前不久賽微電子發布消息稱BAW濾波器實現量產，這個看似平平無奇的進展實則是解決了5G卡脖子的重要一環，實現了射頻元件的國產化量產。

不論是4G還是5G，都離不開射頻芯片，它們是一種將無線電信號通信轉換成一定的無線電信號波形，并通過天線諧振發送出去的一個電子元器件。

射頻芯片涵蓋內容很廣，包括功率放大器（PA：Power Amplifier）、低噪聲放大器（LNA：Low Noise Amplifier）、天線開關（Switch）、濾波器（Filter）、雙工器(Duplexer 和 Diplexer)等。

濾波器就是其中的關鍵之一，又可以分為聲表面波濾波器（Surface Acoustic Wave，SAW）和體聲波濾波器（Bulk Acoustic Wave，BAW）兩大類。

BAW濾波器在5G時代尤其重要，但在這個市場上美國2家公司幾乎壟斷了市場，其中博通市占率達到87%，Qorvo占據8%的市場份額，兩家合計95%的份額，其他廠商此前是沒法競爭的。


BAW濾波器的重要性

從前，BAW濾波器這個關鍵器件鮮為人知，因其主要應用于射頻芯片，未引起普遍關注。然而，隨著5G時代的到來，BAW濾波器卻變得愈發重要，特別是對于2GHz以上頻段的信號處理。它不僅提高了移動通信信號的抗干擾和信噪比，還為高頻頻段的5G、6G技術的發展提供了關鍵支持。曾有我國一家科技企業的5G手機因缺乏BAW濾波器而無法支持5G網絡，原因就在于該行業完全被美國壟斷，博通和Qorvo等美國公司獨占市場。

業內專家指出，隨著5G技術的商用，5G手機所需的BAW濾波器數量將超過70個，而相比之下，4G手機僅需20-40個。由于5G手機所需的BAW濾波器具有更高的價值，未來6G技術將采用更高頻段，這也將使得BAW濾波器的價值進一步提升。中國在BAW濾波器領域的自主研發，可謂是國產芯片技術的又一次重大進步。

然而現在，武漢敏聲和北京賽微電子攜手合作，終于打破了這一壟斷。他們共建的國內第一條BAW濾波器MEMS芯片生產線正式通線，進入量產階段。最為引人矚目的是，武漢敏聲研發的BAW濾波器擁有完全自主的知識產權，獲得了108項授權專利，徹底繞開了美國在BAW濾波器領域的專利壟斷。

而隨著6G技術的到來，頻段更高，BAW濾波器的價值將進一步提升。中國的自主研發和創新能力使得國產芯片在市場上獲得更多機遇，其發展勢頭不可阻擋。

國產射頻芯片大突破

5G通信作為一個備受關注的話題，已經在全球范圍內引起了廣泛的討論。隨著5G技術的發展，射頻芯片逐漸成為人們關注的焦點。過去人們對手機的關注主要集中在CPU、GPU、基帶和屏幕等方面，但隨著5G時代的到來，射頻芯片在實現5G通信功能方面發揮著舉足輕重的作用。

為了滿足5G通信的需求，手機必須能夠與基站進行高效的無線通信。射頻芯片是手機實現通信功能的基石，它負責收發無線電磁波。在5G時代，相比4G，性能指標有了顯著提升，手機速率可以達到千兆級甚至萬兆級。然而，實現如此高速率的傳輸也帶來了一系列挑戰。5G手機需要支持更多的頻段組合、更多的天線和射頻通道，導致射頻芯片數量翻倍甚至更多。同時，手機的厚度和重量也不能增加，功耗也不能增加，這使得射頻芯片在5G通信中扮演著至關重要的角色。

除了濾波器，射頻功率放大器也是射頻前端不可或缺的組件。PA將調制振蕩電路產生的小功率射頻信號放大，影響著手機的通信距離、信號質量以及待機時間。目前，全球PA市場的領軍廠商依舊是美國的Skyworks、Broadcom和Qorvo等。隨著5G時代的到來，對射頻PA的需求將進一步增加，對國產射頻PA是機遇與挑戰并存。

