宙訊微電子宣布在國內(nèi)率先量產(chǎn)固體裝配型體聲波（BAW）濾波器

據(jù)麥姆斯咨詢報(bào)道，南京宙訊微電子科技有限公司（以下簡稱“宙訊微電子”）近日宣布在國內(nèi)率先量產(chǎn)固體裝配型（SMR）體聲波（BAW）濾波器。

一般而言，聲學(xué)濾波器包括聲表面波（SAW）和BAW濾波器，SAW濾波器大部分情況下能滿足2.7 GHz以下濾波器應(yīng)用需求包括第一代（1G）至第三代（3G）移動通信等標(biāo)準(zhǔn)頻段，以及部分第四代（4G）頻段；而BAW濾波器可處理的頻率高達(dá)10GHz，在頻率高于2.0 GHz的4G頻段和5G頻段，與SAW濾波器技術(shù)相比，BAW濾波器的通帶插損小，選擇性高，應(yīng)用更加廣泛。

根據(jù)聲能反射方式和結(jié)構(gòu)的不同，BAW濾波器可分為薄膜體聲波諧振器（FBAR）及固體裝配型（SMR，又稱為固貼型）體聲波諧振器。為了減少體聲波能量的耗散，提高諧振器的品質(zhì)因數(shù)Q，需要在相鄰介質(zhì)中具有最小能量耗散的隔離結(jié)構(gòu)。FBAR的聲學(xué)隔離是通過諧振結(jié)構(gòu)和襯底之間的空氣腔實(shí)現(xiàn)的，而SMR使用布拉格聲反射層將機(jī)械能限制在諧振結(jié)構(gòu)中，布拉格聲反射層由具有受控厚度的高、低聲阻抗材料交替組成。由于聲阻抗失配，聲波在多層堆疊的每個(gè)界面處的反射阻止了機(jī)械能的泄露。

Fig. 1. (a) FBAR型濾波器 (b) SMR型濾波器

得益于空氣具有最低的聲阻抗，F(xiàn)BAR的聲學(xué)隔離效果更好，品質(zhì)因數(shù)Q更高。與此同時(shí)，相比于FBAR型濾波器，SMR型BAW濾波器也具有諸多優(yōu)勢：

a) SMR型濾波器因其結(jié)構(gòu)中有一條導(dǎo)熱通路通向襯底，可通過襯底進(jìn)行散熱，而FBAR濾波器由于諧振器結(jié)構(gòu)里有氣隙，因?yàn)榭諝馐遣涣紵釋?dǎo)體，導(dǎo)熱能力相對較弱，有實(shí)驗(yàn)證實(shí)，使用SMR諧振器結(jié)構(gòu)的器件每瓦發(fā)射功率的溫度只上升20℃，而使用FBAR結(jié)構(gòu)時(shí)，每瓦發(fā)射功率的溫度則上升70℃，因此，SMR濾波器更能滿足系統(tǒng)在大功率和高溫條件下對插入損耗和帶外衰減的要求。

b) FBAR型濾波器的空氣腔結(jié)構(gòu)使得制造工藝更加復(fù)雜，成本更高。SMR型BAW濾波器因?yàn)槠浔旧頌楣虘B(tài)結(jié)構(gòu)，簡化了諸多晶圓制造環(huán)節(jié)和芯片封測步驟。

c) FBAR型濾波器氣腔上方的懸膜結(jié)構(gòu)更加脆弱，往往導(dǎo)致更低的良率和機(jī)械穩(wěn)定性，而SMR型BAW濾波器具有更高的機(jī)械穩(wěn)定性和抗沖擊能力。

d) SMR型BAW濾波器因?yàn)橹C振結(jié)構(gòu)下面第一層為低聲阻抗材料，通常為SiO2,具有正的溫度系數(shù)，而諧振器壓電層和電極層通常為負(fù)的溫度系數(shù)，所以SMR型BAW濾波器天然具有溫度補(bǔ)償?shù)奶匦?，溫漂系?shù)TCF通常介于0 ~ -15ppm/K, 而FBAR型BAW濾波器溫漂系數(shù)TCF通常為-20 ~ -25ppm/K。

Fig. 2. SMR與FBAR濾波器結(jié)構(gòu)的功率和熱量處理對比

宙訊微電子在聲波濾波器領(lǐng)域積累了十余年的研發(fā)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，前期開發(fā)的SAW、FBAR、TC-FBAR等系列濾波器產(chǎn)品在業(yè)內(nèi)廣受好評，并實(shí)現(xiàn)規(guī)模交付。面對當(dāng)前體聲波濾波器領(lǐng)域的新求，公司于近日量產(chǎn)新一代固體裝配型SMR BAW濾波器，該SMR BAW濾波器采用獨(dú)特的布拉格聲反射層設(shè)計(jì)，在滿足濾波器性能要求的前提下，工藝更加簡單，良率更高，成本更低；同時(shí)機(jī)械結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，散熱能力良好，具有很高的可靠性。

Fig. 3. 宙訊微電子SMR型BAW濾波器芯片版圖

Fig. 4. 宙訊微電子SMR型BAW諧振器測試曲線

Fig. 5. 宙訊微電子SMR型BAW濾波器測試曲線

宙訊微電子在南京于2021年建成了7000㎡ 6 英寸SAW/BAW濾波器晶圓制造線和封測線，擁有光刻機(jī)、勻膠顯影機(jī)、高濃度摻鈧氮化鋁（AlScN）薄膜沉積機(jī)、刻蝕機(jī)等全套晶圓制造設(shè)備和封測設(shè)備，年產(chǎn)10億顆濾波器芯片，產(chǎn)能充足。目前已量產(chǎn)的產(chǎn)品包括SAW濾波器和雙工器，F(xiàn)BAR濾波器和TC-FBAR濾波器。宙訊微電子推出的SMR型BAW濾波器產(chǎn)品，標(biāo)志著公司已實(shí)現(xiàn)所有聲濾波器技術(shù)和工藝的開發(fā)和量產(chǎn)，完成了全系列聲濾波器產(chǎn)品的覆蓋。

Fig.6. 宙訊微電子已量產(chǎn)的聲濾波器技術(shù)和產(chǎn)品

Fig. 7. 宙訊微電子南京工廠

Fig. 8. 宙訊微電子凈化車間

隨著宙訊微電子SMR BAW濾波器的發(fā)布，標(biāo)志著宙訊微電子在高性能濾波器領(lǐng)域走到了國際前沿。依托開拓創(chuàng)新的研發(fā)團(tuán)隊(duì)和成熟穩(wěn)定的工藝平臺，宙訊微電子將給客戶交付更加豐富、更高價(jià)值的FBAR和SMR BAW高性能濾波器產(chǎn)品，將繼續(xù)加大研發(fā)投入，以更多創(chuàng)新產(chǎn)品助力客戶前行，助力行業(yè)發(fā)展。

審核編輯：劉清