来源：集微网

集微网报道，在高频化趋势下，智能手机频带间距逐渐缩小，频带隔离难度日益提升，带宽、插入损耗和尺寸等性能要求也进一步提高，这些都对射频滤波器的设计和生产提出了更高的挑战。

另一方面，从2G到5G，智能手机越来越轻薄、电池容量越来越大，智能手机中集成的射频前端器件越来越多，使得手机内部留给射频前端PCB的空间越来越有限，射频前端模块化将成为长期趋势。随着国产射频前端器件不断成熟，小型化可集成的滤波器资源不仅成为模组设计中的稀缺资源，同时也是国产射频前端模组当前最为突出的短板所在。

在这一背景下，滤波器成为国产射频前端从低端分立器件走向中高端模组的破局关键，成立于2016年的杭州左蓝微电子技术有限公司（以下简称“左蓝微电子”）正成为这波模组化浪潮中的先驱。

全类别射频滤波器稳定出货，迈向分立器件和模组化并重

面对5G时代带来的新机会，作为目前国内唯一一家已实现全类别射频滤波器研发的公司，左蓝微电子以中高端产品为重点开发了多个产品系列，分别应对高中低频段不同的需求，包括：常规SAW，中高性能的TC-SAW和高性能的PESAWTM和PEBAWTM。其中的产品种类主要涵盖Rx滤波器、Tx滤波器、双滤波器、双工器和高度集成的射频前端模组等。

凭借出色的技术实力，左蓝微电子的滤波器产品已经通过超百个国内厂商项目测试认证，并持续获得订单实现批量交付，出货量超亿颗。在模组化趋势下，左蓝微电子于2021年成功跨入模组化赛道，在夯实滤波器产品批量出货的基础上，推出了两款集成射频开关和滤波器的分集天线射频链路DiFEM模组产品：SPDM001、SPDM003，这两款产品同时兼具了尺寸小、集成度高、性能强、可靠性稳定等优点。

据左蓝微电子销售负责人Bruce介绍， 左蓝微电子SPDM001分集接收模组采用LGA封装，封装尺寸为3.2mm*3.0mm，采用标准的MIPI-RFFE V2.0通信协议，支持WCDMA/LTE网络频段B1,B2,B3,B8,B26,B40,B41，并支持B1+B3下行载波聚合。同时模组内部集成了4个AUX路径，支持客户依据系统需求进行频段的扩展，广泛应用于4G/5G智能手机、智能穿戴设备和模块产品。

图：分集模组SPDM001

SPDM003分集接收模组同样采用LGA封装，封装尺寸为3.7mm*3.2mm，采用标准的MIPI-RFFE V2.0通信协议。模组内部集成了双天线口开关，支持WCDMA/LTE网络频段B1,B3,B7,B8,B26,B34,B39,B40,B41，并支持B1+B3+B7/40/41,B34+B39+B41,B7+B40以及MHB+LB载波聚合。同时模组内部集成了4个LB_AUX以及3个MHB_AUX路径，支持客户依据系统需求进行频段的扩展，可满足4G/5G中高端智能手机和模块类产品的应用需求。

图：分集模组SPDM003

值得一提的是，SPDM001和SPDM003均采用了WLP SAW封装。目前SAW滤波器主要使用的封装工艺包括晶圆级封装（WLP）和芯片级封装（CSP），其中CSP封装的尺寸较大，可集成部分匹配，能够对滤波器晶圆形成保护，同时对模组的封装工艺要求较低，具有一定的成本优势。“而相比之下，WLP封装能够实现更小的尺寸，可与PA、LNA等进行联合设计，可实现多滤波器的晶圆级整合，在与模组内其他模块的设计中具有优势，是未来模组内滤波器的发展方向。”Bruce说道。

在Bruce看来，左蓝微电子在模组化产品方面具备着三大优势：

首先是具备多样化的设计能力。一方面，左蓝的模组设计以公司丰富的常规SAW、TC-SAW、PESAWTM和PEBAWTM滤波器产品线为基础，可针对客户的不同频段和性能需求灵活选择最佳设计方案，例如采用常规SAW可满足低成本需求，采用其余高性能技术路线的滤波器则能给客户带来更好的插损、温度系数、载波聚合等性能指标。

另一方面，左蓝专业的“模组+声表协同”的设计模式，可有效减少滤波器和模组内其他器件的匹配损耗，有效缩短产品设计迭代的周期，并实现空间的最大化利用。模组中涉及的滤波器、双工器等产品均有完全自主的知识产权，已申请相应的专利和集成电路布图设计。

其次，左蓝具备完善的仿真、测试设计流程。在设计前期通过精准的仿真模型和方法，能够迅速准确地预估器件特性，加快研发速度，降低设计错误率和修改设计成本。成品则通过全面的测试和可靠性验证，确保产品的电性能和品质可靠性达到客户需求。

另外，左蓝具备稳定的产品良率。在制造环节，左蓝现有的模组产品均采用成熟的WLP SAW工艺，能带来稳定可靠的质量保证；匹配电路均使用高Q值的SMD元件，与基板中集成匹配元件相比，能为模组提供更低功耗的射频特性和稳定性(高频插损能提升约0.3dB)；依靠国内外头部代工厂稳定的流片制造和封测能力，产品前道流片baseline良率在98%以上，后道封装baseline良率在95%以上。在模组合作伙伴方面，模组中的射频开关等器件由国内知名厂商提供，具有成熟稳定的设计制造能力，例如射频开关的良率一般可以达到99%以上。成熟稳定的制造、封测及模组紧密的合作伙伴决定了左蓝模组产品的高一致性和可靠性。

