聲表面波濾波器行業(yè)市場未來發(fā)展趨勢分析及投資規(guī)模評估預(yù)測咨詢

聲表面波濾波器行業(yè)市場未來發(fā)展趨勢分析及投資規(guī)模評估預(yù)測咨詢

1、聲表面波濾波器（含雙工器）的發(fā)展情況和未來趨勢：

（1）濾波器的概念和分類：濾波器是一種選頻器件或芯片，能夠允許信號中特定的頻率成分通過，并極大地衰減或抑制其他頻率成分，是無線通信的射頻前端中必不可少的部分。濾波器產(chǎn)品的主要分類如下：

聲學(xué)濾波器主要分為聲表面波濾波器（SAW Filter）和體聲波濾波器（ BAW Filter）。目前市場上聲表面波濾波器主要包括SAW、TC-SAW，適用頻率范圍較廣；體聲波濾波器主要包括BAW、FBAR，適用于較高的工作頻率。根據(jù)Resonant數(shù)據(jù)，目前SAW、TC-SAW等聲表面波濾波器占聲學(xué)濾波器70%以上的市場份額。

（2）聲表面波濾波器的原理和功能：

1）聲表面波濾波器的原理和特點：聲表面波濾波器是利用壓電基片的壓電效應(yīng)和表面波傳播的物理特性所制成的一種射頻芯片。聲表面波濾波器的工作原理是在輸入端通過壓電效應(yīng)將電信號轉(zhuǎn)為聲信號在介質(zhì)表面上傳播，而在輸出端由逆壓電效應(yīng)將聲信號轉(zhuǎn)為電信號。聲表面波濾波器由壓電基片及其表面的叉指換能器（IDT，Inter digital Transducer）組成。其中，壓電材料是指受到壓力作用在其兩端面會出現(xiàn)電荷的基片；叉指換能器是指壓電基片上交叉排列的金屬電極，分為輸入和輸出換能器。叉指換能器可以直接激勵和接收聲表面波，當(dāng)輸入端輸入電信號時，電信號通過壓電基片的逆壓電效應(yīng)轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，并以聲表面波的形式在基片表面上傳播；當(dāng)聲表面波信號達(dá)到輸出換能器時，再通過壓電基片的壓電效應(yīng)轉(zhuǎn)換為電信號輸出，并通過叉指換能器間的頻率響應(yīng)和脈沖響應(yīng)來實現(xiàn)濾波、延時和傳感等功能。

聲表面波濾波器結(jié)構(gòu)圖分析

聲表面波濾波器具備如下特點：聲表面波濾波器通過調(diào)整叉指換能器的指條寬度、間距、數(shù)量等能夠任意地對信號進(jìn)行裁剪，信號處理過程簡單且靈活；聲表面波濾波器的制作采用半導(dǎo)體平面工藝，因此芯片生產(chǎn)的一致性和重復(fù)性較好，具有規(guī)模效應(yīng)與成本優(yōu)勢。

聲表面波濾波器早期多應(yīng)用于以電視機(jī)為代表的視聽類家電產(chǎn)品，隨著通信產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，90年代后聲表面波濾波器的產(chǎn)量與需求快速上升，并廣泛應(yīng)用于手機(jī)等移動終端設(shè)備。隨著通訊技術(shù)的不斷升級，聲表面波濾波器的應(yīng)用場景也在不斷擴(kuò)寬，技術(shù)上也愈發(fā)呈現(xiàn)小型化、模組化、高頻化、高功率和大帶寬等趨勢。

2）聲表面波濾波器在射頻前端中的功能和價值：聲表面波濾波器是射頻前端中的重要芯片，而射頻前端是實現(xiàn)信號無線連接的關(guān)鍵模塊。移動終端類產(chǎn)品的無線通訊系統(tǒng)主要由天線、射頻前端模塊、射頻收發(fā)模塊、基帶信號處理器等四部分組成。射頻前端能夠?qū)崿F(xiàn)不同頻率的信號在天線和射頻收發(fā)模塊之間發(fā)射和接收。射頻前端包括射頻開關(guān)（Switch）、低噪聲放大器（LNA, Low Noise Amp lifier）、功率放大器（PA, Power Amplifier）、濾波器（Filter）和雙工器（Duplexer）等芯片。

一般4G手機(jī)需要支持約20-30個頻段，如Band5、Band34、Band39、Band40、Band41等，每個頻段一般需要1個發(fā)射通道和2個接收通道。發(fā)射通道路徑為“基帶芯片-射頻收發(fā)模塊-開關(guān)-功率放大器（PA）-濾波器/雙工器-開關(guān)-天線-信號”，接收通道路徑為“信號-天線-開關(guān)-濾波器/雙工器-低噪聲放大器（LNA）-開關(guān)-射頻收發(fā)模塊-基帶芯片”。

4G手機(jī)射頻前端架構(gòu)示意圖分析

通訊行業(yè)經(jīng)歷了從2G到5G的迭代，通訊性能成為無線通訊領(lǐng)域越來越重要的指標(biāo)，手機(jī)、平板電腦、智能家居和可穿戴設(shè)備等的出貨量也在持續(xù)上升，射頻前端及聲表面波濾波器的作用與價值也愈發(fā)突顯。

（3）聲表面波濾波器的市場空間和驅(qū)動因素：

1）聲表面波濾波器的市場空間：目前，濾波器是射頻前端芯片中價值量最高的細(xì)分領(lǐng)域。根據(jù)中金企信統(tǒng)計數(shù)據(jù)，就射頻前端中價值量占比而言，濾波器約占53%，功率放大器約占33%，開關(guān)約占7%，其他約占7%，具體情況如下：

