声表面滤波器的发展趋势
来源：http://konuaer.net 作者：konuaer 2012年10月02
声表面滤波器是一种利用声表面波（SAW）效应和谐振特性制成的对频率有选择作用的器件。在四端网络理论中，它是一种对频率有选择的电路，其作用是允许某一频带的信号通过而阻止其它频率信号通过。其具体工作原理是由输入IDT（叉指换能器）经逆压电变换将电信号转换成声信号，声信号沿压电晶体表面传播，再由输出IDT将接受到的声信号经压电变换转变成电信号输出，它对电信号的处理是在这两次变换中完成的。
SAWF具有体积小（与陶瓷滤波器相比仅为后者的1/40）、重量轻（与陶瓷介质滤波器相比仅为后者的1/30）、能对信号实时处理、模拟/数字兼容、抗电磁干扰性能好、损耗低和频率选择性好等特点。因此声表面波技术至20世纪60年代实用化以来，已得到极大的发展，在40年的时间里SAWF已发展了四代产品，它们是：第一代，高损耗SAWF；第二代，单相单向换能器型SAWF；第三代，射频低损耗SAWF；第四代，宽带低损耗SAWF。这些SAWF都已广泛应用于雷达、军用通讯系统、敌我识别、电子对抗、测距、定位、导航、遥测遥控等军事装备领域以及广播、电视、VCD、录音、录象、仪器仪表、移动电话、无绳电话可视电话等民用领域。现在，SAWF的主要民用途径已从电视转向通讯，尤其是移动通讯。随着移动通讯的不断发展，新兴的技术应用对SAWF提出了越来越高的要求，当今世界范围内SAWF的发展趋势是：1.小型化，1989-1995年日本SAWF的体积缩小了90%，这使得移动电话体积大大缩小，目前日本富士通公司推出的最小的SAWF，尺寸仅为2.5*2cm2,重22mg；2.高频化，RF类SAWF是世界通讯市场大量和急需的滤波器产品；3.高性能化，要求插入损耗尽可能低；4.片状化，表面贴装（SMD）的SAWF是近年来声表面波技术发展的热点；5.低价格，需要采用半导体平面工艺进行规模生产。正是基于SAW技术以上几个方面的发展趋势，近年来的新材料（如KNbO3），新工艺(如不断向声表领域引入新的封装技术)以及新的设计理念都不断出现，从而极大的促进了声表产业的发展。
中国的SAW研究始于1972年，四川压电与声光技术研究所、南京大学以及中科院声学所是中国SAW方面的三家主要科研机构。至今，他们仍是中国SAW技术领域的三大主力。在1972年以来的大约30年间，中国SAW技术的研制和开发主要是围绕军用产品展开的，但其中也不乏一些典型的民用化推进事例，如26所曾为彩电国产化作了大量工作，并因此多次受到电子工业部的表彰，同时目前国内电视用声表面谐振器的生产已基本能满足国内TV生产企业的需要。近年来移动通讯的飞速发展为SAW产业的发展提供了前所未有的发展机遇，但中国移动通讯用SAW器件的发展与市场需求不符，突出体现在大多数国内的SAW从业机构的设备不适合于高频SAW器件的批量生产和缺乏表面贴装设备以及相关工艺技术基础。
四川压电与声光技术研究所作为国内在SAW技术领域实力最强的机构无疑使之成为国内声表产业发展的领头羊。同时南京大学和中科院声学所也为SAW技术在中国的普及和发展作出了很大的贡献。
2．2市场概况
SAW工业受益于近年来无线技术对SAW器件的大量应用，且因为SAW技术所独有的优势，估计今后的几年是SAW市场飞速发展的时期。预计2002年全球SAW市场的总产值将达4亿美圆，其中手机用RF占56%，达2.24亿美圆；手机用IF占11%，达0.44亿美圆；基站占1%，达0.04亿美圆；消费类电子占27%，达1.08亿美圆；单边式双工器占5%，达0.2亿美圆。2000年全球SAW主要生产公司为德国EPCOS(西门子)公司，日本村田公司，日本富士通公司，美国Sawtek公司，其中EPCOS公司产品占全球SAW市场份额的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%。
就国内情况来看，一个勿庸质疑的事实是：中国正迅速发展成为全球最大的通讯产品消费市场。根据中国信息产业部电信管理局2000年公布的数据，中国当时已有5000万移动电话用户，并且该机构还预计在2000年末将达7500万户。如果按照一部手机平均采用3只SAW器件(其中接收/发射用双工器一只，第一中频滤波器一只，第二中频滤波器一只)计算，则这新增的2500万移动电话用户将直接需7500万只SAW类器件的支撑，其中还没有考虑如移动通讯基站、直放站等对SAWF的强烈的需求。目前国外通信公司在我国设立的独资及合资生产移动通讯设备的机构已达16家；国内品牌，如康佳、海尔、南方高科、中兴、东方通讯、波导、科健、TCL、大唐电信等国内通讯产业从业企业也都在国家以及地方政府的鼓励和积极引导下奋起直追（国内移动通讯产品系统设备及终端的市场销售额近千亿元），希望在有效占领国内移动通讯产品市场的前提下进一步打入国际市场并与国外大企业展开竞争。可以说，中国通讯产业尤其是移动通讯产业的迅猛发展已经成为中国SAW产业发展强大的推动力。在前面我们已经提到国内声表器件的现状及发展与市场需求不符。突出表现在大多数公司的设备不适合于高频SAW器件的批量生产以及缺乏表面贴装设备以及相关工艺技术基础。这一现状直接导致目前整个国内SAW行业难以与世界范围内声表业界的大公司形成竞争。考虑到26所已具备年产2.5亿只各类声表面波器件用管芯的前工序生产能力且其后工序生产能力明显与前工序生产不配套，因此26所在“移动通讯用声表面滤波器生产线”招商项目中的立足点和出发点是：“寻求资金投资兴建新的移动通讯用声表面波器件后工序生产线”。
