目前手機(jī)射頻濾波器主流實(shí)現(xiàn)方式有聲表面波(SAW)濾波器和體聲波(BAW)濾波器兩種。其中BAW性能較好，更適用于中高頻段，但工藝復(fù)雜且價(jià)格更高，而SAW相對價(jià)格較低，但市場上的常規(guī)SAW濾波器不能很好地適用于2GHz以上的頻段。尤其是SAW的工作頻率會(huì)隨外界溫度變化發(fā)生一定漂移，在頻段越來越擁擠的5G時(shí)代，常規(guī)SAW濾波器不能很好地滿足射頻終端對濾波器的要求，研發(fā)具備高頻率、高溫度穩(wěn)定性的濾波器成為了迫切需要。
針對常規(guī)器件溫度性能頻漂問題，在2020年，左藍(lán)宣布其自主研發(fā)的溫度補(bǔ)償型聲表面波(TC-SAW)濾波器關(guān)鍵技術(shù)已取得突破，相關(guān)產(chǎn)品已具備量產(chǎn)條件。據(jù)悉，TC-SAW通過覆著溫度補(bǔ)償層對常規(guī)SAW濾波器進(jìn)行性能改進(jìn)，使得器件的頻率溫度系數(shù)有了顯著提升。盡管TC-SAW器件結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，制造成本相對常規(guī)SAW濾波器有所提高，但仍然明顯低于BAW濾波器，而且TC-SAW尺寸也可以做到更小，更加適合集成化的要求。因此，在性能和成本方面的相對優(yōu)勢，使TC-SAW在5G時(shí)代迎來了良好的發(fā)展機(jī)遇。
TC-SAW關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)突破的背后
事實(shí)上，目前國內(nèi)器件廠商仍以生產(chǎn)中低端SAW濾波器為主，TC-SAW濾波器市場主要被村田等國外大廠占據(jù)，而左藍(lán)是國內(nèi)領(lǐng)先通過自主研發(fā)推出相關(guān)產(chǎn)品并導(dǎo)入量產(chǎn)的企業(yè)。張博士告訴我們，目前左藍(lán)的TC-SAW產(chǎn)品可以支持3GHz以下頻段，也即LTE頻段基本都已覆蓋，主要的5G頻段也都能覆蓋，其產(chǎn)品性能現(xiàn)在已經(jīng)可以與村田等國際一線廠商類比。
圖 SAW與TC-SAW工作模式對比
他表示，TC-SAW的工藝方法有溫度補(bǔ)償層法和鍵合片法兩種類型，其工作原理不同，適用的場景也不同。而左藍(lán)掌握了完整的TC-SAW設(shè)計(jì)技術(shù)和完全自主的全套流程設(shè)計(jì)方案，“我們的團(tuán)隊(duì)在這個(gè)領(lǐng)域里面已經(jīng)有了10多年的經(jīng)驗(yàn)積累，從模型分析到設(shè)計(jì)工具研發(fā)再到結(jié)果參數(shù)調(diào)整等，我們已經(jīng)具備自己全套的設(shè)計(jì)工具和能力?！?/p>
值得注意的是，射頻濾波器的研發(fā)牽涉到多個(gè)學(xué)科的交叉，包括材料學(xué)、微聲學(xué)、電磁學(xué)、熱力學(xué)等。C114了解到，目前左藍(lán)研發(fā)團(tuán)隊(duì)中15%左右為博士學(xué)歷。“不同的學(xué)科交叉在一起，就形成了我們的一個(gè)優(yōu)勢。我們可以在不同領(lǐng)域聯(lián)合尋優(yōu)，也就是說可以把不同的目標(biāo)函數(shù)一起迭代到一個(gè)最終的產(chǎn)品上，而這些不同的目標(biāo)實(shí)際上相互之間是有矛盾的?！睆埐┦空f，團(tuán)隊(duì)當(dāng)中部分同事具備一些國際大廠的體系化經(jīng)驗(yàn)，這樣使其能夠更好地利用一些已知解決方案做到一步到位。
圖 左藍(lán)微電子小型化濾波器
他談到，濾波器設(shè)計(jì)實(shí)際上是射頻前端當(dāng)中相對比較難的一個(gè)部分，而左藍(lán)一直堅(jiān)持不懈地在進(jìn)行自主研發(fā)，一方面是因?yàn)樽陨砭邆湟涣鞯膶?shí)驗(yàn)室條件，另一方面公司也有很好的流片代工供應(yīng)鏈來保障?！巴ㄟ^很好的實(shí)驗(yàn)室條件與穩(wěn)定的PDK，我們可以比較準(zhǔn)確地快速實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品迭代。因?yàn)楝F(xiàn)在我們講的是從0到1的突破，那么接下來產(chǎn)業(yè)化實(shí)際上是從1到N的復(fù)制。在這方面我們已經(jīng)做好了準(zhǔn)備，可以很快地開發(fā)出新頻段產(chǎn)品，同時(shí)我們也有信心能夠很快去完成客戶的一些定制化需求，同時(shí)可以大量可靠地生產(chǎn)供貨?！?/p>
讓適合的產(chǎn)品去服務(wù)適合的領(lǐng)域
在采訪中我們獲悉，左藍(lán)現(xiàn)在研發(fā)并銷售全類別的射頻濾波器(SAW/TC-SAW、FBAR、RF模組)，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于手機(jī)、汽車電子、物聯(lián)網(wǎng)、通訊設(shè)備和基站當(dāng)中。
