濾波器是無(wú)線通信的核心組件，在數(shù)據(jù)洪流高速貫穿的數(shù)字智能時(shí)代，其扮演的角色將愈發(fā)關(guān)鍵。由此也導(dǎo)致過(guò)去幾年中，國(guó)內(nèi)資本的爭(zhēng)相進(jìn)入，以及近兩年同業(yè)的相互廝殺。
對(duì)于當(dāng)下國(guó)產(chǎn)濾波器的迷局，近日有媒體在重申紅海市場(chǎng)、內(nèi)卷嚴(yán)重和專利風(fēng)險(xiǎn)之余，同時(shí)宣揚(yáng)以TF SAW (薄膜聲表面波)為代表的新技術(shù)路線是中國(guó)真正實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化突破的“最好抓手”，假以時(shí)日便有望實(shí)現(xiàn)彎道超車。
究竟TF SAW能否擔(dān)此大任，還需從技術(shù)、成本、市場(chǎng)以及專利等多個(gè)維度來(lái)評(píng)判，尤其近期Skyworks、Qorvo等國(guó)外射頻大廠的產(chǎn)品，TF SAW占比寥寥，反而TC SAW及BAW居多，個(gè)中緣由引發(fā)深思。
TF SAW技術(shù)及其三大誤區(qū)
TF SAW類的第一顆產(chǎn)品，是國(guó)際濾波器龍頭廠村田制作所于2016年為了與BAW技術(shù)對(duì)抗推出Wi-Fi濾波器，村田稱其為IHP SAW（超高性能SAW）技術(shù)。
△村田IHP SAW基本結(jié)構(gòu)
通過(guò)引入溫度補(bǔ)償層和超薄的壓電層，同時(shí)具備了Q值高、頻率溫度系數(shù)低和散熱性好等優(yōu)點(diǎn)，足以媲美部分頻段BAW產(chǎn)品。兩年后，高通也發(fā)布了自己的TF SAW濾波器產(chǎn)品，高通稱之為Ultra SAW，并宣稱部分頻段TF SAW濾波器能力已勝過(guò)自己的BAW濾波器，與村田組成TF SAW細(xì)分領(lǐng)域唯二的核心玩家，兩相競(jìng)爭(zhēng)。
看似前景無(wú)限，僅展露冰山一角的TF SAW，很容易讓人產(chǎn)生此乃國(guó)產(chǎn)濾波器“救世主”技術(shù)的錯(cuò)覺(jué)。近日據(jù)報(bào)道，國(guó)內(nèi)外多家濾波器技術(shù)專家認(rèn)為，目前外界對(duì)TF SAW還存在三大誤區(qū)。
誤區(qū)一：TF SAW高度依賴襯底材料，而非濾波器設(shè)計(jì)研發(fā)與制造工藝。（技術(shù)與成本角度）
目前國(guó)內(nèi)外所謂的TF SAW產(chǎn)線實(shí)際與Normal SAW廠并無(wú)差異，因?yàn)門(mén)F SAW真正依賴的是襯底材料的革新，難度并不在于工藝和設(shè)計(jì)層面。傳統(tǒng)的普通SAW器件采用LT （鉭酸鋰LiTaO3）晶圓襯底制備，實(shí)現(xiàn)的器件品質(zhì)因數(shù)Q值較低，帶寬k2也不高。若采用高成本的POI(Piezo on Insulator)襯底，便能解決這些問(wèn)題，所以襯底材料其實(shí)才是Thin-Film SAW的創(chuàng)新根源。
然而，POI襯底的制備卻并非易事，合適的壓電單晶薄膜厚度，表面平整度，壓電薄膜與襯底的鍵合工藝，氧化層和硅之間Trap-Rich層的制備等難題需要一一解決。目前TF SAW的兩大主流玩家中，村田的襯底來(lái)自與日本NGK公司的聯(lián)合開(kāi)發(fā)，后者獨(dú)供村田；高通的襯底則來(lái)自法國(guó)Soitec公司，NGK和Soitec的襯底均有自己獨(dú)特的Know-How，來(lái)保證襯底的大規(guī)模生產(chǎn)制造，但也帶來(lái)了相應(yīng)的技術(shù)壁壘和高昂成本。
以Soitec為例，為保證POI結(jié)構(gòu)各層的高均勻度和高質(zhì)量的批量生產(chǎn)能力，該公司采用鍵合剝離(Smart-Cut)技術(shù)用于制備超薄的單晶壓電薄膜，這大幅提高了襯底材料的良率，但其采用的特殊設(shè)備幾乎每一臺(tái)都在數(shù)千萬(wàn)元，也因此其襯底成本十分昂貴，單片成本在420-800美元不等，給下游的TF SAW濾波器企業(yè)造成不小壓力。
