射频前端是移动通信的核心部件之一,由一系列组件构成,包含功率放大器(PA)、滤波器(Filters)、开关(Switch)、双工器(Diplexer/Duplexer,由2个滤波器组成)、低噪声放大器(LNA)等,分别对应不同的射频信号处理功能。
滤波器不仅用于信号接收滤波,也用于信号发射滤波,在射频前端器件中占据最大的份额,约占50%。据Resonant统计,全球射频滤波器市场规模2016年至2020年平均复合增长率为31.6%,2020年至2025年平均复合增长率为15%,预计到2025年市场规模有望超过302亿美元。
目前,国内滤波器产品主要有SAW、BAW、LTCC滤波器及IPD滤波器等。

SAW滤波器即声表面波滤波器,采用石英晶体、压电陶瓷等压电材料,利用其压电效应和声表面波传播的物理特性而制成的一种滤波专用器件,广泛应用于电视机及录像机中频电路中,以取代LC中频滤波器,使图像、声音的质量大大提高。SAW滤波器有局限性。高于约1GHz时,其选择性降低;在约2.5GHz,其使用仅限于对性能要求不高的应用。2G、3G、4G时代,Saw滤波器凭借较低成本优势主导射频滤波器市场,占据射频滤波器市场大部分的市场份额。
相关厂家主要有:Murata、TDK、太阳诱电、麦捷科技、中电26所、中电55所、好达电子等。

BAW滤波器相对SAW滤波器来说性能更好一些,Q值高,相位噪声、体积小等。即使在高宽带设计中,温度的变化对BAW的影响相对较低。此外,BAW滤波器具有极低的损耗和非常陡峭的滤波器裙边(filterskirt)。BAW是工艺和技术,不是产品,(这一点与LTCC类似),BAW滤波器才是产品。相关厂家主要有:Broadcom(Avago收购Broadcom,改名为新Broadcom)以及Qorvo占据几乎全球超过95%以上份额,呈高度垄断格局。
LTCC滤波器主要应用于手机、Cat.1、NB-IoT、5G基站和等消费类电子。5G的发展伴随着更多更高的频段、同时也有更大带宽的需求。由于3GHz以上SAW滤波器适应性不足,LTCC滤波器在5G、毫米波频段表现出较好的适应性,5.8GWiFi带宽比较宽,一般采用LTCC滤波器;未来的WiFi6E,更只能采用LTCC滤波器。LTCC制成的滤波器包括带通、高通和低通滤波器三种。频率则从数10MHz直到5.8GHz。LTCC滤波器过渡带可以做的很大,带内插损小,但与IPD滤波器相同,同样无法做到带外陡峭抑制。相比SAW、BAW滤波器,LTCC虽然可处理高频信号,但选频能力较差。但LTCC对高功率场景的处理能力优于SAW或BAW滤波器。在5G手机产品中,LTCC射频器件(滤波器+双工器)使用数量在10-18个。根据Yole统计,2020年第4季度4G、5G手机对LTCC的消耗量达43亿颗,2021年第1季攀升至45亿颗,市场上的缺口每季逐渐扩大。相关厂家主要有:村田、TDK、太阳诱电、顺络、佳利、风华、麦捷、中瓷等。
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5G的发展伴随着更多更高的频段,同时也有更大带宽的需求,Saw和Baw滤波器已不能很好的满足5G对高频高带宽的需求,而LTCC滤波器恰好具备相当宽松的裙边特性,能满足5Gsub-6GHz中的频段n77、n78对宽带宽要求。与Saw滤波器相比,LTCC具备更高的功率处理能力,正好满足5Gsub-6标准中HPUE的要求。随着5G更大带宽的需求,在一定条件下需要使用适合大带宽的LTCC滤波器,5G发展的同时为LTCC滤波器带来发展机遇。
11月26日,耘蓝集成电路技术(上海)有限公司RF射频总监洪世勋先生将在第三届高端电子陶瓷产业高峰论坛上带来《实现电子元器件小型化、高频化、集成化的LTCC陶瓷》演讲分享,欢迎大家前来分享交流。
序号 | 议题 | 拟邀请单位 |
1 | 基于HTCC技术的发展与应用 | 佳利电子 胡元云 常务副总/研究院院长 |
2 | 高端电子陶瓷在汽车领域的发展应用 | 博世 |
3 | 先进低温共烧无源集成材料和器件技术发展 | 电子科大 |
4 | LTCC射频模块的发展与应用 | 京瓷 |
5 | 高精密叠层机应用于多层陶瓷基板介绍 | 上海住荣 技术专家 |
6 | LTCC丝网印刷中与网版相关的不良改善 | 昆山田菱 渡边智贵 |
7 | LTCC低介电常数粉体量产应用发展 | 中科院深圳先进技术研究院 颜廷楠 博士 |
8 | LTCC生瓷带的环境与工艺适应性要求研讨 | 兵器214所 何中伟 总工程师 |
9 | 低温共烧压电陶瓷致动器的应用及发展 | 苏州攀特电陶 潘铁政 董事长 |
10 | 实现电子元器件小型化、高频化、集成化的LTCC陶瓷 | 耘蓝集成电路 洪世勋 RF 射频总监
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11 | 介电玻璃粉的开发与应用 | 赣州中傲新瓷 缪锡根 博士/研发总监
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12 | 应用于HTCC的高性能粉体制备 | 艾森达 |
13 | 应用于低温共烧陶瓷5G射频模组材料方案 | 杜邦 |
14 | 电子陶瓷用金属浆料配套应用方案 | 西安宏星 |
15 | 高导热陶瓷低温烧结助剂的研究 | 厦门钨业 |
16 | 高性能陶瓷基板在IGBT中的应用与发展 | 比亚迪半导体、 |
17 | 陶瓷覆铜板在大功率半导体的应用 | 罗杰斯
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如有演讲意向,请联系周小姐:18320865613(微信同电话号码)
艾果果:13312917301(微信同电话号码),
邮箱:ab008@aibang.com;注意:每位参会者均需要提供信息;
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原文始发于微信公众号(艾邦陶瓷展):LTCC滤波器:5G高频段、毫米波频段优秀的射频前端解决方案