SAW 滤波器市场由村田主导,BAW 滤波器市场则由博通(Avago)与 Qorvo 形成双寡头,两者合计份额超 90%。由于滤波器采用特殊压电材料而非传统硅片、工艺细节难以把控,头部厂商普遍采用 IDM 模式。这一结构直接分化出两种成本与盈利逻辑:SAW 依托晶圆大批量生产摊薄成本,单颗成本较低,靠出货量取胜;BAW 因压电薄膜 PVD/CVD 工艺复杂、成品率较低,单颗成本更高,靠单机价值量取胜。
竞争格局如何决定 IDM 模式
滤波器使用压电材料而非传统硅片,工艺细节很难把控,因此这些滤波器厂商采用的都是 IDM 模式——设计、制造与封测环节高度内部化,以掌握材料与制程的耦合细节。
分市场看,格局差异明显。SAW 滤波器市场中,村田市占率在 50% 以上,TDK Epcos 为 22%,Taiyo Yuden 为 15%,Skyworks 为 9%,Qorvo 为 4%。BAW 滤波器领域,Avago(博通)与 Qorvo 分别通过 FBAR 和 SMR 新技术取得领先,市占率分别达到 56% 和 38%,Taiyo Yuden 为 4%,TDK Epcos 为 2%。
成本结构:SAW 摊薄,BAW 承压
两类产品的成本差异,根源在材料与工艺路线。
SAW 滤波器在钽酸锂或铌酸锂单晶晶圆(以 4 寸晶圆为主)上采用光刻、镀膜等工艺进行图形化处理,芯片表面结构和制作工艺较简单,在晶圆上组装,因此可以低成本大批量生产,成本较低(<0.1-0.5 美金)。
BAW 滤波器则在硅晶圆(以 6 寸晶圆为主)上加工设计,利用 PVD 或 CVD 设备实现压电薄膜的制作是关键工艺环节,材料主要为氮化铝和氧化锌。其价格高、工艺复杂、成品率较低,成本高(>1 美金)。
| 维度 | SAW 滤波器 | BAW 滤波器 |
|---|---|---|
| 衬底/晶圆 | 钽酸锂、铌酸锂单晶晶圆(4 寸为主) | 硅晶圆(6 寸为主) |
| 关键工艺 | 光刻、镀膜图形化,工艺较简单 | PVD/CVD 制作压电薄膜,工艺复杂 |
| 成本区间 | 较低(<0.1-0.5 美金) | 高(>1 美金) |
| 主要劣势 | 热稳定性较差,工作频率超 1.5GHz 时 Q 值下降 | 价格高、工艺复杂、成品率较低 |
盈利模式:SAW 走量,BAW 走价值量
成本结构的分化,对应两种盈利路径。
SAW 走的是出货量逻辑。以 4G 手机为例,SAW 单机用量为 34 颗,TC-SAW 为 8 颗,BAW 为 19 颗;但价格更高的 BAW 价值量占比接近一半。单机价值上,4G 全球通机型 SAW 约 2.2 美元,TC-SAW 约 1.6 美元,BAW 约 3.4 美元。
BAW 走的是价值量逻辑。其工作频率范围在 1.5GHz-6GHz,具有更低的插入损耗、对温度变化不敏感,尺寸随频率升高而缩小,适用于要求更高的 4G、5G 通讯。在 5G Sub6 频段,因带宽更大、频率更高,BAW 仍是首选。
常见问题
SAW 和 BAW 滤波器的主要区别是什么?
两者都属于声学滤波器,原理都是在“电→声→电”转换中对频率进行筛选,共同点是具备良好的频带选择性和高 Q 值。区别在于:SAW 声波沿固体表面传播,适用频段为 10MHz-3GHz,成本较低;BAW 声波以垂直方向传播,适用 1.5GHz-6GHz 甚至 10GHz 以上,性能更强但造价更高。
为什么滤波器厂商普遍采用 IDM 模式?
因为滤波器使用的都是比较特殊的压电材料,而非传统的硅片,工艺细节很难把控。把设计、制造与封测掌握在同一体系内,才便于对材料和制程细节进行持续调优,这构成了头部厂商采用 IDM 模式的核心原因。
国内厂商在滤波器领域的布局情况如何?
国内厂商目前大部分做的是 SAW 滤波器,因为 SAW 技术在 70 年代就已出现,工艺非常成熟。德清华莹、好达电子具备普通 SAW 和 TC-SAW 量产能力,卓胜微自建产线生产 SAW 滤波器,麦捷科技与中电 26 所共同生产的 SAW 产品已进入部分终端企业。BAW 方面,武汉敏芯、天津诺思等厂商在积极布局,但受专利限制,进展相对缓慢,目前多处于样品或小规模出货阶段。