公眾號記得加星標??，第一時間看推送不會錯過。

來源：內容編譯自eenewseurope。

村田制作所正在大規模生產和運送其聲稱的第一款采用 XBAR 技術的高頻濾波器。

該高頻濾波器融合了村田制作所專有的表面聲波 (SAW) 濾波器技術及其子公司 Resonant Inc. 的 XBAR 技術。這種獨特的組合能夠提取所需信號，同時實現低插入損耗和高衰減。這些特性對于包括 5G、Wi-Fi 6E、Wi-Fi 7 和新興 6G 技術在內的最新無線技術至關重要。

隨著 5G 的廣泛部署以及 6G 的未來發展，對可靠高頻通信的需求持續增長。與此同時，Wi-Fi 6E 和 Wi-Fi 7 等無線局域網 (WLAN) 標準正在向更高頻率領域擴展，以適應超高速數據速率。這些應用中使用的濾波器必須應對關鍵挑戰，例如防止帶外干擾、最大限度地提高系統電池性能以及滿足嚴格的空間限制。使用低溫共燒陶瓷 (LTCC) 或傳統體聲波 (BAW) 濾波器的傳統方法在這些性能方面往往存在不足。

新型XBAR濾波器克服了這些局限性，在保持寬帶寬和低信號損耗的同時實現了高衰減性能。XBAR結構本身利用梳狀電極和壓電單晶薄膜激發體聲波，實現了超越傳統濾波器結構的性能。即使在3 GHz以上的頻段，它也能有效消除高頻干擾，從而改善信號檢測并提高性能，這對于高速、大容量、高質量的無線通信至關重要。

關鍵性能參數包括5150至7125 MHz的通帶、2.2 dB的典型插入損耗和17 dB的典型回波損耗。典型衰減值在4800至5000 MHz時為11 dB，在3300至4800 MHz時為28 dB，在7737至8237 MHz時為27 dB，在10300至14250 MHz時為26 dB。

新型濾波器專為具有嵌入式無線功能的設備而設計，包括智能手機、可穿戴設備、筆記本電腦和通信網關，可提供性能和成本效率的最佳平衡。

XBAR，村田不再孤單

自 20 世紀 90 年代以來，聲學濾波器行業已分為兩大主要技術：用于低頻段的表面聲波 (SAW) 濾波器和用于高頻段的體聲波 (BAW) 濾波器。該市場及相關參與者均已成熟，其產品、技術和專有技術受到龐大而強大的知識產權 (IP) 組合的保護。村田制作所 (Murata) 和思佳訊 (Skyworks) 在 SAW IP 領域處于領先地位，而博通 (Broadcom) 則在 BAW IP 領域處于領先地位。移動電話服務和網絡的擴展推動了對更寬、更高頻段的需求。例如，5G 應用需要 6GHz 以下頻率范圍（例如 3.3–3.8 GHz (B78)、3.3–4.2 GHz (B77)、4.4–5.0 GHz (B79)）以及毫米波頻段（例如 24.25–29.5 GHz (B257、B258、B261)、37–40 GHz (B260)）。雖然達到更高頻率是挑戰的一部分，但另一部分是提供不僅能在更高頻率下工作，還能提供更寬絕對和相對帶寬的濾波器。

目前，SAW 和 BAW 器件滿足 3GHz 以下頻段的要求。然而，當涉及到 3-5 GHz 范圍時，會出現許多問題。SAW 器件需要越來越窄的電極，這會導致更高的損耗、更低的功率處理以及更昂貴的光刻成本。同樣，BAW 器件具有相對較小的壓電耦合，并且缺乏支持所需更寬帶寬的能力。因此，能夠滿足 3 GHz 以上損耗、功率和帶寬需求的新型聲波濾波器解決方案將極具吸引力。

為了克服這些限制，參與者正在尋找新技術。根據我們的專利分析，解決方案包括開發采用 ScAlN 或 Sc 摻雜 AlN 壓電薄膜的 BAW，以增強電聲耦合特性，或者轉向橫向激勵 BAW (LBAW) 技術。LBAW 器件利用縱向體聲波實現諧振，可以滿足高頻和大帶寬濾波器的要求。此外，除了技術因素外，LBAW 技術的一大優勢是該領域的現有技術非常少，因此參與者有潛力在不面臨激烈競爭的情況下開發、強化和評估其知識產權。

直到 2020 年，橫向激勵體聲波 (BAW) 器件幾乎完全由 Resonant 開發并獲得專利（芬蘭 VTT 技術研究中心在 2018 年至 2019 年期間提交了 3 項專利）。自 2018 年以來，Resonant 已提交了 50 多個專利族（發明），并開發了與其 LBAW 技術 XBAR?相關的強大知識產權組合。該知識產權支持并保護了 Resonant 獨特的市場和技術方法。自 2022 年村田制作所收購 Resonant 以來，該知識產權為村田制作所提供了強有力的支持，并鞏固了其在 5G 高頻段濾波器開發中的地位。