图：SAW代工流片良率

据集微网了解，上述两款最新的DiFEM模组已经在多款客户终端项目中进行测试，很快将实现大批量出货。“这是左蓝规划的六款模组产品中的前两款，下一步则在LFEM、PAMiD等方面进行了规划，计划近两年内会推出相关产品。”Bruce进一步表示，“中高频的多工器就连日系厂商做的也不是很好，因此国内厂商近两三年在中高频PAMiD模组上机会不大。但是在低频PAMiD模组上机会很大，国内在PA等配套器件上更为成熟，因此左蓝的策略是先做好低频PAMiD模组所需的滤波器和双工器，这也是左蓝根据国内行业现状选择的突破点。”

滤波器成国产射频前端模组化掣肘，中高端之路如何走？

随着5G智能手机普及，旗舰机型的射频前端方案主要采用Phase7L和Phase 7LE构架，分集和主集都以模块化产品为主，分立式的器件较少。5G中低端的射频前端方案主要采用Phase5N构架，接收端以分集模组为主，发射端以分立的滤波器和双工器为主，器件的小型化应用越来越广泛。市场研究机构Yole预测，2025年射频前端模组市场规模将达到162亿美元，约占射频前端市场总容量的69%，其中分集接收模组市场规模将达到45.72亿美元，年均复合增长率达到13%。

我国射频前端芯片厂商依然在起步阶段，市场话语权有限，但在中美贸易战后对国产芯片的需求持续增长，国内供应链厂商有望迎来重大发展机遇。与此同时，在国际巨头把持的射频前端市场，模组化已经成为了未来竞争主场，国产的PA、LNA、开关、天线等均已发展得较为成熟，唯独滤波器、双工器和多工器等成为国产化能力较弱的短板。

“纵观国内射频前端市场，在全球市场已经走向集成化、模组化的趋势下，国内市场仍以分立器件为主，各细分市场同质化严重，多数在中低端争抢市场，亟需升级。尤其国内在先进滤波器技术和工艺、模组化能力上普遍不强。”Bruce指出，“部分射频前端市场甚至已经从‘国产替代’走向‘替代国产’，但仅靠低价替代并不够，必须有能力提供与国外产品性能水平媲美的产品才能真正从市场竞争中胜出。从中低端产品起步，在5G窗口期迈向高端，成为国内厂商突围的发展路径，也是左蓝的选择。”

对于当前的射频前端模组设计，国产厂商的挑战主要体现在设计和制造两方面。在设计方面，需要提高PA、LNA、开关、滤波器等各类器件的性能，争取达到国外厂商的同类产品水平，尤其是高品质滤波器，在实现高可靠性和一致性量产能力的同时，在模组设计上也需要强大的系统设计能力，从而实现各个功能模块的有机整合；在制造方面，国际主流射频前端厂商都是IDM企业，而国内厂商以fabless为主，在通过制造工艺来提高产品性能方面天然处于劣势。

“国产射频前端的差距在于设计人才严重不足，基础材料和声学理论研究落后；钽酸锂、铌酸锂等压电材料，晶圆级陶瓷基板等滤波器制造材料产业链基础薄弱；制造工艺管控、生产管理水平较差，使得产品良率较低、产品批次一致性较差。”Bruce强调，“我们在模组化的道路上，实现pin-to-pin的追赶是第一步，打通供应链并实现客户端的项目起量是生存下来的先决条件。第二步是射频前端厂商、手机原厂等产业链上下游直接进行技术沟通，实现模组的定义，这样才能在某些产品上逐步实现赶超。”

展望未来，左蓝计划分成三个不同阶段进行发力：

短期内通过产品的多样化和系列化增强公司的综合市场竞争力，在产品品质、客户群等方面形成公司核心技术的控制力。继续深耕系列产品的技术和工艺，积极扩大分集模组产品系列。

射频滤波器为了最大化的保证最优设计结果，国外龙头企业多采用IDM模式，最大程度地保障器件设计、材料制备、晶圆及基板制造、封装和可靠性测试等各环节的能力以提高产品性能。左蓝未来也将朝着这个方向迈进，目前由于国内没有成熟的封测代工厂，公司已经投入了数千万元建设后道封测产线。前道则与代工厂以长期合约的形式进行深度绑定，未来不排除建立自己的前道产线，这些更能适应未来模组定制化的特性。

预计未来国内5G必将从sub-6GHz演进到毫米波，这将使射频前端市场产生大变局，届时射频前端模组对滤波器的需求预计也将转向集成化技术。例如边缘可能采用SAW或BAW滤波器，中间大带宽部分则采用LTCC或IPD技术等进行集成。毫米波5G的天线比现在更小，会直接集成到模组中，高频率、大带宽对射频前端模组的挑战更高。在这种趋势下，整个射频前端市场将会迎来巨变，所有技术都会革新到另一个层级，预计数年内就将迎来转变，所以现在就要做好前瞻布局。

结语

“随着模组化进程加快，相信三五年之内头部的企业会横向整合在一起，而且已经有国内龙头在进行。左蓝一直保持开放合作的态度，会把产业链各方优势整合在一起，也不排除通过并购的方式强强联合。”Bruce表示。

相信未来5G应用范围将不仅局限于智能手机领域，在物联网、汽车电子、远程医疗等领域的普及将推动射频前端需求量的急速增长。国产射频前端厂商也将在这个大变局下迈入成长新阶段，迎来新的发展机遇。