國產(chǎn)射頻前端模組濾波器仍是最大短板，頻岢微新品如何破圈？

市場研究機構(gòu)Counterpoint最新數(shù)據(jù)顯示，2022年第一季度，全球智能手機射頻前端市場的收入接近44億美元，其中中國供應(yīng)商拿下了10%的份額，并正在通過L-PAMiF等模組的出貨來擴大市場份額。然而，一個不爭的事實是，盡管國內(nèi)射頻前端廠商及模組能力正在崛起，小型化可集成的高性能濾波器資源仍然是模組設(shè)計的稀缺資源，國內(nèi)可供貨的模組產(chǎn)品中的國產(chǎn)濾波器更是稀少。

自中美貿(mào)易戰(zhàn)以來，美國一直試圖扼住中國5G技術(shù)發(fā)展的“咽喉”，作為35項關(guān)鍵核心技術(shù)之一，射頻前端領(lǐng)域尤其濾波器領(lǐng)域的突破是保證中國在5G領(lǐng)域參與國際化競爭的重中之重。在此背景下，成都頻岢微電子（以下簡稱“頻岢微”）近日重磅發(fā)布了四款對標(biāo)高通的DiFEM模組產(chǎn)品，朝著模組核心器件全自研的道路再次邁進，也標(biāo)志著嚴(yán)重依賴進口濾波器的國產(chǎn)射頻前端模組迎來發(fā)展分水嶺。

國產(chǎn)射頻前端模組濾波器仍是最大短板，頻岢微新品如何破圈？

5G智能手機中的射頻前端模組方案，經(jīng)過兩年多迭代，基本形成了Phase7L系列方案及Phase5N兩種方案，根據(jù)集成方式的不同，分集天線射頻鏈路主要有DiFEM(集成射頻開關(guān)和濾波器)、LFEM(集成射頻開關(guān)、低噪聲放大器和濾波器)等；主集天線射頻鏈路駐足于有FEMiD(集成射頻開關(guān)和雙工器)、PAMiD(集成多模式多頻帶PA和FEMiD)、LPAMiD(集成LNA、多模式多頻帶PA和FEMiD) 等。

當(dāng)前國內(nèi)射頻前端廠商在LNA、PA、開關(guān)、天線等分立器件領(lǐng)域發(fā)展已初具成效，在模組化趨勢下，部分廠商開始升級賽道，先后推出接收端模組產(chǎn)品，主要集中在DiFEM、LFEM、LNA BANK、LDiFEM等，但是在模組核心器件高性能濾波器上，大多數(shù)仍然依靠外采進口產(chǎn)品進行集成封裝，要想真正實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級，國產(chǎn)高性能濾波器的“破圈”迫在眉睫。

眾所周知，目前國內(nèi)射頻前端模組關(guān)鍵短板是缺乏高性能、小型化的濾波器資源，特別是低成本的4G LTE的高頻段MB、HB的SAW及BAW濾波器，性能指標(biāo)上要求帶內(nèi)插損低、帶外抑制高，并且能承受比較高的功率；同時在小型化、薄型化的模組封裝內(nèi)需要集成眾多SMT電感、電容、封成高集成度的模組芯片等，對模組廠商的小型化濾波器資源、系統(tǒng)設(shè)計能力、工藝能力都提出了巨大的挑戰(zhàn)。因此截止目前國產(chǎn)模組在自研濾波器方面一直沒取得大的突破，不外乎品質(zhì)、專利、良率等多方面的問題沒有解決。

成立于2018年的頻岢微，立足于強大的自主研發(fā)能力以及業(yè)內(nèi)多年行業(yè)經(jīng)驗，成立短短四年來迅速開發(fā)出從4G到5G（sub-6G）移動通訊中的主流聲波濾波器產(chǎn)品。目前已有四十余款基于SAW和BAW技術(shù)的聲學(xué)濾波器、雙工器、多工器以及射頻模組產(chǎn)品；并且自2020年批量出貨至今其產(chǎn)品在數(shù)十家標(biāo)桿客戶獲得一致好評，客戶群體遍布智能手機、物聯(lián)網(wǎng)、平板、CPE，車載以及智能家居等領(lǐng)域。

