2022年6月2日,作为中国领先的滤波器及射频模组芯片供应商,开元通信技术(厦门)有限公司(以下简称“开元通信”或“公司”)推出“蜂鸟Sili-SAW新一代产品升级到了业界最先进的DUV(深紫外线英寸SAW(声表面波)制程,使用了更高可靠度的“SWCF
5G移动终端需要更强大的通信能力,对应其射频子系统的价值量和复杂度也明显提高。与此同时,手机板上留给射频子系统的布线面积并没有增加。因此,为了应对5G终端带来的射频设计挑战,采用高集成度的射频模组是非常明确的产业趋势。
从频段角度来看,5G移动终端包含了5G新增频段(主要是在3GHz以上)以及4G/5G重叠频段(主要是在3GHz以下)。从市场角度来看,4G/5G发射端在入门级机型上仍然采用分立PA和分立滤波/双工器的方案(最大程度复用4G超高的性价比元器件和供应商),而在中高端机型上使用了L-PAMiD的解决方案;同时4G/5G接收端、5G新增频段的发射端和接收端,具有超过80%的较高模组化率。
5G新增频段的滤波器主要是采用常见的IPD或者LTCC技术,资源较为丰富,产品形态在发射端和接收端分别以L-PAMiF和LFEM为主。而大量使用的4G/5G接收模组,需要同时集成8~18颗SAW滤波器和SOI开关器件,并在载波聚合(CA)和多输入多输出(MIMO)方面有较高指标要求,目前国产化率低于5%。4G/5G接收模组分为两种方案:高集成度方案,使用DiFEM+LNA Bank;超高集成度方案,使用L-DiFEM单颗芯片。开元通信在2021年3月发布了第一代DiFEM和L-DiFEM接收模组产品,取得了一些市场突破;近日推出的第二代产品,在技术指标、集成度、产品可靠度等方面,达到了国际先进水平。
接收模组的核心是SAW滤波器,而SAW的核心结构是通过镀膜、光刻等工艺步骤,在钽酸锂衬底晶圆上加工出设计好的叉指换能器线条和图案,目前SAW滤波器是在6英寸或4英寸衬底晶圆上来加工生产。6英寸制程以更大产能、更高生产效率,更丰富的后道晶圆封装和测试资源成为发展趋势。6英寸SAW通常的挑战是在良品率,经过开元通信与晶圆厂的联合开发,成功将DUV精密光刻设备和滤波器修频技术导入量产阶段,开元通信基于6英寸制程的SAW产品良品率已超越常规4英寸产线。同时自主研发的“SWCF™2.0”第二代WLP晶圆级封装技术,具有可靠性更高且封装后管芯尺寸更小的小型化特征,应用在6英寸的晶圆上以后,摊销在单颗上的WLP封装成本也一下子就下降。目前开元通信新的一代DiFEM和L-DiFEM产品可以通过超过6次的回流焊测试,体现了很稳定的封装可靠性,很适合高质量发展要求的手机终端以及有多次回流焊要求的通信模块应用,在客户端量产数据非常稳定。
接收模组产品通常应用在5G终端中,指标相比4G终端有更高的要求。4G入门级手机的接收分立滤波器(Rx Filter),主要是为实现4G的分集接收(Diversity)功能。在应用中,主集天线和分集天线同步接收来自基站的相同信号,在信号强度正常的情况下,分集天线对终端的通信能力没有帮助;在主集天线性能直线下降且分集天线性能优于主集的少数场景下,分集天线可提升终端的接收信号强度。因此4G分集通路的滤波器对指标和质量发展要求不高,以成本为主要考量,一些极端情况下甚至取消分集通路。而5G终端具有更强大的通信能力,载波聚合(CA)和多输入输出(MIMO)是基本功能要求,因此5G终端的4G/5G接收模组指标要求显著提升,具有较高的设计难度。品牌客户对接收模组同一通路“非CA场景”下的损耗与“CA场景”的差别有要求,这第一步是要滤波器单体特性余量充分,然后在SOI上进行复杂的协同设计。未经过合理设计的模组产品,“载波聚合下损耗增加值”为1.5dB至3.5dB,国际厂商的量产水平为“小于1.2dB”,开元通信上一代产品为“小于1.5dB”,最新一代产品已经做到了“小于1.0dB”的领先指标。多输入多输出(MIMO)的场景下,接收模组接收到的信号与主集通路是不相同的,两路叠加的信号流之和是总的通信带宽;因此即使在信号强度正常的情况下,5G接收模组中的通路损耗对终端通信能力也有直接的影响。
开元通信“蜂鸟Sili-SAW™”第二代接收模组产品,以高性能DiFEM和L-DiFEM为核心,根据客户端的具体频段配置,形成了丰富的产品选择。同时,3GHz以下频段的LNA Bank和3GHz以上的接收模组LFEM产品也同步量产,形成了完整的、存在竞争力的5G终端接收模组解决方案。
“随着PA、Switch、LNA国产化比率的显著提升,产业供应链的重心逐步转移到了滤波器和射频模组领域。”开元通信董事长贾斌表示,“开元通信专注于先进滤波器和高复杂度射频模组的产业化发展,其中‘矽力豹Sili-BAW™’系列体声波滤波器产品已经在全球前10大手机生产厂商中的8家实现了大批量量产。支持载波聚合的‘蜂鸟Sili-SAW™’第二代接收模组产品,依托存在竞争力的全自研SAW和SOI元器件技术和系统优化设计,产品的质量和技术指标都达到了业界一流水平。我们有信心在滤波器和射频模组芯片领域为客户持续交付关键价值。”
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