宙讯科技BAW晶圆线量产高性能零温漂TC-FBAR滤波器，将传统BAW滤波器性能推向全新高度

时间： 2024-05-24 来源：宙讯科技（QuantGrav半导体公众号）

技术问答

无线通信中常用的声学滤波器可分为声表面波滤波器（SAW）和体声波滤波器（BAW）。传统的基于LiTaO3衬底的SAW滤波器温漂系数在-40ppm/℃左右，而温度补偿型的TC-SAW或TF-SAW滤波器温漂系数在-15ppm/℃到-30ppm/℃之间。采用硅基衬底的BAW滤波器温度系数通常在-20ppm/℃左右。

Fig.1.声滤波器技术对比

作为影响滤波器频率精度和性能稳定性的重要因素，滤波器的温漂特性尤为关键。随着越来越多的LTE和5G频段以及卫星通信频段被启用，不同频段之间的保护间隔变得越来越小。在某些场景下，由于温度漂移主导的滤波器频率的偏移可能超过频段间的保护间隔，而通带和阻带之间的过渡小至2MHz~3MHz，使得不管是采用TC/TF-SAW技术或BAW技术，都难以满足这种严苛的指标要求。

传统的温度补偿BAW滤波器是通过在BAW谐振器压电层附近的高应力区附近引入SiO2层作为温度补偿材料来实现的。但是在BAW谐振器电极和压电层之间插入薄SiO2层会导致谐振器Q值急剧下降，同时因为部分声波能量需要储存在较薄的SiO2层，不再进行机电换能，谐振器的最大可实现机电耦合系数k2eff严重降低。这种温度补偿方式因为谐振器Figure of merit, FOM (FOM=k2eff*Q)的恶化，极大限制了它的应用领域，通常只能作为特定用途的窄带滤波器使用。在LTE和5G NR这类高带宽低插损应用中很难发挥作用。

Fig.2 .(a) 普通的BAW滤波器 (b) (c) 传统的两种温度补偿型BAW滤波器

宙讯科技最新推出的新一代温度补偿型BAW滤波器技术——TC-FBAR滤波器，采用专有的温度补偿技术和新的层叠结构设计，将BAW滤波器的温漂系数降为零左右（<-3ppm/℃），同是还能保持普通BAW滤波器的高带宽和极低的插入损耗。TC-FBAR技术将传统的BAW滤波器的性能推向了一个全新的高度。

Fig.3. TC-FBAR谐振器示意图

宙讯科技在南京于2021年建成了7000㎡6英寸SAW/BAW滤波器晶圆制造线和封测线，拥有光刻机、匀胶显影机、高浓度掺钪氮化铝（AlScN）薄膜沉积机、刻蚀机等全套晶圆制造设备和封测设备，年产10亿颗滤波器芯片，产能充足。本次量产的高性能零温漂TC-FBAR滤波器和双工器，在制造环节优化了传统BAW滤波器的工艺步骤，省去CMP工艺和牺牲层沉积及释放，大幅降低TC-FBAR滤波器的制造成本。TC-FBAR滤波器是5G高性能滤波器和WIFI 6E和Wifi7高性能滤波器首选滤波器解决方案。

Fig.4. 宙讯科技南京工厂

Fig.5. 宙讯科技净化车间

相比于国外厂商，我国在BAW滤波器领域起步较晚，技术、生产经验积累不足。随着宙讯科技TC-FBAR的发布，标志着宙讯科技在高性能滤波器领域走到行业前沿。通过研发和产能的大量投入，目前已经量产并大批量出货40余款成熟滤波器和双工器产品，产品性能均达到国内领先、国际一流水平。

Fig.6. 宙讯科技产品

南京宙讯微电子科技有限公司成立于2019年12月，公司研发中心和晶圆生产及封测基地位于南京。公司核心产品包括声表面波滤波器（SAW）和体声波滤波器（BAW）。公司产品主要应用于智能手机、物联网、平板电脑、基站、卫星定位、导航设备等多个行业。宙讯科技高性能零温漂TC-FBAR滤波器和双工器的量产，进一步夯实了宙讯科技IDM策略，有效提升企业的整体竞争力，有利于更好地整合滤波器设计研发与工艺技术平台的一体化。未来，宙讯科技将把握住“芯”机遇，不断丰富产品群，加大力度推动企业迈上新的台阶，持续为客户提供更优质和值得期待的产品和服务！

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