在全球范圍內，5G芯片市場的現狀和前景各有不同。美國是較早推出5G服務的國家，目前美國的射頻芯片制造技術領先全球。歐洲的5G進度相對滯后，但隨著歐洲運營商逐漸從疫情的影響中走出，對5G的投資也會逐步增加。而中國一直在大力支持5G毫米波產業的發展，射頻芯片的需求持續旺盛。

國內射頻芯片領域也在不斷取得進展。科研機構在壓電材料和氧化鎵半導體材料的研究方面取得了積極進展，為國產射頻濾波器的發展提供了技術支持。同時，國內企業也在射頻芯片產品的研發上取得了一系列成果，如200MHz寬帶射頻收發器芯片B20和GC080X系列SDR射頻收發機芯片等。企業如卓勝微等也在不斷加強供應鏈把控能力，努力向國際一流射頻廠商靠攏。


中國芯片產業鏈各環節的發展和變化

下面就從半導體設備、芯片設計和制造等環節入手，看一看近半年來中國本土相關企業和產品取得的進步，以及存在的問題和不足之處。

首先看半導體設備。

根據中國本土晶圓廠設備采購數據進行統計，結果顯示，截至6月，去膠設備國產化率達到 90%以上，代表廠商是屹唐半導體；清洗設備國產化率約為58%，代表廠商是盛美、北方華創和至純科技；刻蝕設備國產化率約為44%，代表廠商是中微公司、北方華創和屹唐半導體；CMP設備國產化率為32%，代表廠商是華海清科；熱處理設備國產化率約為25%，代表廠商是北方華創和屹唐半導體；CVD設備國產化率為29%，代表廠商是北方華創和拓荊科技；PVD 設備國產化率為 10%；涂膠顯影設備國產化率為29%，代表廠商是芯源微；離子注入機國產化率為7%，代表廠商是萬業企業（凱世通）；量測設備國產化率為4%，代表廠商是精測電子。此外，28nm制程光刻設備也實現了零的突破。

從半導體設備招投標情況來看，今年6月，可統計中標設備數共計21臺，同比增長65.63%，其中，薄膜沉積設備3臺，輔助設備12臺，檢測設備4臺，刻蝕設備1臺，真空設備1臺。6月，北方華創、正帆科技、上海精測、武漢精測、上海微電子都有設備中標。

上半年1-6月，可統計設備中標數共計254臺，同比下降37.90%，其中，薄膜沉積設備中標38臺，同比增長80.95%，輔助設備16臺，同比減少60.98%，高溫燒結設備17臺，同比增長112.50%，光刻設備1臺，同比持平，檢測設備139臺，同比減少33.18%，刻蝕設備21臺，同比減少61.11%，拋光設備3臺，同比減少40.00%，清洗設備1臺，熱處理設備12臺，同比減少7.69%，真空設備4臺，同比增長33.33%。

總體來看，半導體設備的國產化率依然偏低，且由于上半年芯片市場很低迷，晶圓廠產能利用率不足，導致采購設備意愿不足，國產設備中標數量同比呈下降態勢，不知道這種狀況在下半年會不會明顯好轉。

下面看一下芯片設計。

相對于在芯片制造方面與國際先進水平存在的差距，中國芯片設計能力并不弱，也一直在進步。中國芯片設計企業與國際大廠之間的差距，主要體現在對EDA工具、IP和制程工藝的依賴程度，例如，使用同樣一款較為先進的EDA工具，國際大廠都夠在18個月內設計出一款較為成熟的7nm芯片，且能取得較高的流片成功率，而中國排名靠前的設計公司，使用同樣的工具，只能設計出14nm的芯片，且流片成功率與國際先進大廠之間也存在差距。

在提升設計水平，積累更多設計know-how認知方面，中國本土設計公司一直在努力。與此同時，本土芯片采購企業將更多的訂單給到了本土芯片公司，使得中國芯片設計公司有了更多在市場上歷練的機會，這對于磨練設計水平很有幫助。

IP方面，受美國限制政策影響，國外高端IP進口到中國大陸市場的難度越來越大，國內IP短板在這種形勢下凸顯出來，同時也激發了中國本土半導體IP企業的發展動力，一批新勢力涌現出來。

