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智能移动终端用声表面波滤波器

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智能移动终端用声表面波滤波器

【技术领域】新一代信息技术

【技术开发单位】中国电子科技集团公司第二十六研究所

【技术概述】本技术主要研究在4G网络制式中的移动终端用声表面波滤波器,尤其是智能手机中滤波器产品。移动终端用声表面波滤波器是当今智能手机中关键信息处理器件,滤波器频率已由当初的几百兆发展到现在的几GHz,我国第三代移动通讯的使用频率在2.2GHz,4G网络使用频率在2.5GHz左右。为了实现高质量的语音和数据服务,手机对移动终端用滤波器的电性能指标、可靠性以及尺寸的要求也越来越严格。

中国电科26所是国内最早从事声表面波技术研究的专业研究所,“十二五”期间,突破多项声表面波滤波器设计工艺的核心技术,为陆基相控阵雷达、空警/海警系列预警机、XXX系列大型驱逐舰等国家重要工程实现了配套,为国防现代化事业做出巨大贡献。近两年,为了实现深度军民融合的战略目标,中国电科26所瞄准智能手机这一庞大的消费市场,以积累多年的军工技术为基础,迅速突破声电磁协同设计平台及分析技术、移动终端用SAW滤波器/双工器设计技术、高耐受功率多层复合薄膜、长阵列深亚微米指条制作及批产工艺技术等关键技术,研制出多款移动终端用滤波器并实现商用,2016年底已经实现智能移动终端用声表面波滤波器的批量供货。

【技术指标】开发应用于智能移动终端用的高性能SAW关键材料和器件,建立相应规模化生产线。

4G LTE用声表面波滤波器

① 中心频率:800-2.6GHz;

② 带宽≥100MHz;

③ 插入损耗≤2.8dB;

④ 近端关键带外抑制>30dB;

⑤ 功率耐受能力:≥29dBm

⑥ 封装尺寸:1.8×1.4×0.7mm³,1.4×1.1×0.7mm³,1.1×0.9×0.7mm³,

【技术特点】该技术在以下四个方面取得突破:

1、声表面波压电衬底材料与制备技术,以期获得高机电耦合系数的压电材料(>20%),并大幅降低这些材料的成本。

2、声表面波换能器材料与制备关键技术,以期获得耐高功率叉指换能器、低温度补偿薄膜和超高频滤波器。

3、倒装焊射频声表滤波器封装技术,研究基板的强度、热膨胀系数和可加工性对器件的稳定性、封装成功率、封装效率的影响,以及封装工艺条件对器件密封性、器件的性能影响。

4、形成量产移动终端用高性能声表面波滤波器产业化基地,该基地集成集成衬底材料、叉指换能器、器件设计技术与制备技术,突破植球、切割、封装、贴片等产业化技术,发展器件制备过程监控和测试技术。

【先进程度】国内领先 

【技术状态】批量生产、成熟应用阶段

【适用范围】 移动通讯、移动智能终端、声表面波滤波器

【合作方式】

(1)投资需求

中国电科26所拥有国内领先4英寸,0.28微米声表面波工艺线,掌握智能终端用声表面波滤波器产品制作加工的全套工艺,目前月产能达到8000片/月。为满足国内市场需求,现寻求投资扩大产能在现有厂房中对智能终端声表面波滤波器生产线产能升级,扩展到2万片/月,资金需求2亿元,用于购买高精度步进式曝光机,高均匀性成膜系统等设备,实施周期12个月;

(2)合作开发

市场合作:可与熟悉智能终端市场,特别是射频元器件的供货商,渠道商开展合作,开拓国内外市场。

(3)技术合作:为了应对未来智能手机射频前端高集成化及定制化发展需求,寻求与天线、功率放大器、开关、低噪声放大器等厂商及控股股东展开合作,共同开展智能终端用射频模组及功放模组开发。

【预期效益】本产品主要用于智能手机中,在无线信号传播过程中,用于滤除不必要频率信号的干扰,是保证通信质量的关键器件。随着4G移动网络的普及,智能终端中需要支持的频段越来越多,需要用到的滤波器数量也越来越多,全网通制式手机中滤波器数量达到30-40只。而在未来的3-5年,随着5G频段的增加,市场对终端滤波器需求仍会处于一个高速增长的态势,权威机构预测,整个滤波器的增长大概在30%以上,单机使用的射频滤波器数量将达到80个以上,未来可能甚至还会超过100个,单机价值量将达到12美元以上。到2020年全球滤波器市场的规模将由目前的200亿只/年达到500亿只/年,产值由50亿美金增加到130亿美金。中国是世界上生产手机数量最多的国家,2016年手机产量达到17亿部,但目前国内没有一家厂家能够提供此类滤波器产品,导致国内手机厂家每年从国外采购滤波器产品达到150亿只以上,花费约200亿元,而且在国外滤波器厂家产能饱和时,经常会遇到缺货的困境。中国电科26所是国内最早从事声表面波技术研发的单位,是目前全世界声表面波产品门类最全的单位。本项目涉及的声表面波滤波器产品技术指标满足智能终端使用要求,与国外产品水平相当,具有极大的推广价值,随着产能的提升将极大的解决目前国内手机厂商滤波器类关键元器件的供货困境,打破国外垄断,带来极大的社会效益与经济效益,投资完成后达到月产2万片产能,预计可带来6-8亿元销售收入,利润可达10%-15%。


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