數(shù)據(jù)統(tǒng)計：中金企信國際咨詢

未來，濾波器是射頻前端芯片中市場規(guī)模增長最快的細(xì)分領(lǐng)域。根據(jù)中金企信統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2017年至2023年全球移動終端和WIFI射頻前端芯片市場規(guī)模從150億美元增長至350億美元，復(fù)合增長率為15%；2017年至2023年，全球濾波器市場規(guī)模從80億美元增長至225億美元，復(fù)合增長率為19%，具體情況如下：

數(shù)據(jù)統(tǒng)計：中金企信國際咨詢

2）聲表面波濾波器市場成長的驅(qū)動因素：

①單機(jī)聲表面波濾波器的需求量不斷提升：單機(jī)濾波器的需求量隨著通信制式升級而提升。通信技術(shù)從2G發(fā)展至5G，手機(jī)通信頻段數(shù)目從2G的4個頻段上升到5G的50多個頻段，每新增一個頻段將需要增加相應(yīng)頻段的濾波器，因此頻段數(shù)量的增加將會帶動濾波器市場需求量的增長。高端4G手機(jī)的濾波器用量一般不超過40顆，目前5G手機(jī)發(fā)展尚處早期，單機(jī)的濾波器用量需求超過70顆，相比4G手機(jī)單機(jī)濾波器用量提升80%甚至更多。

②單機(jī)聲表面波濾波器的價值量不斷提升：單機(jī)濾波器的價值量隨著產(chǎn)品技術(shù)升級而提升。在濾波器用量增長但手機(jī)內(nèi)部空間有限的情況下，5G時代的濾波器將會趨向小型化和模組化。濾波器的升級發(fā)展將對其在芯片設(shè)計、制造和封裝測試等方面提出更高要求，從而推動單機(jī)聲表面波濾波器的價值量不斷提升。

由上表可見，手機(jī)通信從2G進(jìn)入5G之后，手機(jī)單機(jī)濾波器價值量從0.5美元提升至12.0美元以上。未來5G手機(jī)將需要實現(xiàn)更復(fù)雜的功能，包括多輸入多輸出（MIMO）、智能天線技術(shù)（如波束成形或分集）、載波聚合（CA）等，濾波器的單機(jī)價值量還將持續(xù)提升。

③聲表面波濾波器的下游應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣：目前聲表面波濾波器主要應(yīng)用在手機(jī)的射頻前端中，并不斷向小基站、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域快速拓展。

手機(jī)是聲表面波濾波器的主要應(yīng)用領(lǐng)域。目前聲表面波濾波器主要應(yīng)用在智能手機(jī)中的通訊（2G至5G）、導(dǎo)航（GPS、北斗等）、WIFI等無線通訊領(lǐng)域。5G時代下，手機(jī)數(shù)量和通訊頻段的增加驅(qū)動聲表面波濾波器需求量的迅速增加。小基站（Small Cell）是一種小型化基站設(shè)備，具有可控性好、智能化和組網(wǎng)靈活等特點。小基站主要專注熱點區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)覆蓋和弱覆蓋區(qū)的信號增強(qiáng)，保障各應(yīng)用場景的網(wǎng)絡(luò)深度覆蓋。小基站需要使用濾波器對信號頻率進(jìn)行選擇過濾，聲表面波濾波器體積小、成本低，與小基站有較好的需求匹配性。伴隨5G商業(yè)化進(jìn)程不斷加快，小型5G小基站建設(shè)規(guī)模將持續(xù)擴(kuò)容，對聲表面波濾波器的需求也將持續(xù)增加。物聯(lián)網(wǎng)（IoT, the Internet of Things）作為互聯(lián)網(wǎng)的延伸和擴(kuò)展，能夠?qū)崿F(xiàn)人與物、物與物之間的信息交換和通信，達(dá)到萬物相連的效果。物聯(lián)網(wǎng)中的設(shè)備在通訊（2G至5G）、導(dǎo)航、WIFI等信號的發(fā)射和接收時均需要使用聲表面波濾波器。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在汽車電子、智能家居、工控醫(yī)療等方面的普及，聲表面波濾波器需求量將得到進(jìn)一步釋放。

隨著通訊技術(shù)的不斷進(jìn)步，聲表面波濾波器的應(yīng)用場景也將不斷拓寬。未來5G通訊將具備高速率、低延時、多連接的特點，無線通信會在更多的新興領(lǐng)域得到應(yīng)用。作為射頻前端的重要芯片，聲表面波濾波器將迎來更廣闊的市場空間。5G技術(shù)的應(yīng)用場景

2、聲表面波諧振器的發(fā)展情況和未來趨勢：諧振器即石英晶體諧振器，指利用石英晶體的壓電效應(yīng)而制成的頻率元件，是涉及計時、控頻等電子設(shè)備的必備基礎(chǔ)元器件。根據(jù)頻率特性，常見的石英晶體諧振器可以分為如下兩類：

上表中聲表面波型的高頻晶體諧振器即為聲表面波諧振器，是利用壓電效應(yīng)和表面波傳播的物理特性所制成的一種射頻芯片，與聲表面波濾波器的結(jié)構(gòu)與工作原理一致。

作為頻率選擇和控制的芯片，諧振器廣泛應(yīng)用于各種電子產(chǎn)品中。聲表面波諧振器主要適用于頻率相對較高的315MHz、433MHz等頻段，應(yīng)用范圍覆蓋汽車遙控、智能家居等領(lǐng)域。隨著未來相關(guān)領(lǐng)域的新增和更新需求的穩(wěn)定增長，聲表面波諧振器亦具有較好的市場前景。

審核編輯 黃昊宇