為滿足市場對高性能濾波器以及模組的迫切需求，頻岢微本次推出的濾波器芯片以及模組產(chǎn)品（PMD110/PMD211/PMD307/PMD308）分別覆蓋7個，8個，10個和12個頻段，全面支持相關(guān)4G/5G需求。該系列基于頻岢微自主創(chuàng)新的設(shè)計，可通過提供更高性能、更小尺寸、更高集成度的全自研濾波器，來幫助面向5G應(yīng)用的客戶打造整體性能指標(biāo)達(dá)到國際先進水平的模組化產(chǎn)品。

頻岢微10頻段濾波器主要性能指標(biāo)及產(chǎn)品實物圖如下圖所示。

不管是FEMiD，DiFEM或L-PAMiD，頻岢微都可以提供全套的、尺寸更小、厚度更薄、集成度更高濾波器產(chǎn)品，解決了模組化趨勢下，高性能小型濾波器資源稀缺的問題。客戶使用頻岢微濾波器，可以實現(xiàn)尺寸更薄、能耗更低、插損和靈敏度更好的模組，并且支持更多通信頻段，更強的載波聚合，以及更小的封裝尺寸。

據(jù)悉，目前頻岢微全新濾波器系列已經(jīng)吸引了多家射頻前端、模組廠商洽談合作。

全自主創(chuàng)新的高集成度、小型化濾波器，為模組設(shè)計帶來五大優(yōu)勢

頻岢微全自主創(chuàng)新的高集成度、小型化濾波器，填補了國內(nèi)射頻前端廠商進軍模組所需的接收濾波器空白，并且，隨著國產(chǎn)模組逐漸向主集發(fā)射端進軍，頻岢微已準(zhǔn)備好所需的發(fā)射濾波器及雙工器等更多產(chǎn)品，目前分立雙工和發(fā)射濾波器已批量出貨，正同步轉(zhuǎn)化為PAMiD，F(xiàn)EMiD，(MHB/LB)L-PAMiD模組里面需要的濾波器。具體來看，使用頻岢微濾波器可為DiFEM、LFEM等模組設(shè)計帶來以下五大優(yōu)勢：

第一：通過3合1、4合1集成的小型化Die設(shè)計。不僅減小了模組中濾波器使用數(shù)量；而且電感都集成進基板中，為匹配電路節(jié)省出更寬裕的空間，如此一來通過緊湊的布局設(shè)計大幅減小了整體模組尺寸、降低封裝工藝難度，進而降低模組成本。通常一個模組規(guī)范化定義要支持10個頻段，需要7~9顆濾波器不等，頻岢微采用多合一設(shè)計，平均3~4顆就夠了，因此得以大幅降低模組尺寸和成本，并且可以pin-to-pin對標(biāo)高通等公司的同類產(chǎn)品。

第二：支持多頻段載波聚合（Carrier Aggregation）。不僅優(yōu)化了CA性能，且在帶內(nèi)插損、帶外抑制、損耗等指標(biāo)上超越了國內(nèi)廠商，部分指標(biāo)優(yōu)于國際大廠、總體水平與國際大廠性能基本持平。支持更多的頻段也意味著可以適用于多種應(yīng)用場景，支持面向5G市場。

第三：創(chuàng)新性地提出了一體化、標(biāo)準(zhǔn)化、可通用的濾波器芯片產(chǎn)品開發(fā)模式。頻岢微憑借其核心研發(fā)優(yōu)勢以及在超500余次研發(fā)流片、封裝和測試?yán)塾嫷慕?jīng)驗，積累了完善的可通用的PDK模型，對pin腳和性能都作了標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計，優(yōu)化了帶外抑制，提升了濾波器裸Die芯片集成后的性能。

第四：為合作方布局更先進和尺寸更小的LNA Bank和PA預(yù)留了足夠的設(shè)計余量。當(dāng)前國產(chǎn)射頻前端模組所需濾波器高度依賴進口，缺乏核心競爭力。頻岢微通過自研的濾波器為客戶帶來了更小的模組尺寸、更低的成本，而節(jié)省出來的基板面積為客戶將來進一步集成LNA、開關(guān)等更多器件留下了足夠的空間。

第五：射頻前端模組對可靠性要求極為苛刻，尤其在極其緊湊的空間中集成了數(shù)顆器件的情況下，濾波器良率的影響更會被顯著放大，因此至今仍然鮮見國產(chǎn)濾波器用于可商用的射頻前端模組中。頻岢微通過對襯底和電子材料特性和對多維度參數(shù)聯(lián)合控制，減小頻率偏移以及插損來保障性能，同時通過對流片工藝的不斷磨合和掌握，精確控制敏感參數(shù)來保障和提升良率。