作者—康华尔电子
SAWF具有体积小（与陶瓷滤波器相比仅为后者的1/40）、重量轻（与陶瓷介质滤波器相比仅为后者的1/30）、能对信号实时处理、模拟/数字兼容、抗电磁干扰性能好、损耗低和频率选择性好等特点。因此声表面波技术至20世纪60年代实用化以来，已得到极大的发展，在40年的时间里SAWF已发展了四代产品，它们是：第一代，高损耗SAWF；第二代，单相单向换能器型SAWF；第三代，射频低损耗SAWF；第四代，宽带低损耗SAWF。这些SAWF都已广泛应用于雷达、军用通讯系统、敌我识别、电子对抗、测距、定位、导航、遥测遥控等军事装备领域以及广播、电视、VCD、录音、录象、仪器仪表、移动电话、无绳电话可视电话等民用领域。现在，SAWF的主要民用途径已从电视转向通讯，尤其是移动通讯。随着移动通讯的不断发展，新兴的技术应用对SAWF提出了越来越高的要求，当今世界范围内SAWF的发展趋势是：1.小型化，1989-1995年日本SAWF的体积缩小了90%，这使得移动电话体积大大缩小，目前日本富士通公司推出的最小的SAWF，尺寸仅为2.5*2cm2,重22mg；2.高频化，RF类SAWF是世界通讯市场大量和急需的滤波器产品；3.高性能化，要求插入损耗尽可能低；4.片状化，表面贴装（SMD）的SAWF是近年来声表面波技术发展的热点；5.低价格，需要采用半导体平面工艺进行规模生产。正是基于SAW技术以上几个方面的发展趋势，近年来的新材料（如KNbO3），新工艺(如不断向声表领域引入新的封装技术)以及新的设计理念都不断出现，从而极大的促进了声表产业的发展。
中国的SAW研究始于1972年，四川压电与声光技术研究所、南京大学以及中科院声学所是中国SAW方面的三家主要科研机构。至今，他们仍是中国SAW技术领域的三大主力。在1972年以来的大约30年间，中国SAW技术的研制和开发主要是围绕军用产品展开的，但其中也不乏一些典型的民用化推进事例，如26所曾为彩电国产化作了大量工作，并因此多次受到电子工业部的表彰，同时目前国内电视用声表面谐振器的生产已基本能满足国内TV生产企业的需要。近年来移动通讯的飞速发展为SAW产业的发展提供了前所未有的发展机遇，但中国移动通讯用SAW器件的发展与市场需求不符，突出体现在大多数国内的SAW从业机构的设备不适合于高频SAW器件的批量生产和缺乏表面贴装设备以及相关工艺技术基础。
四川压电与声光技术研究所作为国内在SAW技术领域实力最强的机构无疑使之成为国内声表产业发展的领头羊。同时南京大学和中科院声学所也为SAW技术在中国的普及和发展作出了很大的贡献。
2．2市场概况
SAW工业受益于近年来无线技术对SAW器件的大量应用，且因为SAW技术所独有的优势，估计今后的几年是SAW市场飞速发展的时期。预计2002年全球SAW市场的总产值将达4亿美圆，其中手机用RF占56%，达2.24亿美圆；手机用IF占11%，达0.44亿美圆；基站占1%，达0.04亿美圆；消费类电子占27%，达1.08亿美圆；单边式双工器占5%，达0.2亿美圆。2000年全球SAW主要生产公司为德国EPCOS(西门子)公司，日本村田公司，日本富士通公司，美国Sawtek公司，其中EPCOS公司产品占全球SAW市场份额的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%。
就国内情况来看，一个勿庸质疑的事实是：中国正迅速发展成为全球最大的通讯产品消费市场。根据中国信息产业部电信管理局2000年公布的数据，中国当时已有5000万移动电话用户，并且该机构还预计在2000年末将达7500万户。如果按照一部手机平均采用3只SAW器件(其中接收/发射用双工器一只，第一中频滤波器一只，第二中频滤波器一只)计算，则这新增的2500万移动电话用户将直接需7500万只SAW类器件的支撑，其中还没有考虑如移动通讯基站、直放站等对SAWF的强烈的需求。目前国外通信公司在我国设立的独资及合资生产移动通讯设备的机构已达16家；国内品牌，如康佳、海尔、南方高科、中兴、东方通讯、波导、科健、TCL、大唐电信等国内通讯产业从业企业也都在国家以及地方政府的鼓励和积极引导下奋起直追（国内移动通讯产品系统设备及终端的市场销售额近千亿元），希望在有效占领国内移动通讯产品市场的前提下进一步打入国际市场并与国外大企业展开竞争。可以说，中国通讯产业尤其是移动通讯产业的迅猛发展已经成为中国SAW产业发展强大的推动力。在前面我们已经提到国内声表器件的现状及发展与市场需求不符。突出表现在大多数公司的设备不适合于高频SAW器件的批量生产以及缺乏表面贴装设备以及相关工艺技术基础。这一现状直接导致目前整个国内SAW行业难以与世界范围内声表业界的大公司形成竞争。考虑到26所已具备年产2.5亿只各类声表面波器件用管芯的前工序生产能力且其后工序生产能力明显与前工序生产不配套，因此26所在“移动通讯用声表面滤波器生产线”招商项目中的立足点和出发点是：“寻求资金投资兴建新的移动通讯用声表面波器件后工序生产线”。
作者—康华尔电子
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