未来的世界是一个无线连接一切的世界。根据 Gartner 预测,到 2020 年,联网设备将达到 250 亿部,实现全球平均每个人 3 个联网设备的规模。作为无线连接不可缺少的基础一环,射频前端的技术革新是推动无线连接向前发展的核心引擎之一。在无线联网终端设备从 2015 年的 36 亿部增加至 250 亿部的大趋势下,射频前端器件的年产值将增加数倍。
SMT贴片滤波器是射频前端市场中最大的业务板块,SMT贴片滤波器的主要作用是对发射及接收信号的滤波,可以使信号中特定的频率成分通过,而极大地衰减其他频率成分,降低异频信号的干扰。在一个射频电路中,SMT贴片滤波器的作用就是让特定频率的信号通过,然后尽量地抑制其他频率的信号干扰。通常频率在1900Mhz以下的频率就用SAW,更高的频段就用BAW。
SAW是声表面波SMT贴片滤波器,在输入端由压电效应把无线信号转换为声信号在介质表面传播,在输出端由逆压电效应将声信号转换为无线信号。SAW滤波器集低插入损耗和良好的抑制性能于一身,不仅可实现宽频宽,其体积还比传统的腔体甚至陶瓷SMT贴片滤波器小得多,但是由于SAW滤波器有局限性。,高于1Ghz时,其选择性降低,在2.5Ghz时,就只能满足对性能要求不高的应用,这时候就需要BAW了。
一般而言,手机每支持一个频段,就需要增加两个SMT贴片滤波器分别用于接收与发送信号,就目前市场上常见的5模13频4G手机而言,除了要对2/3/4G信号的发送和接收进行滤波,还需要对Wi-Fi、蓝牙、GPS信号进行滤波,因此,一款手机大约需要30个左右用于不同频段的SMT贴片滤波器。因此为了在有限的手机空间里使用如此数量的SMT贴片滤波器,需要对这些不同工作频段的SMT贴片滤波器进行集成整合。
另据 Mobile Experts 预测,到 2020 年SMT贴片滤波器市场将由 2015 年的 50 亿美金增长至2020 年的 120 亿美金。 Mobile Experts 的预测与高通基本一致,SMT贴片滤波器是业界普遍认可的高成长细分行业。
SMT贴片滤波器市场的驱动力来自于新型天线对额外滤波的需求,以及多载波聚合(CA)对更多的体声波(BAW)SMT贴片滤波器的需求。
远在 2012 年全球 3G 标准协会 3GPP 提出的 LTE R11 版本中,蜂窝通讯系统需要支持的频段增加到了 41 个。在未来,射频SMT贴片滤波器市场还将迎来更多增长。随着4G的成熟和5G的来临,3GPP版本也会升级至R16,手机支持的频段数量大幅上升。
现在,手机中RF器件的成本越来越高,一个4G全网通手机,前端RF套片的成本已达到8-10美元,含有6-10颗SMT贴片滤波器。未来随着5G到来,RF套片的成本很可能会超过手机的主芯片。而物联网的爆发,更是会对射频器件特别是SMT贴片滤波器的需求推波助澜。
随着4.5G网络的推进和5G网络的落地,手机通信频段将大幅增加(一般需向下兼容),带动SMT贴片滤波器需求增长。具体而言:2G到4G,常用频段从4个到近20个(需要向下兼容),每只手机SMT贴片滤波器个数从只需要数个到全网通版本IPhone6S的40个,未来5G需求还将更大。同时考虑物联网接入、其他新的近场连接方式,SMT贴片滤波器需求还将增大。