通過頻岢微在濾波器領(lǐng)域的專業(yè)和技術(shù)優(yōu)勢，為模組國產(chǎn)化解決了依賴進口濾波器的困境。如今，為滿足終端客戶需求以及國產(chǎn)模組不斷走向高端的趨勢，頻岢微正著力于解決市場上PAMiD、L-PAMiD等主集發(fā)射模組所需的濾波器資源。

發(fā)射模組對于所需的濾波器/雙工器芯片提出了更高的挑戰(zhàn)，與接收模組中的濾波器相比，從設(shè)計流片到封裝要求都不一樣，頻岢微通過對WLP封裝工藝的掌握和改進，對功率容量、封裝、測試都實現(xiàn)了突破。以滿足發(fā)射模組中所需雙工器芯片的更高要求。

截止目前，頻岢微已推出覆蓋4G/5G通訊頻段的40余款濾波器、雙工器產(chǎn)品、模組產(chǎn)品，在近200家客戶中得到應(yīng)用。其中模組產(chǎn)品特別是用于模組的濾波器芯片產(chǎn)品，成功導(dǎo)入客戶和行業(yè)合作伙伴多個項目，并得到了一致的好評。為今后與行業(yè)合作伙伴強強聯(lián)手、不斷實現(xiàn)國產(chǎn)模組的創(chuàng)新與進階之路鋪平了道路。

從接收模組到發(fā)射模組中，頻岢微將一直致力于提供可穩(wěn)定量產(chǎn)、經(jīng)市場驗證及自主創(chuàng)新的高性能濾波器資源，為國內(nèi)模組廠商帶來可與日、美系廠商競爭的產(chǎn)品、成功及本地化服務(wù)優(yōu)勢，推動客戶的射頻前端模組產(chǎn)品盡快落地，共同實現(xiàn)受限于高性能濾波器的國產(chǎn)模組突圍。

頻岢微如何打造持續(xù)技術(shù)創(chuàng)新的技術(shù)“飛輪”

從4G到5G時代，濾波器等射頻前端器件的需求得到了刺激性的增長，模組化趨勢必將進一步重塑射頻前端業(yè)態(tài)，并推動著射頻前端技術(shù)不斷革新。中國雖然對射頻前端元器件的需求量巨大，但仍然被國外巨頭壟斷，濾波器領(lǐng)域國產(chǎn)比例不足8%，整個射頻前端模塊市場到2025年接近300億美元，中國目前也沒有一家完整的射頻前端模塊公司?？上驳氖菄a(chǎn)替代的浪潮引領(lǐng)著國內(nèi)射頻芯片公司進入了高速發(fā)展期，頻岢微正是在本輪春風(fēng)中乘勢而來。

盡管成立不足五年，但是頻岢微已經(jīng)圍繞隨著SAW和BAW技術(shù)路線、產(chǎn)品設(shè)計、工程工藝、產(chǎn)品測試等六個維度以及研發(fā)平臺布局建設(shè)，進行深度專利布局，申請近百余項發(fā)明專利。

據(jù)頻岢微介紹，在巨量市場需求和國家芯片國產(chǎn)化戰(zhàn)略的感召下，三名在國外學(xué)習(xí)工作的創(chuàng)始人在2016年立志突破美日壟斷，成為國際射頻前端芯片解決方案領(lǐng)跑者，決定回國創(chuàng)業(yè)。2016年第三季度團隊就迅速啟動SAW濾波器研發(fā)，2017年底產(chǎn)品定型，2018年3月公司成立，頻岢微迅速進入了穩(wěn)扎穩(wěn)打的技術(shù)創(chuàng)新正軌，今年已完成B輪融資，不斷朝著射頻前端更高價值鏈挺進。

該公司是如何一步步打造出使企業(yè)得以持續(xù)實現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新的“飛輪”的？

完善的人才團隊。頻岢微的核心研發(fā)團隊涵蓋了多位國內(nèi)外知名射頻前端領(lǐng)域領(lǐng)軍人物，在業(yè)內(nèi)頂級芯片公司具有多年的研發(fā)設(shè)計經(jīng)驗，同時在工程工藝、供應(yīng)鏈協(xié)同、市場拓展、內(nèi)部管理以及對外關(guān)系等多方位協(xié)同完美組合成射頻前端技術(shù)所需的完備架構(gòu)，是快速進行產(chǎn)品開發(fā)和實現(xiàn)市場突破的基石。

