参考中国报告网发布《2017-2022年中国射频滤波器行业市场发展现状及十三五发展前景分析报告》
滤波器是射频系统中必不可少的关键部件之一，其实质是一个选频电路，用来对接收的频率信号进行筛选，允许某一部分频率的信号顺利的通过，而另外一部分频率的信号则受到较大的抑制——让需要的频率信号通过而反射不需要的干扰频率信号。信号在它的产生、转换、传输的每一个环节都可能由于环境和干扰的存在而畸变，很多时候甚至畸变严重，以致于信号及其所携带的信息被噪声所掩盖，因此需要通过在射频收发器前端配置滤波器可以消除多余频率成分。在射频前端，除了滤波器外，双工器和多工器的核心器件也是滤波器。
滤波器按照所通过信号的频段可以分为高通、低通、带通、带阻滤波器四种。低通滤波器允许信号中的低频或直流分量通过，抑制高频分量或干扰和噪声；高通滤波器允许信号中的高频分量通过，抑制低频或直流分量；带通滤波器允许一定频段的信号通过，抑制低于或高于该频段的信号、干扰和噪声；带阻滤波器抑制一定频段内的信号，允许该频段以外的信号通过。
手机射频滤波器主要可以分为 SAW（声表面滤波器）、BAW（体声波滤波器）、TC-SAW （温度补偿滤波器）、FBAR（薄膜体声波滤波器）四类，目前较为常用的为 SAW 与 BAW 滤波器。
SAW 滤波器
压电是指某些晶体受到外部压力时会产生电压，相反地，如果某些晶体两面存在电压，晶体形状会轻微变形。当对这种晶体施以电压，晶体将发生机械形变，将电能转换为机械能。当这种晶体被机械压缩或展延时，机械能又转换为电能。SAW 滤波器由压电材料和 2个 Interdigital Transducers(IDT)组成，IDT 是由交叉排列的金属电极组成，如图中左边的 IDT 把电信号转成声波，右边的 IDT 把接收到的声波再转成电信号。
在晶体结构的两面形成电荷，使电流流过端子和/或形成端子间的电压。电气和机械能量间的这种转换的能量损耗极低，无论电/机还是机/电能量转换，效率都可高达 99.99%。在固态材料中，交替的机械形变会产生 3,000 至 12,000 米/秒速度的声波。在声滤波器内，对声波进行导限以产生极高品质因数（Q 值可达数千）的驻波。这些高 Q 值的谐振是 SAW 滤波器的频率选择性和低损耗特性的基础。
SAW 滤波器集低插入损耗和良好的抑制性能于一身，不仅可实现较宽的带宽，其体积还比传统的腔体甚至陶瓷滤波器小得多。因为 SAW 滤波器制作在晶圆上，所以可以低成本进行批量生产。SAW 技术还支持将用于不同频段的滤波器和双工器整合在单一芯片上，且仅需很少或根本不需额外的工艺步骤。因此 SAW 滤波器广泛应用于智能手机射频前端以及双工器和接收滤波器。随着智能手机通信向 5G 推进，频段数量增长，SAW 滤波器数量不断增多，市场空间将不断扩大。
SAW 滤波器也有一定的局限性。SAW 器件易受温度变化的影响，温度升高时，其基片材料的刚度趋于变小、声速也降低。一种替代方法是使用温度补偿（TC-SAW）滤波器，它是在 IDT 的结构上另涂覆一层在温度升高时刚度会加强的涂层。温度未补偿 SAW 器件的频率温度系数通常约为-45ppm/℃，而 TC-SAW 滤波器则降至-15 到-25ppm/℃。但由于温度补偿工艺需要加倍的掩模层，制造成本会更高，但低于 BAW 波器。
另一方面，SAW 滤波器对于处理频率较高的信号有所不足，当信号频率高于约 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。此外，高频率也会带来电流密度过大而导致电迁移和发热问题。
BAW 滤波器
