近日,武漢敏聲新技術有限公司(以下簡稱“武漢敏聲”)宣布,公司已經完成WiFi2.4、B40、B41等氮化鋁(AlN)薄膜FBAR濾波器產品的主要研發工作,預計在2022年年底實現量產出貨。同時,武漢敏聲主攻5G新產品,在國內率先打通高鈧摻雜氮化鋁(ScAlN)全流程工藝,成功研發出適用于N77、N79等5G頻段的BAW濾波器。公司技術團隊克服高鈧摻雜薄膜成分析出和相分離的技術挑戰,掌握鈧摻雜氮化鋁晶體C軸高擇優取向薄膜沉積制備方法,突破了高鈧氮化鋁薄膜刻蝕不均勻、速率慢等工藝難點。
8英寸氮化鋁(AlN)和鈧摻雜氮化鋁(ScAlN)濾波器晶圓
高鈧摻雜氮化鋁(ScAlN)薄膜微觀結構高分辨透射顯微鏡圖
作為一家快速成長的高科技公司,武漢敏聲在不到一年的時間里就研發出門檻極高的BAW濾波器,歸功于公司優秀的產品研發團隊。武漢敏聲擁有一支以14名國際知名業內專家為核心的強大研發團隊,面對海外巨頭的技術封鎖,公司堅持走獨立自主的技術路線,建設具有自主知識產權的設計制程體系,掌握了高端濾波器的制造技術。公司團隊已申請發明專利134項,已授權專利35項,涵蓋了結構設計、工藝制程、電子封裝、單片集成等領域,建立了多維度多角度的專利壁壘。
武漢敏聲的WiFi 2.4GHz和B40等產品指標達到商業使用水平,其帶內最低插損已達到1.5dB以下,帶外抑制超過30dB,產品尺寸為1.1mm x 0.9mm。插損值越小意味著信號的損耗越小,可以減小設備的能量消耗,同時提高信號的接收靈敏度并增加設備通信距離;帶外抑制越大則意味著對干擾信號的過濾能力越強,過濾后的信號越純凈,產品的用戶體驗越好。
在成熟的設計制程體系支撐下,武漢敏聲首次流片的N77(3400 ~ 3600 MHz)BAW濾波器,具有帶內插損小于2 dB,帶寬200 MHz,帶外抑制超過30 dB的出色性能。相關產品經過后續優化和封裝后,產品性能指標將達到國內同類產品領先水平。
高鈧摻雜氮化鋁(ScAlN)的5G濾波器N77的晶圓測試數據
除了傳統的FBAR產品外,公司自主研發的下一代PBAR產品擁有全新的設計和工藝,除了具有FBAR產品低插損、高抑制的優勢外,還可以工作在更高頻段(5 GHz以上),獲得更大帶寬(500 MHz以上),在6 GHz高頻下機電耦合系數已經超過20%,將把濾波器產品的性能提升到一個新水平。
PBAR產品結構圖
高機電耦合系數(Kt2)值諧振器
截至2021年底,武漢敏聲已經累計獲得數億元投資。作為國內少數濾波器IDM廠家之一,武漢敏聲正在積極建設專有產線。在2021年8月,武漢敏聲和全球排名領先的MEMS代工廠-北京賽微電子股份有限公司(以下簡稱“北京賽微”),就共建8英寸射頻濾波器生產線簽署了戰略合作協議。雙方決定共同投入工藝設備,分工合作,建立國內領先的專用射頻濾波器生產線。憑借武漢敏聲獨有的設備及工藝技術能力,結合北京賽微成熟的生產運營經驗,8英寸射頻濾波器生產線的建設,將加速高端濾波器在國內大規模量產的進程。預計2022年底,北京產線將實現通線并達到約2000片/月產能。
隨著以5G和WiFi 6為代表的無線通信技術不斷發展,5G手機、WiFi 6路由器、物聯網產品等新設備涌入市場,推動著射頻濾波器市場規模的持續提升。據估計,2025年射頻前端市場規模將超過250億美元,其中濾波器市場的規模將超過百億美元。全球約95%的射頻前端市場被美日廠商壟斷,我國每年有高達90%的射頻前端進口需求。濾波器行業屬于技術、資本密集型行業,門檻高,人才缺口大。尤其以BAW濾波器為例,其結構復雜,制造過程涉及多種材料,多步工藝,對產品設計經驗,工藝制程以及專利布局要求極高,國際上只有少數IDM廠家具備穩定的產品供貨能力。
長風破浪會有時,直掛云帆濟滄海。隨著中國成為全球最重要的智能手機市場,射頻前端核心元器件的國產替代需求日益顯著。作為國產BAW濾波器的代表廠家,武漢敏聲擁有完整的IDM團隊,專業的芯片設計應用專家,以及具有豐富經驗的工藝制程技術專家,必將率先實現高端濾波器國產替代,為我國高端濾波器的突破發展貢獻力量。