目前主流濾波器的優(yōu)秀特性
5G的建設(shè)正在如火如荼地進行,陶瓷濾波器也在5G基站建設(shè)中發(fā)揮了不可或缺的作用。近兩年來陶瓷濾波器的爆發(fā)有目共睹。5G基站設(shè)備的重量和體積相對于4G時代要求將更為嚴格,濾波器必須向小型化、集成化發(fā)展,因此體積更小、重量更輕的陶瓷介質(zhì)濾波器逐漸取代傳統(tǒng)的金屬腔體濾波器成為主流。
在工作時,電磁波諧振發(fā)生在陶瓷介質(zhì)內(nèi)部,不需要固定諧振器,因此介質(zhì)濾波器的體積更小。此外材料本身,陶瓷粉體比較金屬腔體具有高Q值的特性,大幅減小了插損,還有更高的帶外抑制特性。
而在移動電子設(shè)備中使用的SAW、BAW(FBAR)濾波器均使用MEMS技術(shù),也是目前手機中最常用的幾種濾波器。SAW聲表面波濾波器的發(fā)展和移動通信技術(shù)的快速發(fā)展息息相關(guān),在各種移動通信設(shè)備中都可以找到它的應(yīng)用。
SAW利用壓電效應(yīng)與聲表面波傳播特性進行濾波,在濾波應(yīng)用中頻帶寬、抗干擾能力強,選擇性好,還不容易老化。這些都是SAW突出的優(yōu)點,這些優(yōu)點很好地適應(yīng)了現(xiàn)代通信系統(tǒng)的需求。不過SAW插入損耗較大,在高溫下表現(xiàn)不佳。
BAW體聲波濾波器,原理和SAW差不多,不過聲波特性是垂直傳播。相比SAW,BAW在高頻段表現(xiàn)更出色,插入損耗更低更優(yōu)秀。BAW中最具代表性,也是現(xiàn)在高度契合5G發(fā)展趨勢的是FBAR濾波器。
FBAR濾波器采用硅底板,同時借助MEMS技術(shù)以及薄膜技術(shù),擁有更高的Q值,通過先進工藝獲得的高電氣Q因子值讓器件在更高頻段、更大帶寬下能保持更高的性能。同時FBAR濾波器適用的頻率相當廣,具有可實現(xiàn)高頻選擇性的陡峭衰減特性,而且它對溫度變化是不敏感,損耗很低。
和通信技術(shù)不斷進步相輔相成的是,市場對射頻濾波器的體積、能耗、功能、頻段等要求不斷提升,如果能結(jié)合幾種主流濾波器的優(yōu)秀特性,無疑能更好地適配未來5G的發(fā)展,Hybrid混合技術(shù)因此而生。
Hybrid混合技術(shù)解決通信發(fā)展難題
目前有不少廠商在推進Hybrid混合技術(shù)來應(yīng)對5G濾波器挑戰(zhàn),比如太陽誘電的Hybrid混合技術(shù),是在FBAR、SAW和多層陶瓷的技術(shù)基礎(chǔ)上做了混合,實現(xiàn)能與現(xiàn)在通信系統(tǒng)并存的寬頻帶、高衰減特性。從太陽誘電的技術(shù)資料上可以看到,Hybrid混合技術(shù)比FBAR做到了更寬的頻帶,同時又比陶瓷濾波衰減特性更高。
云塔科技(安努奇)基于電磁和聲波做了Hybrid混合,二者協(xié)同工作解決了5G射頻濾波大帶寬問題,根據(jù)官方資料基于Hybrid混合工藝的產(chǎn)品可以實現(xiàn)邊帶高滾降、高抑制,已經(jīng)研制出了AnyBand系列產(chǎn)品。
芯和半導體在IPD行業(yè)耕耘已久,是全球IPD濾波器設(shè)計的主要廠商之一。IPD技術(shù)非常適合開發(fā)高頻率寬帶的濾波器,芯和半導體結(jié)合IPD和FBAR,通過Hybrid混合技術(shù)可以綜合電磁和機械波器件的不同優(yōu)勢。IPD提供了更寬的頻帶,F(xiàn)BAR提供了更高的Q值和陡峭衰減特性,使得各種無源功能可以協(xié)調(diào)在Hybrid技術(shù)中,配合實現(xiàn)高性能、高集成度的5G射頻前端。
混合設(shè)計如何結(jié)合二者各自的優(yōu)勢具有較高的門檻,但是也表現(xiàn)出了更契合5G未來發(fā)展的性能表現(xiàn)。
小結(jié)
5G技術(shù)的落地帶動了射頻器件的市場需求,在高頻段優(yōu)勢明顯的濾波器無疑是爭奪市場份額的焦點器件。為了解決正變得越來越復雜的5G通信需求,基于Hybrid混合技術(shù)的濾波器重要程度不言而喻。