高速SerDes接口IP已成為以數據中心為代表的HPC應用的關鍵，這方面的本土代表企業是芯動科技，該公司可提供16/32/56/64Gbps多標準SerDes解決方案，25G/32Gbps SerDes已經量產，56Gbps SerDes已經發布。另一家公司牛芯半導體則推出了25/28/32Gbps的SerDes IP。此外，燦芯、和芯微可提供1.25Gbps-12.5Gbps多速率SerDes IP，銳成芯微、納能微電子也有各種SerDes IP產品。

與Chiplet相關的接口IP方面，芯動科技和芯原微電子已經推出了相關產品。芯原是中國大陸首批加入UCIe產業聯盟的公司，推出了基于Chiplet架構設計的高端應用處理器平臺，該平臺12nm SoC版本已經完成流片，正在進行Chiplet版本的迭代。

芯耀輝正在集中力量研發28nm/14nm/12nm及更先進工藝IP，該公司還開發了DDR PHY IP產品，目前尚不清楚其所能支持的DDR應用有哪些。目前，芯耀輝正從可靠的SI（信號完整性）和PI（電源完整性）分析、高可靠性訓練設計、高性能DDR IO設計和多頻點快速切換這四方面入手，攻克DDR PHY技術難關。

最后看一下最重要的部分——芯片制造。

芯片制造是中國大陸的薄弱環節，特別是在先進制程（10nm以下）方面，鮮有能進入市場的量產芯片。近兩年，中國本土晶圓廠也在努力攻克技術難關，爭取補齊本土高端芯片制造能力不足的短板。

近一段時間，有兩個關于本土高端芯片制造的好消息傳出，非常值得關注，一是BAW濾波器實現了本土量產，二是華為將于今年年底推出自家設計，由本土晶圓代工廠生產的5G手機處理器。

濾波器是手機射頻前端模塊中的重要器件，主要分為聲表面波濾波器（Surface Acoustic Wave，SAW）和體聲波濾波器（Bulk Acoustic Wave，BAW）兩大類。

BAW濾波器的基本原理與SAW相同，差異在于BAW濾波器中聲波垂直傳播，能夠更有效地捕獲聲波，因為其在高頻段的出色表現，插損低性能優秀，適用于5G高頻濾波。BAW濾波器中的主流技術FBAR需要在有源區下方做高精度蝕刻，這就對芯片工藝提出了很高要求，BAW濾波器對薄膜沉積和微機械加工技術的要求極高，制造難度和成本比SAW高很多。另一方面，也需要同時了解器件物理特性和工藝的工程師來完成結合工藝的器件設計。

目前，BAW濾波器市場Broadcom（博通）一家獨大，市占率達到87%，Qorvo占據8%的市場份額。

在這樣的背景下，中國的賽微電子實現了BAW濾波器量產，作為重要的合作伙伴，武漢敏聲與賽微電子做到了工藝和器件設計的協同優化，在賽微電子的晶圓廠用定制化工藝生產。

據悉，賽微電子量產的BAW濾波器將用于國內某品牌手機當中，并簽署了長期采購協議，涉及12款不同型號的BAW濾波器及其衍生器件（雙工器、四工器等），協議執行期間為2023年8月-2024年12月，協議金額不少于1億元人民幣。不知道賽微電子的合作對象是不是華為。

除了BAW濾波器量產，最近還有另一個重磅消息傳出：華為有望于今年年底在其新款旗艦手機中用上自家設計，本土制造的5G手機處理器。

自從被美國限購以后，華為既不能從高通那里購買5G手機處理器，也不能從臺積電和三星那里拿到先進制程代工產能，這使得華為高端手機市占率大幅下滑，一度跌出前六榜單，但是，最近半年，華為手機的市占率大幅提升，最新統計顯示，其在中國大陸的市占率已經超過13%（排名第一品牌的市占率在18%左右），華為高端手機又復活了。

如果華為真能在今年推出的新款旗艦手機中搭載自主設計、本土晶圓廠生產的5G手機處理器，無疑是一個重大突破，也會給美國的封鎖政策以沉重打擊。