BAW 滤波器同 SAW 滤波器不同，声波在 BAW 滤波器中是垂直传播的。对使用石英晶体作为基板的 BAW 谐振器来说，贴嵌于石英基板顶、底两侧的金属对声波实施激励，使声波从顶部表面反弹至底部，以形成驻声波。而板坯厚度和电极质量决定了共振频率。
相较于 SAW 滤波器，BAW 滤波器更适合于高频率，高于 1.5GHz 时，BAW 滤波器依然具有非常好的性能，其尺寸还随频率升高而缩小，这使它非常适合要求非常苛刻的 3G、4G 甚至 5G 的应用。另外，BAW 滤波器有对温度变化不敏感，插入损耗小，带外衰减大等优点。但是从价格上明显高于前者。
由于 SAW 滤波器具有明显价格优势，当前手机里还是 SAW 滤波器用的多，只有在频段之间的保护间隔特别窄的时候会用到更高性能的 BAW 滤波器来将信号筛选出来。虽然 BAW 滤波器的制造成本更高，但其性能优势非常适合极具挑战性的 LTE 频带以及 PCS 频带，后者的发送和接收路径间只有 20MHz 的狭窄过渡范围。
BAW 滤波器所需的制造工艺步骤是 SAW 滤波器的 10 倍，但由于它们是在更大晶圆上制造的，每片晶圆产出的 BAW 滤波器数量也比 SAW 滤波器多了约 4 倍。SAW 滤波器整体成本显著高于 SAW 滤波器，但对一些分配在 2GHz 以上极具挑战性的频段来说，BAW 是唯一可用方案。因此当前 BAW 滤波器在 3G/4G 智能手机内应用逐渐增加。可以预见在未来的 5G 中，随着手机应用对高性能频段要求的增加，BAW 制造工艺完善带来的成本下降，BAW 滤波器的市场空间将进一步扩大。
滤波器市场被海外垄断，国内厂商寻求突破
滤波器通过 RF-MEMS 工艺制造，由于量产技术门槛极高，全球滤波器市场高度集中，滤波器产品主要为 Avgao、Qorvo、Skyworks、Murata、TDK、太阳诱电和 WISOL 等美日韩系国外厂商所垄断。
全球来看，SAW 滤波器的主要供应商是 Murata 及 TDK，两者合计占有 60-70%市场份额；BAW 滤波器的主要供应商被 Avago 及 Qorvo(Triquint)垄断，两者占有 90%以上市场份额。例如，iPhone7 配置了 2个大的滤波器组及 2个滤波器，其中 TDK 供应了 2 颗滤波器组及一颗滤波器，而 Murata 供应了 1 颗滤波器。
滤波器存在较高的技术壁垒，市场集中度很高，主要为美日韩厂商垄断，国产替代需求强烈。但随着我国智能手机行业的发展，国产化需求的增强及政府支持政策的出台，国内企业也开始涉足这一领域。
目前我国上市公司中已有麦捷科技、信维通信及顺络电子公司涉足滤波器研发生产。其中麦捷科技 2016 年通过定向增发募集 8.5 亿布局终端 SAW 滤波器领域，并在 2016 年年报中指出SAW滤波器将在2017年实现量产，随后将布局BAW及FBAR等更高端滤波器市场；信维通信则在 2016 年成立子公司深圳市信维微电子有限公司，专注终端滤波器、功放、开关等射频前端元件技术研发与生产；顺络电子则自 2015 年便每年坚持滤波器、双工器、天线等射频元件研发投入，争取打入这一领域。预计在国家政策支持与企业自身努力基础上，国内厂商在滤波器市场份额将不断提升，射频芯片国产化也将成为现实。
我们认为，BAW 滤波器门槛太高，美日韩厂商在领域优势将在比较长的时间内继续维持。但随着国内厂商崛起，SAW 滤波器国内厂商市场份额将有所提升。
滤波器是射频系统中必不可少的关键部件之一，其实质是一个选频电路，用来对接收的频率信号进行筛选，允许某一部分频率的信号顺利的通过，而另外一部分频率的信号则受到较大的抑制——让需要的频率信号通过而反射不需要的干扰频率信号。信号在它的产生、转换、传输的每一个环节都可能由于环境和干扰的存在而畸变，很多时候甚至畸变严重，以致于信号及其所携带的信息被噪声所掩盖，因此需要通过在射频收发器前端配置滤波器可以消除多余频率成分。在射频前端，除了滤波器外，双工器和多工器的核心器件也是滤波器。
