聲表面濾波器的發展趨勢
來源：http://www.fuleikeji.cn 作者：konuaer 2012年10月02
聲表面濾波器是一種利用聲表面波（SAW）效應和諧振特性制成的對頻率有選擇作用的器件。在四端網絡理論中，它是一種對頻率有選擇的電路，其作用是允許某一頻帶的信號通過而阻止其它頻率信號通過。其具體工作原理是由輸入IDT（叉指換能器）經逆壓電變換將電信號轉換成聲信號，聲信號沿壓電晶體表面傳播，再由輸出IDT將接受到的聲信號經壓電變換轉變成電信號輸出，它對電信號的處理是在這兩次變換中完成的。
SAWF具有體積小（與陶瓷濾波器相比僅為后者的1/40）、重量輕（與陶瓷介質濾波器相比僅為后者的1/30）、能對信號實時處理、模擬/數字兼容、抗電磁干擾性能好、損耗低和頻率選擇性好等特點。因此聲表面波技術至20世紀60年代實用化以來，已得到極大的發展，在40年的時間里SAWF已發展了四代產品，它們是：第一代，高損耗SAWF；第二代，單相單向換能器型SAWF；第三代，射頻低損耗SAWF；第四代，寬帶低損耗SAWF。這些SAWF都已廣泛應用于雷達、軍用通訊系統、敵我識別、電子對抗、測距、定位、導航、遙測遙控等軍事裝備領域以及廣播、電視、VCD、錄音、錄象、儀器儀表、移動電話、無繩電話可視電話等民用領域。現在，SAWF的主要民用途徑已從電視轉向通訊，尤其是移動通訊。隨著移動通訊的不斷發展，新興的技術應用對SAWF提出了越來越高的要求，當今世界范圍內SAWF的發展趨勢是：1.小型化，1989-1995年日本SAWF的體積縮小了90%，這使得移動電話體積大大縮小，目前日本富士通公司推出的最小的SAWF，尺寸僅為2.5*2cm2,重22mg；2.高頻化，RF類SAWF是世界通訊市場大量和急需的濾波器產品；3.高性能化，要求插入損耗盡可能低；4.片狀化，表面貼裝（SMD）的SAWF是近年來聲表面波技術發展的熱點；5.低價格，需要采用半導體平面工藝進行規模生產。正是基于SAW技術以上幾個方面的發展趨勢，近年來的新材料（如KNbO3），新工藝(如不斷向聲表領域引入新的封裝技術)以及新的設計理念都不斷出現，從而極大的促進了聲表產業的發展。
中國的SAW研究始于1972年，四川壓電與聲光技術研究所、南京大學以及中科院聲學所是中國SAW方面的三家主要科研機構。至今，他們仍是中國SAW技術領域的三大主力。在1972年以來的大約30年間，中國SAW技術的研制和開發主要是圍繞軍用產品展開的，但其中也不乏一些典型的民用化推進事例，如26所曾為彩電國產化作了大量工作，并因此多次受到電子工業部的表彰，同時目前國內電視用聲表面諧振器的生產已基本能滿足國內TV生產企業的需要。近年來移動通訊的飛速發展為SAW產業的發展提供了前所未有的發展機遇，但中國移動通訊用SAW器件的發展與市場需求不符，突出體現在大多數國內的SAW從業機構的設備不適合于高頻SAW器件的批量生產和缺乏表面貼裝設備以及相關工藝技術基礎。
四川壓電與聲光技術研究所作為國內在SAW技術領域實力最強的機構無疑使之成為國內聲表產業發展的領頭羊。同時南京大學和中科院聲學所也為SAW技術在中國的普及和發展作出了很大的貢獻。
2．2市場概況
SAW工業受益于近年來無線技術對SAW器件的大量應用，且因為SAW技術所獨有的優勢，估計今后的幾年是SAW市場飛速發展的時期。預計2002年全球SAW市場的總產值將達4億美圓，其中手機用RF占56%，達2.24億美圓；手機用IF占11%，達0.44億美圓；基站占1%，達0.04億美圓；消費類電子占27%，達1.08億美圓；單邊式雙工器占5%，達0.2億美圓。2000年全球SAW主要生產公司為德國EPCOS(西門子)公司，日本村田公司，日本富士通公司，美國Sawtek公司，其中EPCOS公司產品占全球SAW市場份額的38%，村田公司占20%，富士通公司占14%，Sawtek公司占3%，其它公司占25%。
