射频前端：七种兵器之一的屠龙宝刀（二）

接着上期滤波器的话题，本期我们来谈谈BAW。

从字面意思很容易理解， SAW是声表面波，BAW是声“体面”波？是不是BAW更加体面一些？为什么要折腾来折腾去，让声波来回跑？

相比较传统的SAW， BAW有以下几个特点：

1. 能工作到更高的频率，一直到7GHz。
2. 更加优异的Q值，这会带来更好的带外抑制和更低的通带内损耗。
3. 工作频率越高，滤波器尺寸会越小。
4. 对温度变化不敏感。
5. 10x更复杂的制造工艺，制造成本高。

上述1~4特点，刚好迎合了现代移动通信从2G,3G,4G到5G的发展。

1. 5G往更高频率发展，比如需要支持到5GHz。传统的4G工作在3GHz以下。
2. 拥挤的频段，需要更好的滤波器减少互相干扰，同时不能带来更多功率损耗。
3. 集成度更高，需要更小的元器件封装。
4. 2x到3x的放大器输出功率增加，导致更大电流和发热。

移动通信发展和频率扩展

图片来源：EPCOS, Qorvo

那么BAW的发展方向是什么？

高频率： 这需要更薄的bragg层。当层更薄的时候，需要精确控制层的厚度偏差。比如说5GHz的滤波器中，1纳米的偏差，会导致频率大致偏差10MHz。

更小的损耗：当频率变高后，材料本身带来的损耗随之变大。更薄的layer也会导致情况恶化。

更大的工作带宽：5G带来的高速接入体验，主要是因为载波带宽增加带来的。 类比高速公路，双向六车道和双向十二车道，那肯定双向十二车道承载能力更好。滤波器的带宽，就决定了车道的宽度。增加滤波器带宽，需要增加压电耦合率（piezo-electric coupling）。如何在保持损耗不变的情况下，增加coupling?可以使用新材料Sc-doped AIN。

另外还要解决散热、可靠性和更小尺寸的问题。

以上图片和描述来自Qorvo滤波器白皮书

前面讨论了很多技术趋势，认识了SAW， BAW，还有简单提到薄膜SAW(IHP)和BAW的一些对比。

为什么滤波器会成为射频前端的屠龙宝刀呢？

这里面涉及到整个产业生态链发展历史，技术趋势和商业模式等问题。

下期我们来讨论这个why的问题。

本文是连载文章的第十一期。

文章主要探讨5G对于手机射频前端的影响，分为市场和技术两大部分。