誤區(qū)二：TF SAW更容易造成同質(zhì)化內(nèi)卷，并非潛在的藍(lán)海市場(chǎng)。（市場(chǎng)角度）
POI襯底重要性凸顯，則削弱了TF SAW對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝加工的需求，這也一定程度上降低了TF SAW的入局門(mén)檻。換言之，TF SAW的技術(shù)內(nèi)核在襯底，若無(wú)法在POI襯底這種核心技術(shù)上形成差異，TF SAW能做的只有同質(zhì)化內(nèi)卷。反觀BAW、TC SAW等其他高端濾波器，則能更在工藝和設(shè)計(jì)層面展現(xiàn)濾波器研發(fā)團(tuán)隊(duì)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。
至于其他濾波器是紅海，TF SAW是藍(lán)海的設(shè)想，從村田的視角觀察便不難看出，其僅在少部分高端應(yīng)用領(lǐng)域使用TF SAW方案以保證盈利。這也意味著，受限于超高的襯底成本，TF SAW濾波器廠商很難在正毛利區(qū)間開(kāi)拓多頻段區(qū)間市場(chǎng)，因此所謂的藍(lán)海市場(chǎng)很難成為現(xiàn)實(shí)。
雖然國(guó)產(chǎn)襯底廠商近年來(lái)開(kāi)始發(fā)力，晶正電子和青禾晶元等國(guó)產(chǎn)廠商都在POI襯底上進(jìn)展明顯。不過(guò)，國(guó)產(chǎn)襯底的崛起也并非造福一兩家濾波器制造商，正如前文所提得到的同質(zhì)化風(fēng)險(xiǎn)，未來(lái)將有一大批國(guó)產(chǎn)濾波器廠商因此受惠。
“這完全可以實(shí)現(xiàn)，因?yàn)門(mén)F SAW和Normal SAW產(chǎn)線幾乎一模一樣，甚至由于TF SAW襯底中有Si作為支撐層而不易碎片，反而降低了生產(chǎn)難度，”在被問(wèn)及是否能將Normal SAW產(chǎn)線轉(zhuǎn)換為T(mén)F SAW產(chǎn)線時(shí)，一位國(guó)產(chǎn)濾波器生產(chǎn)商如是說(shuō)。
誤區(qū)三：TF SAW是村田和高通的彎道，而非國(guó)產(chǎn)化超車道。（專利角度）
一位國(guó)產(chǎn)濾波器高層指出，Skyworks和Qorvo兩家大廠在BAW+TC SAW高端濾波器的組合長(zhǎng)期保持市場(chǎng)領(lǐng)先地位。而后由村田和高通組成的TF SAW陣營(yíng)，正是為了彌補(bǔ)BAW領(lǐng)域的劣勢(shì)，試圖打破Skyworks和Qorvo在高端濾波器領(lǐng)域的固有格局。所以，TF SAW是村田和高通正在積極布局的超車機(jī)會(huì)，國(guó)產(chǎn)廠商要在這條彎道上超越這兩輛快車，談何容易。
更何況，村田和高通在TF SAW領(lǐng)域有著極其完整專利布局。查閱村田制作所在TF SAW領(lǐng)域的專利族便不難發(fā)現(xiàn)，其包括襯底材料在內(nèi)的多項(xiàng)關(guān)鍵專利最早授權(quán)日期在2010左右，且覆蓋范圍極廣，后續(xù)持續(xù)有10年以上布局，遠(yuǎn)比其他濾波器產(chǎn)品森嚴(yán)。一位知情人士指出，即便是Soitec公司在售的POI襯底也有大量技術(shù)落在村田的專利布局范圍內(nèi)。高通的法務(wù)部門(mén)在給出風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估時(shí)便指出，該襯底構(gòu)成對(duì)村田專利的侵權(quán)，不過(guò)因高通是村田的大客戶，村田選擇性不起訴高通。
