中国是全球最大的手机生产基地，凭借着庞大的终端市场需求，手机供应链向中国大陆地区转移已成产业趋势。在5G发展与中美贸易战的大背景下，射频滤波器作为射频前端的重要器件，国产化进程亟需快速推进。射频滤波器是射频器件国产化的发展重点，手机没有滤波器意味着通信设施丧失抗干扰能力，无法保障通信的畅通。

  作为近年来崛起的国产射频前端器件企业，杭州左蓝微电子技术有限公司(简称“左蓝微电子”)近日对外透露，公司研发的温度补偿型声表面波(TC-SAW)滤波器关键技术已取得突破，相关这类的产品已具备量产条件。这一产品的推出意味着国产化滤波器迎来重要突破，将填补我国在高端射频滤波器方面的市场空白，打破国外厂商在该领域的垄断局面。

  手机射频滤波器主流的实现方式是声表面波滤波器(SAW)和体声波滤波器(BAW)两种。BAW性能较好，适用于中高频段较多，但是工艺复杂且价格更高，而SAW相对价格较低，但市场上的常规SAW滤波器不能很好的适用于2GHz以上的频段：当频率高于约1GHz时，其选择性降低;在约2.5GHz的频段，其仅限于对性能要求不高的应用，滤波器工作频率随外界气温变化发生一定漂移。基于这些特性原因，在频段越来越拥挤的5G时代，常规SAW不能够很好地满足射频终端对滤波器的要求，研发具备高频率、温度稳定性的滤波器成为发展所需。

  温度补偿型声表面波滤波器(Temperature compensated SAW，简称：TC-SAW)通过覆着或粘接温度补偿层(如图2：常规SAW与TC-SAW的结构对比)对常规SAW滤波器进行性能改进，使得器件的频率温度系数(TCF)降至0到-25ppm/℃，较常规SAW的温度特性(通常约为-45—-60ppm/℃)有了显著提升。

  由于温度补偿工艺需要加倍的掩模层，器件结构更复杂，制造成本相对常规SAW滤波器有所提高，但仍然明显低于BAW滤波器。性能和成本的相对优势，使TC-SAW 滤波器在5G时代迎来了良好的发展机遇。TC-SAW可被大范围的应用于手机终端、基站、卫星通信、智能家居、汽车雷达、RFID、雷达系统和其他无线终端等众多领域。

  射频前端芯片市场一直由海外寡头占据绝对份额，其中TC-SAW产品主要被日系厂商垄断，相比之下，国频芯片公司由于起步较晚、基础薄弱，较之国际领先企业在技术积累、产业环境、人才教育培训、创造新兴事物的能力等方面仍有明显滞后，与欧美等厂商存在比较大差距。目前国内厂商目前以生产中低端SAW为主，对于有着更高技术方面的要求的TC-SAW和BAW，国内只有少数几家处于技术探讨研究阶段，尤其是TC-SAW的核心技术，中国市场迫切地需要实现本地化供货和服务。

  从2016年开始，左蓝微电子便深度布局射频前端器件尤其是滤波器这一细分领域，左蓝团队研发的TC-SAW滤波器成功通过相关技术关键点的验证，顺利解决常规声表面波滤波器温度特性不佳、频漂严重等问题，填补了国内TC-SAW方面的技术空白，为我国5G通信的发展打好坚实的产业基础。

  TC-SAW的工艺方法有两种类型：温度补偿层法和键合片法：温度补偿层法一般都会采用LN作为基底，SiO2作为温度补偿层，工作模式为Rayleigh波，即纵波和垂直剪切波(L&SV waves)，优点是机电耦合系数大，缺点是设计和工艺复杂;键合片法一般是LT+Si基板，工作模式为水平剪切波(SH waves)(如图3所示)温度系数小于常规SAW，电性能类似于常规，优点是设计和工艺可借鉴常规SAW，较为简单，但是机电耦合系数比温度补偿层法小。

  左蓝微电子掌握了完整的TC-SAW设计技术和完全自主的全套流程设计的具体方案，通过从谐振器到滤波器精准的模态分析设计，能大幅度提高滤波器的温度性能。对于声表器件，通过自主开发的设计工具，对滤波器的结构参数快速优化，以达到高性能滤波器的指标。

  通过优化验证的谐振器设计，能有效抑制谐波。图4展示了谐振器优化设计效果：

  通过实现优化设计，谐波得到抑制，谐振器的Q值得到了有效提升。某谐振器测试Q值如下：Qs=1269，Qp=1467，Qmax=1765。结果如图5所示：

  通过仿真可以轻松又有效模拟表面温度补偿层厚度对于TCF的影响，从而提出工艺优化的具体实施途径。通过设计仿真和工艺优化相结合，可以制备出具有最佳TCF的TC-SAW滤波器，如图6所示：

  经过精准仿真得到的TC-SAW滤波器，在高低温下具有优良的性能。目前左蓝自主研发的TC-SAW产品经过一直在优化，最优TCF已达-15ppm/0C(如图7所示)，相对于传统器件，同时实现了小尺寸、低插损、高工作频率(0.5GHz-3GHz)等优点，设计出的双工器性能曲线所示，比肩国际一流水平。

  在我国无线宽带战略实施和无线通信终端加快速度进行发展的背景下，左蓝微电子TC-SAW系列新产品的成功研发和批量生产将为5G通信提供多模多频支持，有利于国产高品质、低成本的多模多频移动终端规模化发展，目前，该产品已在高通、MTK和展讯等平成性能验证。国产化TC-SAW的规模化生产，对产业链中射频元件提供商、终端设备提供商、设计厂商和业务运营商等相关业务发展有着极大的推动作用，提升产业技术水平和高端滤波器的自主可控能力，促进产业体系升级。