重視創(chuàng)新與知識產(chǎn)權(quán)，具備正向自主設(shè)計能力。自創(chuàng)立以來，秉承自主正向創(chuàng)新的頻岢微憑借其核心研發(fā)優(yōu)勢以及在封裝和測試領(lǐng)域積累的經(jīng)驗，創(chuàng)新性地提出了一體化、標(biāo)準(zhǔn)化、可通用的濾波器芯片產(chǎn)品開發(fā)模式，實現(xiàn)濾波器芯片在分立、模組的復(fù)用，大大降低了產(chǎn)品開發(fā)成本，提高了研發(fā)效率。成立至今已有三十余款不同尺寸的SAW濾波器和雙工器產(chǎn)品實現(xiàn)量產(chǎn)出貨，覆蓋了國內(nèi)外智能手機、物聯(lián)網(wǎng)終端的主流頻段，構(gòu)建了自身的專利“護城河”。

多維度自研設(shè)計與一體化仿真平臺。頻岢微通過不管的經(jīng)驗累積，提出了一套快速準(zhǔn)確提取聲波MEMS諧振器電模型的方法（機電耦合系數(shù)/傳播速率等）以及電路、電磁、溫度、功率多物理場相結(jié)合的一體化自適應(yīng)優(yōu)化算法，并開發(fā)了完善的良率敏感參數(shù)分析方法，對物理和工藝參數(shù)統(tǒng)籌分析，提升了量產(chǎn)可靠性和一致性，形成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的聲學(xué)濾波器設(shè)計軟件。

頭部供應(yīng)鏈資源。射頻前端器件的性能與制造工藝、封裝測試能力息息相關(guān)，頻岢微2017年就開始與全球前三的化合物半導(dǎo)體代工廠合作，經(jīng)過多年的磨合和改進，目前量產(chǎn)產(chǎn)品良率遠(yuǎn)高于同行；封測合作伙伴有多年MEMS批量生產(chǎn)經(jīng)驗，測試能力通過自主開發(fā)，形成了一系列自主知識產(chǎn)權(quán)的測試方式、測試夾具，為產(chǎn)品品質(zhì)的保障提供了堅實的基礎(chǔ)。借此在保障交付能力的同時也提高了成本競爭力。

自主可控的封裝工藝能力。隨著射頻濾波器向小型化、集成化、模組化發(fā)展，對封裝工藝提出新的要求，頻岢微在熟練掌握CSP分立器件封裝工藝的同時，對新一代WLP和SiP封裝技術(shù)進行了布局，同時向上游供應(yīng)鏈探索制程能力，與國內(nèi)某上市封裝企業(yè)合作，Consign關(guān)鍵設(shè)備，主導(dǎo)建立了專業(yè)射頻濾波器CSP封裝產(chǎn)線。

綜上，頻岢微從自主技術(shù)能力、交付能力和成本優(yōu)勢三方面搭建起了發(fā)展的“飛輪”，在此基礎(chǔ)上能夠以先進的生產(chǎn)工藝和封測能力、領(lǐng)先行業(yè)的良率及產(chǎn)品一致性、穩(wěn)定的供應(yīng)保障和客戶服務(wù)，逐步為國產(chǎn)射頻前端補齊自主高性能濾波器一環(huán)。與此同時，頻岢微也能夠確保在持續(xù)的不確定挑戰(zhàn)中依然保持頑強的生命力和創(chuàng)新活力，為持續(xù)發(fā)展奠定強有力的競爭優(yōu)勢。

結(jié)語

盡管受新冠肺炎疫情、消費意愿減弱等多種因素影響，手機市場正在經(jīng)受需求下滑的沖擊，但是5G智能手機的快速滲透仍然成為穩(wěn)健增長的細(xì)分市場。中國信通院數(shù)據(jù)顯示，今年上半年國內(nèi)新上市的5G機型比例已經(jīng)達(dá)到55.7%，并且可以預(yù)見換機需求長期存在，推動了5G智能手機中更多的射頻前端市場的逆勢增長。

時至今日，國產(chǎn)濾波器這條鴻溝，由于涉及到設(shè)計、工藝、材料、專利等多方面因素，仍然未能及時得到突破，射頻前端模組也正對國產(chǎn)可用的高性能濾波器這一短板的突破翹首以盼。頻岢微攜其高性能濾波器芯片強勢亮相，是否會成為產(chǎn)業(yè)開啟新篇章的起點？我們拭目以待。

審核編輯 ：李倩