張博士表示，面對5G時(shí)代帶來的新機(jī)會(huì)，左藍(lán)有全面的產(chǎn)品系列來分別應(yīng)對高中低頻段不同的需求，其中包括面對低頻的常規(guī)SAW，面對中頻的TC-SAW，針對高頻的FBAR，以及整合了多種器件的射頻前端模組。此外，左藍(lán)在毫米波頻段的MEMS濾波器技術(shù)方面也已進(jìn)行相關(guān)布局。
他直言，“我們認(rèn)為針對不同類型的應(yīng)用場景，應(yīng)該用不同的產(chǎn)品來實(shí)現(xiàn)，而不是說勉強(qiáng)使用一種不太適合的技術(shù)去開發(fā)。在不同領(lǐng)域、不同應(yīng)用場景，各項(xiàng)技術(shù)都有自己的生存空間，每個(gè)領(lǐng)域的產(chǎn)品可以做的更好?！?/p>
當(dāng)我們問及博通和Qorvo等公司選擇在5G高頻段上主推BAW技術(shù)時(shí)，張博士分析稱，國外行業(yè)巨頭主要還是在追求高毛利潤率，因此會(huì)以高端產(chǎn)品為主然后逐步放棄中低端市場。而國內(nèi)廠商則可以先從中低端來布局滲透，逐步提高技術(shù)水平并增加市場份額，再向高端和模組邁進(jìn)，例如左藍(lán)對中高端市場中TC-SAW技術(shù)的關(guān)鍵突破。他透露，“我們有非常好的制備能力，包括完整的工藝條件，針對這種高頻、大帶寬和高功率的BAW器件，我們也有很多技術(shù)布局，部分產(chǎn)品現(xiàn)在達(dá)到了國內(nèi)先進(jìn)水平。”
展望未來，張博士認(rèn)為4G手機(jī)射頻前端仍將以分立器件為主，而5G射頻前端將會(huì)是分立器件和模組同分市場的格局。他表示，左藍(lán)會(huì)根據(jù)客戶的需求來提供合適的產(chǎn)品形態(tài)。
國產(chǎn)替代的前提是性能可以比肩
在全球芯片短缺將會(huì)持續(xù)，以及中美貿(mào)易戰(zhàn)導(dǎo)致全球供應(yīng)鏈可能出現(xiàn)脫鉤情況的背景下，我們更加迫切需要開啟射頻前端器件的國產(chǎn)化替代過程?？上驳氖牵就翉S商對于左藍(lán)這樣國內(nèi)廠商的接納度出現(xiàn)了明顯改善。企業(yè)更加注重供應(yīng)源的多樣化來確保安全，從而也給國內(nèi)相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈帶來了更大機(jī)會(huì)。
“現(xiàn)在無論客戶規(guī)模如何，為了保證安全性，他們對于國產(chǎn)器件都會(huì)留出一定的市場份額。”張博士分析稱，“國外廠商對于國內(nèi)客戶的配合程度——從設(shè)計(jì)、修改、供貨及時(shí)性到售后支持，有些可能做得并不是很到位，因?yàn)樗麄兺紩?huì)盯著蘋果、三星這樣的大客戶。所以我們接觸下來發(fā)現(xiàn)，客戶對于國產(chǎn)產(chǎn)品替換是非常歡迎的?！彼硎?，從目前的市場情況來看，國產(chǎn)化替代國外器件是一定會(huì)發(fā)生的事情。
不過，張博士分析稱，在濾波器的國產(chǎn)化過程中，首先需要產(chǎn)業(yè)鏈標(biāo)準(zhǔn)化，生產(chǎn)的代工一致性需要特別高。在這個(gè)基礎(chǔ)下還要去配合客戶的一些需求，就是對客戶的指標(biāo)或者整個(gè)性能的要求和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要參與進(jìn)去。這個(gè)過程相對比較慢，因?yàn)橐粩噙M(jìn)行迭代。與此同時(shí)，他強(qiáng)調(diào)，國產(chǎn)替代有一個(gè)前提，那就是國內(nèi)廠商的產(chǎn)品是可以和國外廠商的產(chǎn)品相比肩的，“性能是可比的才能進(jìn)行替代，并不是因?yàn)楸阋耍圆胚M(jìn)行替代。”
為了實(shí)現(xiàn)這樣的高性能，左藍(lán)對于產(chǎn)業(yè)合作非常重視。“我們與業(yè)界頭部供應(yīng)商已經(jīng)形成了緊密的戰(zhàn)略合作關(guān)系，一方面我們會(huì)利用代工廠現(xiàn)有資源，同時(shí)我們也采取了共建的方式來確保我們對核心技術(shù)的控制力。這樣不僅對產(chǎn)能有一定保障，也讓我們擁有了一個(gè)非常好的質(zhì)量管控體系。由此我們可以對客戶進(jìn)行更好地配合?！睆埐┦砍錆M信心地表示?！皬脑O(shè)備到工藝管理的整個(gè)生產(chǎn)能力來看，我們與國外廠商已沒有太大差異。在設(shè)計(jì)能力方面，現(xiàn)在我們的能力已能夠達(dá)到一定要求，我覺得只要我們能夠堅(jiān)持下去，國產(chǎn)化的能力肯定不會(huì)弱于國外?！?/p>
他在采訪最后說道，這么大一個(gè)市場實(shí)際上有很多的機(jī)會(huì)，但是機(jī)會(huì)只留給有準(zhǔn)備的人和有準(zhǔn)備的企業(yè)。左藍(lán)愿意和伙伴們一起把握即將到來的每一個(gè)機(jī)會(huì)。
C114 專稿（艾斯）
