAW，二者会分别在中高频和低频发挥出最佳的性能优势，并长期并存。相比于SAW，BAW的优势在于中高频段的性能优势，如更小的插入损耗、更高的带外抑制等。但近几年，SAW的工艺也在不断提升，如高品质因素SAW以及温度补偿SAW等。简言之，2GHz以下SAW的市场占有率仍比较大，但2GHz以上BAW的市场占有率会比较高。

据悉，目前在4G