资料来源：中国报告网
滤波器按照所通过信号的频段可以分为高通、低通、带通、带阻滤波器四种。低通滤波器允许信号中的低频或直流分量通过，抑制高频分量或干扰和噪声；高通滤波器允许信号中的高频分量通过，抑制低频或直流分量；带通滤波器允许一定频段的信号通过，抑制低于或高于该频段的信号、干扰和噪声；带阻滤波器抑制一定频段内的信号，允许该频段以外的信号通过。
资料来源：中国报告网
SAW 滤波器和 BAW 滤波器为市场主流 手机射频滤波器主要可以分为 SAW（声表面滤波器）、BAW（体声波滤波器）、TC-SAW （温度补偿滤波器）、FBAR（薄膜体声波滤波器）四类，目前较为常用的为 SAW 与 BAW 滤波器。
资料来源：中国报告网
SAW 滤波器
压电是指某些晶体受到外部压力时会产生电压，相反地，如果某些晶体两面存在电压，晶体形状会轻微变形。当对这种晶体施以电压，晶体将发生机械形变，将电能转换为机械能。当这种晶体被机械压缩或展延时，机械能又转换为电能。SAW 滤波器由压电材料和 2个 Interdigital Transducers(IDT)组成，IDT 是由交叉排列的金属电极组成，如图中左边的 IDT 把电信号转成声波，右边的 IDT 把接收到的声波再转成电信号。
在晶体结构的两面形成电荷，使电流流过端子和/或形成端子间的电压。电气和机械能量间的这种转换的能量损耗极低，无论电/机还是机/电能量转换，效率都可高达 99.99%。在固态材料中，交替的机械形变会产生 3,000 至 12,000 米/秒速度的声波。在声滤波器内，对声波进行导限以产生极高品质因数（Q 值可达数千）的驻波。这些高 Q 值的谐振是 SAW 滤波器的频率选择性和低损耗特性的基础。
资料来源：中国报告网
SAW 滤波器集低插入损耗和良好的抑制性能于一身，不仅可实现较宽的带宽，其体积还比传统的腔体甚至陶瓷滤波器小得多。因为 SAW 滤波器制作在晶圆上，所以可以低成本进行批量生产。SAW 技术还支持将用于不同频段的滤波器和双工器整合在单一芯片上，且仅需很少或根本不需额外的工艺步骤。因此 SAW 滤波器广泛应用于智能手机射频前端以及双工器和接收滤波器。随着智能手机通信向 5G 推进，频段数量增长，SAW 滤波器数量不断增多，市场空间将不断扩大。
SAW 滤波器也有一定的局限性。SAW 器件易受温度变化的影响，温度升高时，其基片材料的刚度趋于变小、声速也降低。一种替代方法是使用温度补偿（TC-SAW）滤波器，它是在 IDT 的结构上另涂覆一层在温度升高时刚度会加强的涂层。温度未补偿 SAW 器件的频率温度系数通常约为-45ppm/℃，而 TC-SAW 滤波器则降至-15 到-25ppm/℃。但由于温度补偿工艺需要加倍的掩模层，制造成本会更高，但低于 BAW 波器。
资料来源：中国报告网
另一方面，SAW 滤波器对于处理频率较高的信号有所不足，当信号频率高于约 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。此外，高频率也会带来电流密度过大而导致电迁移和发热问题。
BAW 滤波器
BAW 滤波器同 SAW 滤波器不同，声波在 BAW 滤波器中是垂直传播的。对使用石英晶体作为基板的 BAW 谐振器来说，贴嵌于石英基板顶、底两侧的金属对声波实施激励，使声波从顶部表面反弹至底部，以形成驻声波。而板坯厚度和电极质量决定了共振频率。
