【芯观点】5G射频芯片,“卡脖子”的绞索正被斩断

【芯观点】5G射频芯片,“卡脖子”的绞索正被斩断
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集微网消息 , 日前 , 上市公司富满微在投资者互动平台回复提问时表示 , 公司5G射频芯片已经开始批量供货 , 主要客户包括国内主流手机及ODM厂商 , 其5G射频芯片(含滤波器)完全基于自主开发 , 具有完整的自主知识产权 , 该公司特别强调 , 其滤波器定位中高端 , 模组内滤波器可以支持到5GNR频段 , 且公司一直致力于新产品研发 , 也努力在为国产芯片替代尽职尽责 。
消息一出 , 富满微5个交易日最大涨幅已达到约30% , 在近期大盘走势衬托下 , 显得异常“惹眼” 。
富满微的强势表现 , 源于资本市场乃至普通公众对5G射频芯片国产替代的迫切期待 。
BAW滤波器“正面突围”
除了富满微之外 , 本月证监会准予科创板IPO注册的唯捷创芯 , 同样已切入手机5G射频芯片市场 , 并已实现向主流手机及ODM厂商批量供货 , 连同已进入上市辅导阶段的慧智微等企业 , 国内5G射频芯片在技术、商业与资本市场上的突破 , 似乎已呼之欲出 。
5G射频芯片解下“卡脖子”的绞索 , 离不开其核心部件-滤波器的突围 。
滤波器是5G射频前端的核心部件之一 , 从价值链上也不难看到这一点 , 据统计 , 在目前全球150亿美元左右的射频器件市场中 , 滤波器就占据81亿美元的体量 。
目前 , 中高端滤波器主要可分为声表面波(SAW)与体波(BAW)两种技术路线 , SAW滤波器市场主要由日本村田统治 , BAW滤波器市场则由博通、Skyworks、Qorvo、高通等美国企业所垄断 , 中国企业占比微乎其微 。
上述滤波器产业格局 , 除了欧美企业凭借先发优势构造的专利和商务壁垒等原因 , 很大程度上还源于滤波器微机电器件在结构设计、工艺参数、衬底/薄膜材料等各个环节的技术壁垒 , 后来者需要突破宽槽牺牲层材料平坦化、超薄片减薄抛光、高精度/高取向度和高均匀性压电薄膜制备等多种MEMS特殊制造技术 , 掌握有关压电薄膜膜层结构、厚度及应力、掺杂元素及比例等一系列专有工艺参数 , 否则难以实现大规模量产 , 或产品批次一致性难以达标 。
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需要强调的是 , 由于BAW滤波器具有频率高带宽大、插入损耗小、带外衰减大等优点 , 同时对温度变化不敏感 , 因而在5G高频频段应用中有明显优势 , 5G射频芯片的国产替代 , BAW滤波器也顺理成章成为突围“主战场” 。
武汉敏声 , 这家据称已得到H打头电子巨头1300万研发经费资助的MEMS企业 , 是这场突围的典型样本:
在工艺技术上 , 2021年8月 , 武汉敏声全球最大MEMS代工厂Silex母公司-北京赛微电子股份有限公司达成合作协议 , 在后者北京Fab3工厂共同投入工艺装备 , 分工合作 , 建立国内领先的8英寸射频滤波器生产线 , 并预计到2022年底 , 北京产线将实现通线并达到约2000片/月产能 。
在器件设计上 , 根据机构调研所获得的信息 , 敏声已掌握一百多件技术专利 , 可绕过博通专利壁垒 , 在5G频段BAW的主流构型-FBAR上 , “技术与AVAGO(博通)相当” 。
在材料创新上 , 武汉敏声近日宣布 , 已在国内率先打通高钪掺杂氮化铝全流程工艺 , 堪称突破了BAW滤波器最大难点 。
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高频BAW滤波器依赖的核心材料 , 是掺杂稀土元素钪的氮化铝薄膜 , 即铝钪氮(AlScN)材料 , 但低钪掺杂相关技术被美国企业所垄断 , 加之其可被应用于高性能军用滤波器 , 因此美国对该材料出口实施了长达十多年的封锁 , 国内发展十分滞后 , 某种程度上可以说 , 氮化铝材料体系 , 是美国能够在高端5G射频芯片上“卡脖子”的最关键一环 。