摘要：終端濾波器作為終端通信的重要器件，其技術發展對通信質量有著重要影響。隨著5G時代的到來，終端濾波器的市場需求逐漸增加，同時技術也將迎來更迭。

　　作為5G時代終端通信系統的基礎環節，射頻前端產業的技術發展至關重要，而終端濾波器又是射頻前端的核心器件，對通信質量有著重大影響。目前終端濾波器主要為聲波濾波器(SAW，BAW)，最重要的影響因素是體積和價格，制造工藝為半導體技術。

　　5G時代開啟終端濾波器需求量提升

　　2019年初，上海成為全球首個建成5G網絡并開始試用的行政區域，引領5G通信時代。隨著5G網絡的布局逐漸深入，相應終端的研發也在有條不紊的進行，今年以來，全球各大手機廠商都積極推進5G手機的發布，華為、三星、OPPO、小米、VIVO等諸多手機品牌角逐5G市場，力求在5G手機市場搶占先機。

　　圖1 終端射頻前端工作示意圖

　　(中國通信網，長江證券研究所，五度易鏈行研中心)

　　終端濾波器能夠讓特定頻率的信號通過，并衰減其它頻率信號，從而降低異頻信號的干擾，保障通信的質量。3G時代一般使用五個頻段，4G時代一般使用40多個頻段，隨著5G時代的到來，頻段的使用數量還將進一步增加，從而促進濾波器需求的持續增加。

　　圖2 濾波器需求隨射頻頻段增加而增多

　　(Skyworks Estimation，長江證券研究所，五度易鏈行研中心)

　　互聯設備需要跨多頻段發送和接收Wi-Fi信號、蜂窩信號、GPS信號以及藍牙信號等多種信號，同時需要避免干擾。不僅是智能手機，汽車、智能家居以及應用物聯網技術的工業、科學或醫療設備等皆如此，這就進一步擴大了濾波器的市場需求。根據Yole測算，全球射頻前端產業的市場規模將從2017年的150億美金增長至2023年的350億美金，其中終端濾波器產業是其中增長最快的領域，市場規模將從80億美金增長至225億美金。

　　圖3 終端濾波器市場快速增長(億美元)

　　(Yole，長江證券研究所，五度易鏈行研中心)

　　2019年是5G手機的元年，根據IDC預測，2019年全球5G手機出貨量可達到670萬部，滲透率為0.5%，預計到2023年滲透率可以達到26%，從而進一步促進終端濾波器市場的發展。

　　圖4 IDC預計2023年5G滲透率可以達到26%

　　(IDC，長江證券研究所，五度易鏈行研中心)

　　中低頻率SAW的優勢突出，高頻BAW有望成為主流

　　目前終端濾波器主要分為SAW(聲表面波濾波器)與BAW(體聲波濾波器)兩種，兩者基本都是利用壓電效應和聲波傳播的物理特性研制而成。衡量射頻濾波器性能主要有Q值和插入損耗兩個指標。Q值越高，說明濾波功能越好;插入損耗是指通帶信號在經過濾波器后的信號功率衰減，這就要求插入損耗越低越好。SAW與BAW濾波器都憑借高Q值、低插入損耗以及良好的頻帶選擇性等特性，成為終端射頻濾波器的主要選擇。

　　圖5 SAW結構示意圖

　　(半導體行業觀察,長江證券研究所，五度易鏈行研中心)

　　圖6 BAW結構示意圖

　　(半導體行業觀察,長江證券研究所，五度易鏈行研中心)

　　聲表面波技術發展迅猛，該技術最早應用于軍用雷達，后來逐漸發展到幾乎應用于整個無線電通訊產業，尤其是移動通訊技術的快速發展，進一步促進了聲表面波技術的發展。目前SAW濾波器普遍應用于手機、衛星通訊、GPS定位以及電視機等電器設備。2018年我國SAW濾波器產量為5.04億只，消費量為151.2億只，隨著國內企業技術的逐漸突破，未來我國SAW濾波器產量將持續增加，但由于其自身的應用局限，未來消費量將呈現先增后降的趨勢，預計到2025年，我國SAW濾波器產量可達28.02億只，消費量超過155億只。

　　圖7 我國SAW濾波器需求量遠遠超過產量

　　(Skyworks Estimation，長江證券研究所，五度易鏈行研中心)

　　SAW濾波器雖然應用廣泛，但也有明顯的不足。一方面，其高頻的選頻性能變弱，主要體現在高于約1GHz時，其選擇性降低;在約2.5GHz，其僅能應用在對性能要求不高的設備上。另一方面，其性能受溫度的影響較大，主要體現在溫度升高時，其基片材料的剛度趨于變小、聲速也降低。鑒于此，許多國際傳統濾波器廠商便將開發重心轉向BAW濾波器。

　　表1 SAW濾波器和BAW濾波器的對比

　　(中國通信網，長江證券研究所，五度易鏈行研中心)

　　目前單部手機中BAW濾波器的價值量已經開始逐漸增加，尤其在高頻段的通信領域中，全球漫游LTE設備中的BAW濾波器的價值量甚至超過了SAW濾波器，目前蘋果手機等高端移動設備中已經逐漸采用BAW濾波器。從整體技術發展趨勢看，BAW有望接替SAW，在5G時代成為終端濾波器的主流。

　　表2 單部手機濾波器價值量演變(美元)

　　(中國通信網，長江證券研究所，五度易鏈行研中心)

　　BAW的結構包括BAW-SMR和FBAR兩種，目前FBAR市場的需求熱度持續高漲，美國廠商Avago掌握了FBAR的專利技術，橫掃4G與WiFi高頻濾波器市場，且iPhone手機中的濾波器也是Avago公司生產的FBAR濾波器。

　　圖8 iPhone主板上的FBAR-BAW中頻濾波器

　　(Skyworks Estimation，長江證券研究所，五度易鏈行研中心)

　　結語

　　5G時代來臨，通信終端上使用的濾波器數量增加，濾波器市場規模持續擴大，行業前景向好。技術方面，雖然SAW在中低頻率上的優勢突出并廣泛運用，但隨著5G高頻通信的逐漸普及，未來高頻BAW有望替代SAW成為行業主流。