2017-电子行业之5G专题：滤波器--5G时代大放异彩，竞争格局正在重构_28页_2mb
报告摘要
滤波器：5G时代大放异彩，竞争格局正在重构
核心内容
滤波器是射频前端系统中的关键组件，主要功能是滤除带外干扰和噪声，以满足通信系统对信噪比的要求。随着5G通信的普及，SAW（声表面波）和BAW（体声波）滤波器因其优良的频带选择性、高Q值和低插入损耗成为主流技术路线。SAW适用于1.5GHz以下的中低频段，而BAW适用于高频段，特别是在5G通信中。
主要观点
- 滤波器的重要性：滤波器是射频前端系统不可或缺的组成部分，广泛应用于智能手机、卫星导航、卫星电视等领域。
- 5G带来的需求变化：5G通信将采用更高频段（3GHz以上），并支持更多频段，导致滤波器需求大幅增加。预计5G手机每台使用67个滤波器，远高于2G（16个）、3G（19个）、4G（45个）。
- 市场空间广阔：仅手机用SAW/BAW滤波器市场已达到百亿级美元规模，预计2018年全球智能手机滤波器市场达112亿美元，未来市场增长潜力巨大。
- 国际厂商垄断现状：目前，SAW滤波器市场由日本厂商如Murata、TDK、太阳诱电等主导；BAW滤波器市场则由Avago（现为Broadcom）和Qorvo占据95%以上市场份额。
- 中国厂商崛起：中国厂商如中电55所、中电26所、无锡好达等已突破SAW/BAW滤波器技术瓶颈，信维通信通过与中电五十五所合作，布局5G滤波器领域，推动国产替代进程。
关键信息
滤波器种类与特性
| 滤波器种类 | 使用频带 | 特性 |
|---|---|---|
| SAW滤波器 | 10M~3GHz | 低插入损耗、小型化、高选择性 |
| BAW滤波器 | 1.5G~5GHz | 高频性能优良、低温度敏感性、高Q值 |
5G对滤波器的需求
- 频段增加：5G将使用3GHz以上的频段，SAW无法满足高频要求，BAW成为主流。
- 滤波器数量提升：随着多频段支持，单部手机滤波器数量从2G的16个增加到4G的45个，未来有望达到67个。
- 滤波器价值提升：在3G手机中，滤波器价值占比为33%；在4G手机中，该比例提升至57%；预计5G时代，该比例将超过60%。
国际竞争格局
- SAW滤波器：Murata、TDK、太阳诱电等日本厂商占据全球市场主要份额。
- BAW滤波器：Avago（现为Broadcom）和Qorvo占据全球95%以上的市场份额。
- 技术壁垒：日美厂商凭借先进的工艺技术和专利布局，形成技术垄断。
中国技术进展
- 技术发展历史：中国声表面波技术从上世纪70年代起步，经历基础研究、彩电国产化、手机和基站配套三个阶段。
- 技术突破：中电55所、中电26所、无锡好达等企业已突破SAW/BAW滤波器技术，信维通信与中电五十五所合作，推动5G滤波器国产化。
- 工艺挑战：SAW/BAW滤波器制作工艺复杂，目前仍以IDM（集成器件制造）模式为主，国内厂商在工艺和专利布局方面仍需提升。
市场趋势
- 小型化：SAW/BAW滤波器向小型片式化发展，采用更精细的加工工艺。
- 高频与带宽化：随着5G发展，滤波器需支持更高频率和更宽带宽。
- 集成化：SAW与BAW滤波器将向集成化发展，通过SiP（系统级封装）或SoP（系统级芯片）实现多技术融合。
风险提示
- 全球手机出货量不达预期
- SAW滤波器渗透率不达预期
- 国内厂商技术工艺突破不达预期
相关研究
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图表目录
- 图表1：滤波器按结构和使用分类
- 图表2：滤波器分类
- 图表3：低通、高通滤波器
- 图表4：带通、带阻滤波器
- 图表5：手机通信协议的演化
- 图表6：射频前端系统组成
- 图表7：GNSS卫星导航射频前端示意图
- 图表8：双工器由两个（收发）滤波器合并组成
- 图表9：LTE/Wi-Fi共存问题
- 图表10：载波聚合提高吞吐速度
- 图表11：SAW/BAW由于频带及特征是射频前端应用的首选
- 图表12：SAW应用于中低频，BAW应用于高频
- 图表13：SAW/BAW滤波器在手机上的应用
- 图表14：SAW滤波器原理
- 图表15：梯型的滤波器
- 图表16：DMS型滤波器
- 图表17：标准SAW与TC-SAW比较
- 图表18：Murata推出的TC-SAW应用于三星S7前端模组中
- 图表19：BAW滤波器原理
- 图表20：iPhone 6s Plus集成了Avago研发的FBAR-BAW
- 图表21：3GHz以下的频段已被2G到4G通信、电视等应用占据
- 图表22：Qorvo的BAW滤波器解决方案
- 图表23：SAW滤波器外壳改进过程，越趋小型化
- 图表24：一种典型的GSM模块尺寸的减小
- 图表25：联网设备增多，射频前端增多，滤波器需求量增多
- 图表26：多模多频段选择对滤波器件数量的影响
- 图表27：射频频段增多，滤波器需求量增多
- 图表28：滤波器在智能手机的射频前端价值量占比越大
- 图表29：声波滤波器的整合情况
- 图表30：SAW/BAW滤波器的竞争格局
- 图表31：SAW滤波器全球市场份额情况
- 图表32：BAW滤波器全球市场份额情况
- 图表33：国外主要厂商在射频前端器件（包括SAW/BAW）的优势
- 图表34：声表面波滤波器的常规制作工艺
- 图表35：国内声表技术大事件
- 图表36：国内厂商从事声表技术远落后于国外厂商
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