就國內情況來看，一個勿庸質疑的事實是：中國正迅速發展成為全球最大的通訊產品消費市場。根據中國信息產業部電信管理局2000年公布的數據，中國當時已有5000萬移動電話用戶，并且該機構還預計在2000年末將達7500萬戶。如果按照一部手機平均采用3只SAW器件(其中接收/發射用雙工器一只，第一中頻濾波器一只，第二中頻濾波器一只)計算，則這新增的2500萬移動電話用戶將直接需7500萬只SAW類器件的支撐，其中還沒有考慮如移動通訊基站、直放站等對SAWF的強烈的需求。目前國外通信公司在我國設立的獨資及合資生產移動通訊設備的機構已達16家；國內品牌，如康佳、海爾、南方高科、中興、東方通訊、波導、科健、TCL、大唐電信等國內通訊產業從業企業也都在國家以及地方政府的鼓勵和積極引導下奮起直追（國內移動通訊產品系統設備及終端的市場銷售額近千億元），希望在有效占領國內移動通訊產品市場的前提下進一步打入國際市場并與國外大企業展開競爭。可以說，中國通訊產業尤其是移動通訊產業的迅猛發展已經成為中國SAW產業發展強大的推動力。在前面我們已經提到國內聲表器件的現狀及發展與市場需求不符。突出表現在大多數公司的設備不適合于高頻SAW器件的批量生產以及缺乏表面貼裝設備以及相關工藝技術基礎。這一現狀直接導致目前整個國內SAW行業難以與世界范圍內聲表業界的大公司形成競爭。考慮到26所已具備年產2.5億只各類聲表面波器件用管芯的前工序生產能力且其后工序生產能力明顯與前工序生產不配套，因此26所在“移動通訊用聲表面濾波器生產線”招商項目中的立足點和出發點是：“尋求資金投資興建新的移動通訊用聲表面波器件后工序生產線”。
作者—康華爾電子
SAWF具有體積小（與陶瓷濾波器相比僅為后者的1/40）、重量輕（與陶瓷介質濾波器相比僅為后者的1/30）、能對信號實時處理、模擬/數字兼容、抗電磁干擾性能好、損耗低和頻率選擇性好等特點。因此聲表面波技術至20世紀60年代實用化以來，已得到極大的發展，在40年的時間里SAWF已發展了四代產品，它們是：第一代，高損耗SAWF；第二代，單相單向換能器型SAWF；第三代，射頻低損耗SAWF；第四代，寬帶低損耗SAWF。這些SAWF都已廣泛應用于雷達、軍用通訊系統、敵我識別、電子對抗、測距、定位、導航、遙測遙控等軍事裝備領域以及廣播、電視、VCD、錄音、錄象、儀器儀表、移動電話、無繩電話可視電話等民用領域。現在，SAWF的主要民用途徑已從電視轉向通訊，尤其是移動通訊。隨著移動通訊的不斷發展，新興的技術應用對SAWF提出了越來越高的要求，當今世界范圍內SAWF的發展趨勢是：1.小型化，1989-1995年日本SAWF的體積縮小了90%，這使得移動電話體積大大縮小，目前日本富士通公司推出的最小的SAWF，尺寸僅為2.5*2cm2,重22mg；2.高頻化，RF類SAWF是世界通訊市場大量和急需的濾波器產品；3.高性能化，要求插入損耗盡可能低；4.片狀化，表面貼裝（SMD）的SAWF是近年來聲表面波技術發展的熱點；5.低價格，需要采用半導體平面工藝進行規模生產。正是基于SAW技術以上幾個方面的發展趨勢，近年來的新材料（如KNbO3），新工藝(如不斷向聲表領域引入新的封裝技術)以及新的設計理念都不斷出現，從而極大的促進了聲表產業的發展。
