濾波器需求增長(zhǎng)

　　由于4G LTE的出現(xiàn)，使得頻段越來越多，頻段越多就會(huì)導(dǎo)致智能手機(jī)的設(shè)計(jì)復(fù)雜性越來越大；加上頻譜資源是一個(gè)非常稀缺的資源，特別是在北美和歐洲地區(qū)，頻譜非常擁擠，這樣就一定會(huì)增加濾波器的復(fù)雜性。TriQuint中國(guó)區(qū)移動(dòng)產(chǎn)品銷售總監(jiān)江雄在9月份IIC期間的一次主題演講中表示，“LTE的采用將會(huì)推動(dòng)RF總體有效市場(chǎng)（TAM）大幅增長(zhǎng)。”

　　他指出，未來幾年，高性能濾波器會(huì)以年均復(fù)合增長(zhǎng)率40%~50%的速度增長(zhǎng)（如圖1所示）。他強(qiáng)調(diào)，這里的高性能濾波器主要指體聲波（BAW）和溫度補(bǔ)償聲表面波（TC-SAW）這兩種濾波器。

　　不同類型的手機(jī)中采用的濾波器類型和數(shù)量都是不一樣的，比如在功能機(jī)時(shí)代，只需要普通的SAW濾波器就足夠了；就算是3G手機(jī)時(shí)代，對(duì)BAW濾波器和 TC-SAW濾波器的需求也不大。但是到了4G時(shí)代，一款智能手機(jī)必須要對(duì)多個(gè)頻段的2G、3G和4G無線接入方式的發(fā)送和接收路徑進(jìn)行濾波，同時(shí)還要對(duì) WiFi、藍(lán)牙和GPS接收器等的接收路徑進(jìn)行濾波，而高端智能手機(jī)可能需要用到濾波器的地方會(huì)更多。這些頻帶范圍都不相同，又不能相互干擾，這必然需要更多的濾波器來對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行隔離。

　　而SAW濾波器由于本身的局限性，一般只適用于1.5GHz以下的應(yīng)用。另外它也易受溫 度變化的影響。高于1.5GHz時(shí)，TC-SAW和BAW濾波器則更具性能優(yōu)勢(shì)。BAW濾波器的尺寸還隨頻率升高而縮小，這使得它非常適合要求非常苛刻的 3G和4G應(yīng)用。還有就是即便在高寬帶設(shè)計(jì)中，BAW對(duì)溫度變化也沒有那么敏感，同時(shí)它還具有極低的插入損耗和非常陡峭的濾波器邊緣?！癇AW的集成化更 高、性能更好、帶寬的抑制能力更強(qiáng)，而且它為大于2GHz的LTE頻帶進(jìn)行了優(yōu)化?！苯墼谘葜v中提到。

　　智能手機(jī)中的高級(jí)濾波器需求會(huì)持續(xù)增加，從圖2中我們可以看到移動(dòng)設(shè)備中的RF器件發(fā)展主要有三個(gè)趨勢(shì)：一是功率放大器市 場(chǎng)是從持平到緩慢下降，江雄認(rèn)為這主要是因?yàn)閷拵Х糯笃鞯膽?yīng)用造成的；二是CMOS開關(guān)和調(diào)諧元件會(huì)穩(wěn)步增長(zhǎng)，調(diào)諧元件目前很多手機(jī)沒有，但以后的手機(jī)基 本都會(huì)具備；三是濾波器的增長(zhǎng)是非常迅速的。他認(rèn)為這后面的原因比較多，但最主要的是頻帶擴(kuò)散、載波聚合和分集接收/WiFi。

　　對(duì)于在4G時(shí)代，為什么需要采用載波聚合技術(shù)，江雄是這樣解釋的，“LTE-Advanced在低移動(dòng)性下峰值速率達(dá)到1Gbps，高移動(dòng)性下峰值速率達(dá)到 100Mbps。那么為了支持這樣的峰值速率，我們需要更大的帶寬。而對(duì)運(yùn)營(yíng)商來說，頻譜資源相對(duì)來說是比較緊的，每個(gè)運(yùn)營(yíng)商分到的頻譜資源不多，特別是 連續(xù)的頻譜資源時(shí)非常有限的。為了解決這個(gè)問題，LTE-Advanced就提出了載波聚合的解決方案?！?/p>

　　載波聚合目前有兩種實(shí)現(xiàn)方式，一是連續(xù)載波聚合，將相鄰的數(shù)個(gè)較小的載波整合為一個(gè)較大的載波；另一個(gè)是非連續(xù)載波聚合，就是將離散的多載波聚合起來，當(dāng)作一個(gè)較寬的頻帶使用，通過統(tǒng)一的基帶處理實(shí)現(xiàn)離散頻帶的同時(shí)傳輸。

　　其實(shí)濾波器技術(shù)經(jīng)歷了不同的發(fā)展階段，據(jù)江雄回憶，十幾年前的SAW濾波器還是陶瓷封裝的，陶瓷封裝很堅(jiān)固，也很耐用；后來日本的村田將它做成了塑料封裝。 再后來發(fā)展成現(xiàn)在的WLP封裝。這種晶圓級(jí)的封裝是以BGA技術(shù)為基礎(chǔ)，是一種經(jīng)過改進(jìn)和提高的CSP。有人又將WLP稱為圓片級(jí)-芯片尺寸封裝。圓片級(jí) 封裝技術(shù)以圓片為加工對(duì)象，在圓片上同時(shí)對(duì)眾多芯片進(jìn)行封裝、老化、測(cè)試，最后切割成單個(gè)器件，可以直接貼裝到基板或印刷電路板上。它使封裝尺寸減小至 IC芯片的尺寸，生產(chǎn)成本大幅下降。

　　“眾所周知，智能手機(jī)廠商對(duì)成本都比較敏感，一般都會(huì)盡可能降低制造成本。同樣，如果濾 波器的成本過高，肯定會(huì)提高手機(jī)廠商的成本。而在整個(gè)濾波器的成本中，所占比重最大的可能很多人都猜不到是哪一部分?！苯墼谘葜v中表示，“其實(shí)濾波器里 面部分的成本并不高，最高的部分在于封裝，對(duì)于陶瓷封裝來說，封裝的成本占整個(gè)濾波器成本的50%左右，塑料封裝的成本占85%以上。而現(xiàn)在的WLP封裝 成本很低，使得濾波器的成本一下就降下來了?！?/p>

　　“這是一種顛覆性的技術(shù)?！彼种撇蛔∽约旱呐d奮。說到Tri Quint在中國(guó)市場(chǎng)上的表現(xiàn)，他自豪地表示：“目前中國(guó)市面上能見到的LTE手機(jī)，基本上都有使用我們的BAW濾波器。2014年的濾波器產(chǎn)量大于10億，是全球成長(zhǎng)最快的濾波器制造商。”