近日，來(lái)自美國(guó)司法部的一則消息又一次引起業(yè)內(nèi)人士的關(guān)注：天津大學(xué)教授張浩竊取Skyworks、Avago的半導(dǎo)體商業(yè)機(jī)密，聯(lián)邦法院判決三項(xiàng)重罪罪名成立，包括最高徒刑15年的經(jīng)濟(jì)間諜罪，最高徒刑10年的商業(yè)機(jī)密盜竊罪，以及每項(xiàng)罪名最高25萬(wàn)美元的罰款，預(yù)計(jì)8月31日宣判。
這其中所提到的“半導(dǎo)體商業(yè)機(jī)密”是指一項(xiàng)MEMS技術(shù)——FBAR(Film Bulk Acoustic Resonator) 薄膜腔聲諧振濾波器，是手機(jī)射頻部分的重要器件。
手機(jī)通信模塊主要由天線、射頻前端、射頻收發(fā)、基帶構(gòu)成，其中射頻前端是指介于天線與射頻收發(fā)之間的通信元件，主要包括：濾波器、低噪聲放大器LNA（Low Noise Amplifier)、功率放大器PA（Power Amplifier）、開關(guān)、天線調(diào)諧。
其中濾波器部分目前的主流是聲濾波器，主要包括SAW(Surface Acoustic Wave，聲表面波)濾波器、BAW（Bulk Acoustic Wave，體聲波）濾波器。BAW從結(jié)構(gòu)上主要有BAW—SMR和FBAR兩種。
5G的快速推進(jìn)對(duì)于終端的射頻部分也帶了巨大的發(fā)展機(jī)遇，其中濾波器被視為射頻前端領(lǐng)域市場(chǎng)前景最大、也是綜合挑戰(zhàn)最高的細(xì)分品類。5G通信需要支持更多的天線、更多的頻段、更復(fù)雜的組網(wǎng)方式，因此對(duì)射頻前端中濾波器的需求量也將會(huì)急劇增加。從4G到5G，手機(jī)中濾波器的單顆用量從約40顆增加到近百顆。據(jù)市場(chǎng)咨詢機(jī)構(gòu)Yole預(yù)測(cè)，2022年射頻前端市場(chǎng)全球需求量將會(huì)達(dá)到220億美金的規(guī)模；其中射頻BAW/ FBAR濾波器由于其雜波濾除特性、信號(hào)損耗及功率容量方面的優(yōu)良性能，需求量的增長(zhǎng)尤為強(qiáng)勁，預(yù)計(jì)將會(huì)達(dá)到120億美金的全球市場(chǎng)規(guī)模。
目前手機(jī)射頻前端濾波器還是以SAW占主流，但從原理上來(lái)說(shuō)，SAW更適于2~2.5GHz以下的應(yīng)用場(chǎng)景。但隨著5G帶來(lái)的向更高頻段的演進(jìn)，SAW技術(shù)在頻率上限方面的不足將愈發(fā)體現(xiàn)。目前的sub-6以及未來(lái)的毫米波等更高頻段，都為BAW/FBAR催生更廣闊的空間。
FBAR的概念早在20世紀(jì)60年代就被提出以拓展石英晶振在高頻段的應(yīng)用，但由于當(dāng)時(shí)微細(xì)加工工藝的制約，這一想法并未得到足夠的重視。隨著微細(xì)加工技術(shù)的發(fā)展，Lakin和Wang于1980年首次在硅晶片上制成了基波頻率為435MHz的薄膜體聲波諧振器。Krishnaswamy和Rosenbaum等人于1990年首次將薄膜體聲波諧振器結(jié)構(gòu)的濾波器擴(kuò)展到吉赫茲頻段，安捷倫公司在1999年成功研發(fā)出了應(yīng)用于美國(guó) PCS1900MHz的薄膜體聲波諧振器雙工器，并于2001年大規(guī)模量產(chǎn)。在2005年，KKR和Silver Lake收購(gòu)安捷倫半導(dǎo)體業(yè)務(wù)，成立Avago（安華高），在2008年，Avago又收購(gòu)了位于慕尼黑的英飛凌BWA（Bulk Wave Acoustic）業(yè)務(wù)。2016年，Avago收購(gòu)Broadcom（博通），并更名為Broadcom。
在BAW/FBAR領(lǐng)域，Avago和Qorvo兩家美國(guó)廠商占據(jù)著市場(chǎng)約90%的份額。與SAW相比，BAW/FBAR具有更好的雜波濾除特性、更低的信號(hào)損耗、更大的Q值，但也存在成本高、一致性難保證的量產(chǎn)挑戰(zhàn)，后進(jìn)入的廠商將面對(duì)很高的技術(shù)門檻和專利壁壘。
與美、日廠商相比，我國(guó)本土廠商在高性能BAW/FBAR濾波器領(lǐng)域雖然起步較晚、實(shí)力相對(duì)薄弱，但近年也取得可喜進(jìn)展。涉足BAW/FBAR濾波器領(lǐng)域的有天津諾思微系統(tǒng)、CETC26所、CETC55所、麥捷科技、信維通信、開元通信、德清華瑩、晶訊聚震等。
天津諾思微系統(tǒng)是國(guó)內(nèi)FBAR濾波器國(guó)產(chǎn)化過(guò)程中不容忽視的一員，建有亞洲首座具有完全知識(shí)產(chǎn)權(quán)（IP）的FBAR晶圓廠，主要從事無(wú)線設(shè)備射頻前端MEMS濾波芯片、模塊、應(yīng)用方案的設(shè)計(jì)、研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。而去年底發(fā)布的5G新頻段FBAR濾波器，已向客戶提供測(cè)試使用。
2019年8月7日，開元通信技術(shù)（廈門）有限公司（以下簡(jiǎn)稱“開元通信”）在深圳宣布推出體聲波濾波器品牌“矽力豹”，以及國(guó)產(chǎn)首顆應(yīng)用在5G n41頻段的高性能BAW濾波器產(chǎn)品EP70N41。這是國(guó)內(nèi)芯片廠商在5G BAW濾波器的首次突破。開元通信與國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的MEMS代工廠進(jìn)行了深度戰(zhàn)略合作，于2018年10月建成了本土唯一的8英寸 BAW量產(chǎn)線。目前開元通信首批客戶已完成測(cè)試，反響良好。
BAW/FBAR濾波器在5G時(shí)代具備較強(qiáng)的市場(chǎng)潛力，但國(guó)產(chǎn)廠商的力量依然薄弱,不少?gòu)S商還處于研發(fā)階段。國(guó)產(chǎn)廠商想要在5G中高端濾波器市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)突破，完全替代國(guó)外產(chǎn)品，任重而道遠(yuǎn)。