一.市場規模對比

所謂有通信的地方就有濾波器，濾波器的分類有很多種方式，比如按性能分，有高通，低通，帶通，帶阻等；按頻率分，有中頻，射頻，毫米波等；按材料分又有LTCC，金屬，陶瓷介質，聲學濾波器等。今天我們解讀的就是曾經使用過但了解不深的聲學濾波器。

在2G或者3G時代，濾波器的市場王者應該是一直應用于無線基站端的金屬腔體濾波器，全球每年的市場規模大概在30億美金上下。不過到了4G以及當下的5G時代，濾波器的市場王者顯然已經不再是金屬濾波器了，在基站端金屬濾波器受到了來自陶瓷濾波器的挑戰，可惜在貿易戰下引導陶瓷濾波器的華為受制裁，陶瓷濾波器也就是在2020年火了下，曇花一現，整個市場規模應該沒超過20億人民幣。另一塊與陶瓷濾波器沾邊的是LTCC濾波器，LTCC因為跟濾波器相關變得高大上，實際上，LTCC不只是濾波器，還可能是巴倫，耦合器/頻分器，LTCC雖然廣泛應用于基站，終端，汽車電子等，但是相對數量較少，整體市場規?，F在大約在65億人民幣，按照當下匯率計算，也就不到10億美金的市場。這幾種濾波器相比聲學濾波器的市場規模，無疑差距就比較遠了，從4G時代開始，由于無線通信頻段的增多，每一個頻段都需要單獨支持它的濾波器，典型的五模十三頻手機，濾波器的使用量大概要用到40顆，到了5G手機時代，進一步上升到70顆左右，這么多的濾波器主要是聲學濾波器，至少占據了70%以上，同時在5G小基站，5G基站中頻領域也會用到一些聲學濾波器，因此這一塊濾波器的市場規模從各種調研報告來看，全球至少有80億美金，當然更激進的報告會把這個數字提升到150億美金或者更多，且還是一個持續增長的增量市場，可謂在可見的將來無疑是濾波器領域的市場王者。

二.技術路線分析

具體到聲學濾波器，此前行業有過路線之爭，現在大家基本已經達成共識：中低頻段用基于SAW（表聲波）的技術路線，中高頻段和超高頻段采用Fbar/BAW（體聲波）方案，中間的過渡頻段主要是在2-3G這個頻段。

這個過渡其實更多的是SAW蠶食BAW的市場，從制造工藝來說，表聲波的難度顯然要低于體聲波，成本優勢明顯，村田的TC-SAW主要是面向突破高頻的應用，溫漂會變好一些（當然作為SAW市場的主力玩家，引導突破新技術，也是一種市場地位的鞏固），村田另外推的IHP-SAW，據相關數據，在1900MHz的時候品質因數Q有3000，已經遠遠超過了普通的BAW，所以SAW向上兼容有一定的擴展空間，這個擴展主要是在低成本下的高性能指標實現，然而由于SAW濾波器整體上插損較大，在頻率高于1G時選擇性還是會降低，高于2.5G時也只能適用對性能要求不高的應用，比如手機，GPS定位，微信通訊和有線電視等設備。BAW從理論上來說也是可以向下兼容的，但是BAW的制造難度10倍于SAW，這個成本性價比也就沒有任何優勢了。數據上也能說明，SAW濾波器在手機終端中占據了70%的份額，國內創業企業基本都是從SAW入手也可以從側面證明SAW的難度低于BAW。

BAW濾波器包括普通BAW及采用薄膜聲波諧振器的Fbar濾波器，在頻率高于1.5G時，BAW具有較大的性能優勢，其尺寸與頻率成反比，適合更高頻段的苛刻應用，從上面的表格我們可以看出，BAW對溫度變化不敏感，插損相對較小，帶外抑制較好，尤其是Fbar能支持4W@2GHz的更高射頻功率，適用于下一代無線通信和無線接入產品。

三.技術難點分析

聲學濾波器的全流程：設計+流片+封裝+測試，其中設計階段又包括了材料+EDA仿真+整機設計，根據和幾個從金屬濾波器轉行到聲學濾波器的同行交流，在整機設計這一塊其實并不難，利用仿真軟件仿真出來一個需要的電路比較容易，然而把這個設計做出來，尤其是在規避諸多專利，產品造出來并不容易。

目前國內的大學，真正來說并沒有為這一行業培養什么人才，從我們國內高校的專業設計來看，有培養材料研究方面的專業，有培養電氣設計的專業，然而據我們了解，到目前為止應該是沒有高校將這兩種學科聯合在一起培養的專業，這就帶來一個很現實的問題，也是國內幾個大廠在職研發吐槽的問題，就是材料，工藝與設計的脫節，懂材料的很難理解電氣工藝需要什么，懂工藝設計的又很難把自己的需求轉化為材料某一方面的改進需求，造成了一個企業現實脫節又無法有效盡快解決的問題，只能通過不斷的工程試驗不斷迭代來驗證，研發成本相對較高。

