5G时代终端滤波器市场向好 高频BAW有望接替SAW成为主流

　　摘要：终端滤波器作为终端通信的重要器件，其技术发展对通信质量有着重要影响。随着5G时代的到来，终端滤波器的市场需求逐渐增加，同时技术也将迎来更迭。

　　作为5G时代终端通信系统的基础环节，射频前端产业的技术发展至关重要，而终端滤波器又是射频前端的核心器件，对通信质量有着重大影响。目前终端滤波器主要为声波滤波器(SAW，BAW)，最重要的影响因素是体积和价格，制造工艺为半导体技术。

　　5G时代开启终端滤波器需求量提升

　　2019年初，上海成为全球首个建成5G网络并开始试用的行政区域，引领5G通信时代。随着5G网络的布局逐渐深入，相应终端的研发也在有条不紊的进行，今年以来，全球各大手机厂商都积极推进5G手机的发布，华为、三星、OPPO、小米、VIVO等诸多手机品牌角逐5G市场，力求在5G手机市场抢占先机。

　　图1 终端射频前端工作示意图

　　(中国通信网，长江证券研究所，五度易链行研中心)

　　终端滤波器能够让特定频率的信号通过，并衰减其它频率信号，从而降低异频信号的干扰，保障通信的质量。3G时代一般使用五个频段，4G时代一般使用40多个频段，随着5G时代的到来，频段的使用数量还将进一步增加，从而促进滤波器需求的持续增加。

　　图2 滤波器需求随射频频段增加而增多

　　(Skyworks Estimation，长江证券研究所，五度易链行研中心)

　　互联设备需要跨多频段发送和接收Wi-Fi信号、蜂窝信号、GPS信号以及蓝牙信号等多种信号，同时需要避免干扰。不仅是智能手机，汽车、智能家居以及应用物联网技术的工业、科学或医疗设备等皆如此，这就进一步扩大了滤波器的市场需求。根据Yole测算，全球射频前端产业的市场规模将从2017年的150亿美金增长至2023年的350亿美金，其中终端滤波器产业是其中增长最快的领域，市场规模将从80亿美金增长至225亿美金。

　　图3 终端滤波器市场快速增长(亿美元)

　　(Yole，长江证券研究所，五度易链行研中心)

　　2019年是5G手机的元年，根据IDC预测，2019年全球5G手机出货量可达到670万部，渗透率为0.5%，预计到2023年渗透率可以达到26%，从而进一步促进终端滤波器市场的发展。

　　图4 IDC预计2023年5G渗透率可以达到26%

　　(IDC，长江证券研究所，五度易链行研中心)

　　中低频率SAW的优势突出，高频BAW有望成为主流

　　目前终端滤波器主要分为SAW(声表面波滤波器)与BAW(体声波滤波器)两种，两者基本都是利用压电效应和声波传播的物理特性研制而成。衡量射频滤波器性能主要有Q值和插入损耗两个指标。Q值越高，说明滤波功能越好;插入损耗是指通带信号在经过滤波器后的信号功率衰减，这就要求插入损耗越低越好。SAW与BAW滤波器都凭借高Q值、低插入损耗以及良好的频带选择性等特性，成为终端射频滤波器的主要选择。

　　图5 SAW结构示意图

　　(半导体行业观察,长江证券研究所，五度易链行研中心)

　　图6 BAW结构示意图

　　(半导体行业观察,长江证券研究所，五度易链行研中心)

　　声表面波技术发展迅猛，该技术最早应用于军用雷达，后来逐渐发展到几乎应用于整个无线电通讯产业，尤其是移动通讯技术的快速发展，进一步促进了声表面波技术的发展。目前SAW滤波器普遍应用于手机、卫星通讯、GPS定位以及电视机等电器设备。2018年我国SAW滤波器产量为5.04亿只，消费量为151.2亿只，随着国内企业技术的逐渐突破，未来我国SAW滤波器产量将持续增加，但由于其自身的应用局限，未来消费量将呈现先增后降的趋势，预计到2025年，我国SAW滤波器产量可达28.02亿只，消费量超过155亿只。

　　图7 我国SAW滤波器需求量远远超过产量

　　(Skyworks Estimation，长江证券研究所，五度易链行研中心)

　　SAW滤波器虽然应用广泛，但也有明显的不足。一方面，其高频的选频性能变弱，主要体现在高于约1GHz时，其选择性降低;在约2.5GHz，其仅能应用在对性能要求不高的设备上。另一方面，其性能受温度的影响较大，主要体现在温度升高时，其基片材料的刚度趋于变小、声速也降低。鉴于此，许多国际传统滤波器厂商便将开发重心转向BAW滤波器。

　　表1 SAW滤波器和BAW滤波器的对比

　　(中国通信网，长江证券研究所，五度易链行研中心)

　　目前单部手机中BAW滤波器的价值量已经开始逐渐增加，尤其在高频段的通信领域中，全球漫游LTE设备中的BAW滤波器的价值量甚至超过了SAW滤波器，目前苹果手机等高端移动设备中已经逐渐采用BAW滤波器。从整体技术发展趋势看，BAW有望接替SAW，在5G时代成为终端滤波器的主流。

　　表2 单部手机滤波器价值量演变(美元)

　　(中国通信网，长江证券研究所，五度易链行研中心)

　　BAW的结构包括BAW-SMR和FBAR两种，目前FBAR市场的需求热度持续高涨，美国厂商Avago掌握了FBAR的专利技术，横扫4G与WiFi高频滤波器市场，且iPhone手机中的滤波器也是Avago公司生产的FBAR滤波器。

　　图8 iPhone主板上的FBAR-BAW中频滤波器

　　(Skyworks Estimation，长江证券研究所，五度易链行研中心)

　　结语

　　5G时代来临，通信终端上使用的滤波器数量增加，滤波器市场规模持续扩大，行业前景向好。技术方面，虽然SAW在中低频率上的优势突出并广泛运用，但随着5G高频通信的逐渐普及，未来高频BAW有望替代SAW成为行业主流。