然而，這一知識產權地位已不再獨一無二，因為在過去兩年中，已有多家公司提交了 LBAW 技術專利申請。盡管與村田制作所相比，Resonant 的專利活動仍然較低，但這表明其他公司的興趣和研發力度正在不斷增加。目前，IP競爭主要來自深圳飛驤科技股份有限公司、武漢大學、杭州左藍微電子技術有限公司、銳石創芯等中國企業，以及Skyworks、德州儀器等美國企業。

知識產權持有者也增加了與濾波器架構相關的專利申請活動。與其他聲波濾波器一樣，一項關鍵策略是控制供應鏈的多個環節。村田制作所及其競爭對手對LBAW技術采取了相同的策略，并已提交了將其集成到濾波器模塊或梯形濾波器中的專利申請（專利號：US20230134889、US20220337224、CN116072553、US20210273631）。

與 BAW 一樣，LBAW 可分為兩種主要設計：XBAR?（橫向激勵體聲波諧振器 - 圖 2 左）和 SMR LBAW（固裝 LBAW - 圖 2 右）。

Resonant 公司專有的 XBAR 技術是最常見的 LBAW 技術，它將叉指電極 (IDT) 與 MEMS 工藝相結合，蝕刻基板背面。根據 Knowmade 的專利分析，盡管村田制作所擁有龐大的專利組合且具有潛在的攻擊性，但 XBAR 目前是中國 LBAW 專利持有者首選的技術。

村田制作所和 VTT 是兩家擁有全球知識產權戰略的廠商。尤其是村田制作所，其 26 項 LBAW 相關發明在中國獲得了保護。相反，中國廠商大多采取了國家知識產權戰略。迄今為止，除一項例外（Lansus Technology 的 PCT 申請 WO2023/071516）外，中國 LBAW 相關專利尚未在中國境外獲得保護。然而，在知識產權戰的背景下，中國企業可以利用其專利來限制或規范村田制作所進入中國市場。除中國市場外，由于 VTT 和 Skyworks 的專利保護，村田制作所還可能在美國、歐洲和日本面臨知識產權競爭。

最近的專利證明了其在IDT開發方面投入的巨大努力。村田制作所尤其如此，該公司正在利用其在SAW IDT開發方面的豐富專業知識和背景，將其轉移到XBAR設計中。這背后的一個挑戰是降低較大的通帶紋波。另一個問題是為XBAR器件提供更好的散熱性能（例如，專利US20230120844、US20230006129、US20220149807）。最后，母線設計（即位置、制造工藝等）也是XBAR技術開發的一個課題（參見專利US20220263494、CN115694403、US20230111410）。

固裝式LBAW較為少見。這種方法最早出現在芬蘭VTT技術研究中心2018年的專利（US10630256）中。與SMR BAW類似，在基板和壓電層之間沉積一個聲反射器，以將聲波限制在有源層內。Skyworks最近在其兩項專利US11463065和US11552614中聲明了這種設計。這種SMR LBAW設計的優勢在于無需蝕刻和添加停止層，并且通過精心設計基板和壓電材料之間的反射器和中間層，可以更好地控制散熱。另一個好處是，通過使用SMR LBAW，廠商可以避開村田制作所（Murata）的知識產權（IP），并受益于更多的IP空白區，從而增強其專利組合。

體聲波 (BAW) 領域的專利申請競爭激烈，各方都在努力尋求最佳方式來開發和保護自身技術，而 LBAW 技術則提供了一條充滿希望的新途徑。目前僅有 200 項發明申請了 LBAW，因此仍有充足的空間供各方進入專利領域，構建強大且有價值的知識產權組合。然而，如果專利申請動態和新參與者的加入繼續保持這種速度，這些空間很快就會被填滿，競爭將與體聲波一樣激烈。時間緊迫！

https://www.eenewseurope.com/en/first-hf-filter-using-xbar-targets-for-5g-wi-fi-7-and-6g/

https://www.knowmade.com/technology-news/press-release/lbaw-filter-the-underdog-that-attracts-more-and-more-interest/

*免責聲明：本文由作者原創。文章內容系作者個人觀點，半導體行業觀察轉載僅為了傳達一種不同的觀點，不代表半導體行業觀察對該觀點贊同或支持，如果有任何異議，歡迎聯系半導體行業觀察。

今天是《半導體行業觀察》為您分享的第4090期內容，歡迎關注。

加星標??第一時間看推送，小號防走丟

求推薦