资料来源：中国报告网
相较于 SAW 滤波器，BAW 滤波器更适合于高频率，高于 1.5GHz 时，BAW 滤波器依然具有非常好的性能，其尺寸还随频率升高而缩小，这使它非常适合要求非常苛刻的 3G、4G 甚至 5G 的应用。另外，BAW 滤波器有对温度变化不敏感，插入损耗小，带外衰减大等优点。但是从价格上明显高于前者。
由于 SAW 滤波器具有明显价格优势，当前手机里还是 SAW 滤波器用的多，只有在频段之间的保护间隔特别窄的时候会用到更高性能的 BAW 滤波器来将信号筛选出来。虽然 BAW 滤波器的制造成本更高，但其性能优势非常适合极具挑战性的 LTE 频带以及 PCS 频带，后者的发送和接收路径间只有 20MHz 的狭窄过渡范围。
资料来源：中国报告网
BAW 滤波器所需的制造工艺步骤是 SAW 滤波器的 10 倍，但由于它们是在更大晶圆上制造的，每片晶圆产出的 BAW 滤波器数量也比 SAW 滤波器多了约 4 倍。SAW 滤波器整体成本显著高于 SAW 滤波器，但对一些分配在 2GHz 以上极具挑战性的频段来说，BAW 是唯一可用方案。因此当前 BAW 滤波器在 3G/4G 智能手机内应用逐渐增加。可以预见在未来的 5G 中，随着手机应用对高性能频段要求的增加，BAW 制造工艺完善带来的成本下降，BAW 滤波器的市场空间将进一步扩大。
滤波器市场被海外垄断，国内厂商寻求突破
滤波器通过 RF-MEMS 工艺制造，由于量产技术门槛极高，全球滤波器市场高度集中，滤波器产品主要为 Avgao、Qorvo、Skyworks、Murata、TDK、太阳诱电和 WISOL 等美日韩系国外厂商所垄断。
全球来看，SAW 滤波器的主要供应商是 Murata 及 TDK，两者合计占有 60-70%市场份额；BAW 滤波器的主要供应商被 Avago 及 Qorvo(Triquint)垄断，两者占有 90%以上市场份额。例如，iPhone7 配置了 2个大的滤波器组及 2个滤波器，其中 TDK 供应了 2 颗滤波器组及一颗滤波器，而 Murata 供应了 1 颗滤波器。
数据来源：工信部
滤波器存在较高的技术壁垒，市场集中度很高，主要为美日韩厂商垄断，国产替代需求强烈。但随着我国智能手机行业的发展，国产化需求的增强及政府支持政策的出台，国内企业也开始涉足这一领域。
目前我国上市公司中已有麦捷科技、信维通信及顺络电子公司涉足滤波器研发生产。其中麦捷科技 2016 年通过定向增发募集 8.5 亿布局终端 SAW 滤波器领域，并在 2016 年年报中指出SAW滤波器将在2017年实现量产，随后将布局BAW及FBAR等更高端滤波器市场；信维通信则在 2016 年成立子公司深圳市信维微电子有限公司，专注终端滤波器、功放、开关等射频前端元件技术研发与生产；顺络电子则自 2015 年便每年坚持滤波器、双工器、天线等射频元件研发投入，争取打入这一领域。预计在国家政策支持与企业自身努力基础上，国内厂商在滤波器市场份额将不断提升，射频芯片国产化也将成为现实。
资料来源：中国报告网
我们认为，BAW 滤波器门槛太高，美日韩厂商在领域优势将在比较长的时间内继续维持。但随着国内厂商崛起，SAW 滤波器国内厂商市场份额将有所提升。
资料来源：中国报告网整理，转载请注明出处（ZQ）
更多好文每日分享，欢迎关注公众号
【版权提示】观研报告网倡导尊重与保护知识产权。未经许可，任何人不得复制、转载、或以其他方式使用本网站的内容。如发现本站文章存在版权问题，烦请提供版权疑问、身份证明、版权证明、联系方式等发邮件至kf@chinabaogao.com，我们将及时沟通与处理。
