中国半导体企业突破体声波谐振器技术，引领信息技术新潮流
中国半导体企业突破体声波谐振器技术，引领信息技术新潮流
近日，中国两家半导体公司在体声波谐振器（BAW）领域取得重要突破。北京芯溪半导体科技有限公司成功获得“体声波谐振器及其制造方法、滤波器和电子设备”专利（授权公告号CN117639713B），而武汉衍熙微器件也在该领域取得专利进展。这些技术突破不仅标志着中国在半导体领域的重大进展，也预示着信息技术领域即将迎来新的变革。
体声波谐振器是一种利用声波在固体材料中传播的特性来实现频率选择的电子元件。相比于传统的压电谐振器，体声波谐振器具有更高的频率稳定性和更小的尺寸，这使得它在移动通信、无线射频以及IoT设备中展现出巨大的应用潜力。随着5G及IoT技术的迅猛发展，对高性能滤波器的需求不断增加，体声波谐振器的相关技术被越来越多的企业视为关键技术之一。
芯溪半导体的专利核心在于其制造方法，这种方法不仅提高了谐振器的生产效率，还降低了制造成本。在当前全球电子产业链受到诸多挑战之际，这一技术突破无疑将在一定程度上缓解市场对高品质、高集成度电子元器件的需求压力。
体声波谐振器的技术优势主要体现在以下几个方面：
卓越的抖动性能：通过将BAW技术集成到网络同步器产品中，可实现42fs的超低抖动性能。
高可靠性：在机械冲击和振动等恶劣环境条件下，BAW技术具有很强的复原性。其故障间隔平均时间（MTBF）是石英解决方案的100倍。
制造优势：TI的内部制造工艺（包括制造、封装和包装）可缓解供应问题，集成的硅基解决方案可加快制造样片和缩短交货周期。
设计简化：将BAW集成到低功耗无线微控制器和时钟发生器中后，不再需要外部晶体/振荡器，从而缩减了物料清单、成本和空间。
在5G和AI时代，体声波谐振器的应用前景尤为广阔。作为射频前端模块的关键组件，它主要用于无线信号的发送和接收，包含滤波器、双工器、射频开关、功率放大器（PA）和低噪放大器（LNA）等。其中射频滤波器是无线通信系统中最重要的元件之一，也是近年来射频前端领域增长最快的细分方向。
随着5G时代的到来，高频率和大带宽成为滤波器技术的主要发展目标。体声波器件主要由压电薄膜和上下电极组成，工作频率主要由目标声波模式的声速和压电薄膜厚度决定，因此可以在较为宽松的光刻条件下实现更高的频率。这使得BAW滤波器在5G通信的Sub-6 GHz频段和毫米波频段具有显著优势。
从国际研究进展来看，FBAR（Film Bulk Acoustic Resonator）技术最早由南加州大学Lakin教授在1981年提出。经过几十年的发展，目前在移动通信领域已实现大规模商用。美国Avago（现Broadcom）公司在1999年成功研发出应用于美国PCS1900MHz频段的FBAR滤波器，并在2001年实现了大规模量产。目前，德国英飞凌、荷兰飞利浦、三星、英特尔等公司也在积极布局FBAR技术。
中国企业在体声波谐振器领域的突破，不仅体现了中国半导体行业的技术进步，更为全球信息技术的发展注入了新的动力。随着5G和AI技术的不断推进，体声波谐振器将在无线通信、传感器和消费电子等领域发挥越来越重要的作用，为用户带来更优质的使用体验。