仿真設計（EDA）決定了濾波器設計的正確性和準確性。所謂設計正確性，就是各種建模出來的模型，軟件編譯的各種算法是不是對的，這是濾波器的最先解決的入門問題，設計準確性部分，就是工藝數據庫，EDA從工藝中獲取的數據，決定了設計出來的產品和實際測試數據差距有多大，據說國內有幾家創業企業，在最初成立的幾年就是在建立自己的工藝數據庫，有了數據庫之后才開始制造產品，要是設計與數據庫不匹配，同樣的設計換一家制造廠家基本就做不出同樣的性能產品了，因此EDA需要與工藝強綁定。

有了工藝數據庫，還需要對應的工藝制造能力，由于有源器件與無源器件的生產工藝完全不同，聲學濾波器在制造上與PA，LNA等其他視頻器件差別極大，目前國內并不存在達到高水準前道制造和后道封測廠來支撐濾波器設計公司。國內上市的好達電子，在華為入股扶持下，主要產品也集中在比較低端的Rx端產品，有個朋友公司是從TX端和雙工器入手創業，前期也是在美國流片，臺灣封裝，國內測試的。所以在這一塊可以說材料與工藝也是一個企業的核心，是需要重點突破和管控的。

聲學濾波器發展這么多年，國外已經布局了非常多的專利或者說是專利族，前兩年和某大廠markting交流時，說是BAW/Fbar這一塊有180多條專利當時看是繞不開的，SAW這一塊有80多條專利當時看是繞不開的，具體這幾年有多少過期專利，這個筆者沒有去研究統計，何況這幾年海外廠家還在不停布局專利，比如前面說的TC-SAW，IHP-SAW以及美國人推進的X-BAW都是有專利問題的，這也導致國內的一些企業開發制造出來的產品只能用于軍工或者中小型不出口的產品上，專利是一個大的制約因素。能繞開專利創新，也就意味著打開了大客戶，走向了國際化。

最后一個難點是量產能力，濾波器從設計制造再到穩定量產是一個系統工程，有任何一個環節做不好，就很難達到滿意的產品指標，即使在小批量樣品階段跑出很好的性能，也依然面臨著后續量產可能出現的各種問題。站在客戶端角度就是沒有人愿意第一個吃螃蟹當小白鼠，一個批次性問題可能就是致命的。

四.未來方向

2019年高通完成對RF360的所有股份收購，后者專門供應完整的濾波器和濾波技術產品組合，包括SAW，TC-SAW和BAW解決方案；2002年3月，村田完成對Resonant的收購，前者的SAW濾波器技術與后者的XBAR技術相融合，將為客戶提供更優秀的高頻濾波器。

這些國外企業的整合，進一步加深了對行業壟斷，雖然這些年國內成立了不少的聲學濾波器創業公司，不過當下來說，做的并不好，不然華為P50也不會被卡脖子了。當然困難也是機會，逆全球化下的國產替代是個機會，但濾波器并不好做，需要的時間比較長，凡是吹牛短期可以做出產品來的，都是講故事華而不實的公司。同時經過這么幾年的發展很顯然的現實，沒有工廠的濾波器創業公司是沒有機會的。蘇州漢天下CEO陶鎮曾經公開表示，濾波器未來的趨勢將是IDM模式，濾波器需要“工藝+設計+模型”，單純的Fabeless廠商是無法擁有足夠的模型數據來驗證仿真和實測之間的差異，因此最少也是需要一個自建的晶圓線。自建晶圓線能有效縮短研發流片周期以及量產周期，可以加速推陳出新，另外自有晶圓線生產成本至少比公開晶圓線降低30%。

其次，接收濾波器肯定是沒什么機會了，大家別看好達電子上市了，但是整個接收濾波器的市場已經不理性了，現在市場競爭已經殺價到虧本，好多都是按照20%-50%成本去促銷，分立的接收濾波器市場規模是有限的，做一個億人民幣都很吃力，低價促銷無非就是產品系列不全將有限的幾個產品先在客戶端用起來，或者為了給投資人有故事講占據市場先活下來。高端的TX濾波器和雙工器還是有機會的，但這是一個持久戰，想賺快錢的肯定不適合，至少準備個三到五年的積累沉淀時間。至于更高端的BAW濾波器，還是要回歸到BAW的市場，前面我們講過了，向下兼容去爭取SAW的市場從成本上就無法支撐，SAW能做的，BAW就不要投入爭取了。

五.結束語

濾波器行業解讀這個系列，2020年開始寫，起初主要聚焦在基站端的陶瓷濾波器行業以及金屬濾波器，這兩年來從射頻前端倒入到射頻濾波器端，一直想做個解讀，不過由于從業關系，一直沒有勇氣去下手，上周和武漢敏聲的校友吳教授偶遇交流，回來又查了一些資料，內中觀點也是引用了鐘林談芯的部分觀點，終是非專業業內人士，所以也只是做個簡單解讀，本文標題也未敢標注此前系列“深度解讀”。

前路漫長，對于國內濾波器的從業者，無論何種濾波器從業者或者創業者，愿大家未來都安好，我們也會持續關注，不定期解讀，把解讀這個系列繼續堅持下去。

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審核編輯 ：李倩