中國的SAW研究始于1972年，四川壓電與聲光技術研究所、南京大學以及中科院聲學所是中國SAW方面的三家主要科研機構。至今，他們仍是中國SAW技術領域的三大主力。在1972年以來的大約30年間，中國SAW技術的研制和開發主要是圍繞軍用產品展開的，但其中也不乏一些典型的民用化推進事例，如26所曾為彩電國產化作了大量工作，并因此多次受到電子工業部的表彰，同時目前國內電視用聲表面諧振器的生產已基本能滿足國內TV生產企業的需要。近年來移動通訊的飛速發展為SAW產業的發展提供了前所未有的發展機遇，但中國移動通訊用SAW器件的發展與市場需求不符，突出體現在大多數國內的SAW從業機構的設備不適合于高頻SAW器件的批量生產和缺乏表面貼裝設備以及相關工藝技術基礎。
四川壓電與聲光技術研究所作為國內在SAW技術領域實力最強的機構無疑使之成為國內聲表產業發展的領頭羊。同時南京大學和中科院聲學所也為SAW技術在中國的普及和發展作出了很大的貢獻。
2．2市場概況
SAW工業受益于近年來無線技術對SAW器件的大量應用，且因為SAW技術所獨有的優勢，估計今后的幾年是SAW市場飛速發展的時期。預計2002年全球SAW市場的總產值將達4億美圓，其中手機用RF占56%，達2.24億美圓；手機用IF占11%，達0.44億美圓；基站占1%，達0.04億美圓；消費類電子占27%，達1.08億美圓；單邊式雙工器占5%，達0.2億美圓。2000年全球SAW主要生產公司為德國EPCOS(西門子)公司，日本村田公司，日本富士通公司，美國Sawtek公司，其中EPCOS公司產品占全球SAW市場份額的38%，村田公司占20%，富士通公司占14%，Sawtek公司占3%，其它公司占25%。
就國內情況來看，一個勿庸質疑的事實是：中國正迅速發展成為全球最大的通訊產品消費市場。根據中國信息產業部電信管理局2000年公布的數據，中國當時已有5000萬移動電話用戶，并且該機構還預計在2000年末將達7500萬戶。如果按照一部手機平均采用3只SAW器件(其中接收/發射用雙工器一只，第一中頻濾波器一只，第二中頻濾波器一只)計算，則這新增的2500萬移動電話用戶將直接需7500萬只SAW類器件的支撐，其中還沒有考慮如移動通訊基站、直放站等對SAWF的強烈的需求。目前國外通信公司在我國設立的獨資及合資生產移動通訊設備的機構已達16家；國內品牌，如康佳、海爾、南方高科、中興、東方通訊、波導、科健、TCL、大唐電信等國內通訊產業從業企業也都在國家以及地方政府的鼓勵和積極引導下奮起直追（國內移動通訊產品系統設備及終端的市場銷售額近千億元），希望在有效占領國內移動通訊產品市場的前提下進一步打入國際市場并與國外大企業展開競爭。可以說，中國通訊產業尤其是移動通訊產業的迅猛發展已經成為中國SAW產業發展強大的推動力。在前面我們已經提到國內聲表器件的現狀及發展與市場需求不符。突出表現在大多數公司的設備不適合于高頻SAW器件的批量生產以及缺乏表面貼裝設備以及相關工藝技術基礎。這一現狀直接導致目前整個國內SAW行業難以與世界范圍內聲表業界的大公司形成競爭。考慮到26所已具備年產2.5億只各類聲表面波器件用管芯的前工序生產能力且其后工序生產能力明顯與前工序生產不配套，因此26所在“移動通訊用聲表面濾波器生產線”招商項目中的立足點和出發點是：“尋求資金投資興建新的移動通訊用聲表面波器件后工序生產線”。
作者—康華爾電子
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