該知情人士還表示，Soitec售出POI襯底并不對(duì)IP進(jìn)行保障，需要濾波器公司自行承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)。這好比所有Soitec公司的TF SAW客戶在采購(gòu)POI襯底時(shí)，都額外附贈(zèng)了一把懸在頭上的達(dá)爾摩斯之劍。
近年來(lái)國(guó)產(chǎn)襯底材料開(kāi)始發(fā)力，晶正電子和青禾晶元等國(guó)產(chǎn)廠商都在POI襯底上進(jìn)展明顯，這將成為國(guó)產(chǎn)TF SAW成長(zhǎng)的真正技術(shù)底色。不過(guò)，國(guó)產(chǎn)襯底的崛起也并非造福一兩家TF SAW制造商，正如前文所提得到的同質(zhì)化風(fēng)險(xiǎn)，未來(lái)將有一大批國(guó)產(chǎn)濾波器廠商因此受惠。
以上三個(gè)誤區(qū)，足以證明國(guó)產(chǎn)濾波器的追趕無(wú)法靠押寶單一技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，國(guó)內(nèi)企業(yè)應(yīng)放棄對(duì)單一技術(shù)的過(guò)度幻想，專注于基礎(chǔ)技術(shù)的積累和創(chuàng)新，通過(guò)不斷優(yōu)化現(xiàn)有技術(shù)，形成具有自身特色的技術(shù)體系。
國(guó)產(chǎn)迷思:單點(diǎn)押寶難突圍，合縱連橫顯勝勢(shì)
射頻領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)不僅僅是某一種技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)，而是整體技術(shù)能力的較量。前述國(guó)產(chǎn)濾波器企業(yè)高層強(qiáng)調(diào)，濾波器產(chǎn)業(yè)需要產(chǎn)品線“連橫”，產(chǎn)業(yè)鏈“合縱”，方能與海外巨頭形成競(jìng)爭(zhēng)。
據(jù)了解，當(dāng)前的領(lǐng)先企業(yè)如Broadcom、Qualcomm、Qorvo、Skyworks等，均具備FBAR、BAW、TC-SAW等多種濾波器技術(shù)的能力，同步也在研發(fā)TF-SAW技術(shù)。因此，國(guó)產(chǎn)濾波器公司不應(yīng)將精力集中在某單一技術(shù)上，而應(yīng)致力于全面掌握各種濾波器技術(shù)，以便應(yīng)對(duì)未來(lái)市場(chǎng)的多樣化需求。
在濾波器行業(yè)中，擁有全頻段產(chǎn)品能力是關(guān)鍵。無(wú)論是TF-SAW、BAW還是其他技術(shù)，最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)全頻段覆蓋。這將使國(guó)產(chǎn)濾波器公司能夠參與PAMiD（全頻段高性能濾波器模塊）項(xiàng)目，與PA（功率放大器）廠商進(jìn)行深度合作。盡管當(dāng)前某些頻段的技術(shù)水平可能還有所不足，但通過(guò)不斷迭代和優(yōu)化，與PA廠商的協(xié)同設(shè)計(jì)將有助于迅速提升性能，并具備強(qiáng)大的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
國(guó)產(chǎn)濾波器行業(yè)的發(fā)展不僅僅依賴于技術(shù)本身，還需要一個(gè)“合縱”的產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同模式。據(jù)知情人士透露，國(guó)內(nèi)目前最大的兩家PA公司唯捷創(chuàng)芯和飛驤科技，正分別與德清華瑩和新聲半導(dǎo)體兩家優(yōu)秀的國(guó)產(chǎn)濾波器企業(yè)進(jìn)行PAMiD項(xiàng)目的深度合作。國(guó)產(chǎn)射頻互補(bǔ)結(jié)合正在發(fā)生，濾波器公司并不是孤獨(dú)作戰(zhàn)，相信國(guó)產(chǎn)濾波器能夠在不久的將來(lái)走出一條既獨(dú)立又不孤單的發(fā)展之路。
