前不久赛微电子发布消息称BAW滤波器实现量产，这个看似平平无奇的进展实则是解决了5G卡脖子的重要一环，实现了射频元件的国产化量产。

不论是4G还是5G，都离不开射频芯片，它们是一种将无线电信号通信转换成一定的无线电信号波形，并通过天线谐振发送出去的一个电子元器件。

射频芯片涵盖内容很广，包括功率放大器（PA：Power Amplifier）、低噪声放大器（LNA：Low Noise Amplifier）、天线开关（Switch）、滤波器（Filter）、双工器(Duplexer 和 Diplexer)等。

滤波器就是其中的关键之一，又可以分为声表面波滤波器（Surface Acoustic Wave，SAW）和体声波滤波器（Bulk Acoustic Wave，BAW）两大类。

BAW滤波器在5G时代尤其重要，但在这个市场上美国2家公司几乎垄断了市场，其中博通市占率达到87%，Qorvo占据8%的市场份额，两家合计95%的份额，其他厂商此前是没法竞争的。

BAW滤波器的重要性

从前，BAW滤波器这个关键器件鲜为人知，因其主要应用于射频芯片，未引起普遍关注。然而，随着5G时代的到来，BAW滤波器却变得愈发重要，特别是对于2GHz以上频段的信号处理。它不仅提高了移动通信信号的抗干扰和信噪比，还为高频频段的5G、6G技术的发展提供了关键支持。曾有我国一家科技企业的5G手机因缺乏BAW滤波器而无法支持5G网络，原因就在于该行业完全被美国垄断，博通和Qorvo等美国公司独占市场。

业内专家指出，随着5G技术的商用，5G手机所需的BAW滤波器数量将超过70个，而相比之下，4G手机仅需20-40个。由于5G手机所需的BAW滤波器具有更高的价值，未来6G技术将采用更高频段，这也将使得BAW滤波器的价值进一步提升。中国在BAW滤波器领域的自主研发，可谓是国产芯片技术的又一次重大进步。

然而现在，武汉敏声和北京赛微电子携手合作，终于打破了这一垄断。他们共建的国内第一条BAW滤波器MEMS芯片生产线正式通线，进入量产阶段。最为引人瞩目的是，武汉敏声研发的BAW滤波器拥有完全自主的知识产权，获得了108项授权专利，彻底绕开了美国在BAW滤波器领域的专利垄断。

而随着6G技术的到来，频段更高，BAW滤波器的价值将进一步提升。中国的自主研发和创新能力使得国产芯片在市场上获得更多机遇，其发展势头不可阻挡。

国产射频芯片大突破

5G通信作为一个备受关注的话题，已经在全球范围内引起了广泛的讨论。随着5G技术的发展，射频芯片逐渐成为人们关注的焦点。过去人们对手机的关注主要集中在CPU、GPU、基带和屏幕等方面，但随着5G时代的到来，射频芯片在实现5G通信功能方面发挥着举足轻重的作用。

为了满足5G通信的需求，手机必须能够与基站进行高效的无线通信。射频芯片是手机实现通信功能的基石，它负责收发无线电磁波。在5G时代，相比4G，性能指标有了显著提升，手机速率可以达到千兆级甚至万兆级。然而，实现如此高速率的传输也带来了一系列挑战。5G手机需要支持更多的频段组合、更多的天线和射频通道，导致射频芯片数量翻倍甚至更多。同时，手机的厚度和重量也不能增加，功耗也不能增加，这使得射频芯片在5G通信中扮演着至关重要的角色。

除了滤波器，射频功率放大器也是射频前端不可或缺的组件。PA将调制振荡电路产生的小功率射频信号放大，影响着手机的通信距离、信号质量以及待机时间。目前，全球PA市场的领军厂商依旧是美国的Skyworks、Broadcom和Qorvo等。随着5G时代的到来，对射频PA的需求将进一步增加，对国产射频PA是机遇与挑战并存。

在全球范围内，5G芯片市场的现状和前景各有不同。美国是较早推出5G服务的国家，目前美国的射频芯片制造技术领先全球。欧洲的5G进度相对滞后，但随着欧洲运营商逐渐从疫情的影响中走出，对5G的投资也会逐步增加。而中国一直在大力支持5G毫米波产业的发展，射频芯片的需求持续旺盛。

国内射频芯片领域也在不断取得进展。科研机构在压电材料和氧化镓半导体材料的研究方面取得了积极进展，为国产射频滤波器的发展提供了技术支持。同时，国内企业也在射频芯片产品的研发上取得了一系列成果，如200MHz宽带射频收发器芯片B20和GC080X系列SDR射频收发机芯片等。企业如卓胜微等也在不断加强供应链把控能力，努力向国际一流射频厂商靠拢。

中国芯片产业链各环节的发展和变化

下面就从半导体设备、芯片设计和制造等环节入手，看一看近半年来中国本土相关企业和产品取得的进步，以及存在的问题和不足之处。

首先看半导体设备。

根据中国本土晶圆厂设备采购数据进行统计，结果显示，截至6月，去胶设备国产化率达到 90%以上，代表厂商是屹唐半导体；清洗设备国产化率约为58%，代表厂商是盛美、北方华创和至纯科技；刻蚀设备国产化率约为44%，代表厂商是中微公司、北方华创和屹唐半导体；CMP设备国产化率为32%，代表厂商是华海清科；热处理设备国产化率约为25%，代表厂商是北方华创和屹唐半导体；CVD设备国产化率为29%，代表厂商是北方华创和拓荆科技；PVD 设备国产化率为 10%；涂胶显影设备国产化率为29%，代表厂商是芯源微；离子注入机国产化率为7%，代表厂商是万业企业（凯世通）；量测设备国产化率为4%，代表厂商是精测电子。此外，28nm制程光刻设备也实现了零的突破。

从半导体设备招投标情况来看，今年6月，可统计中标设备数共计21台，同比增长65.63%，其中，薄膜沉积设备3台，辅助设备12台，检测设备4台，刻蚀设备1台，真空设备1台。6月，北方华创、正帆科技、上海精测、武汉精测、上海微电子都有设备中标。

上半年1-6月，可统计设备中标数共计254台，同比下降37.90%，其中，薄膜沉积设备中标38台，同比增长80.95%，辅助设备16台，同比减少60.98%，高温烧结设备17台，同比增长112.50%，光刻设备1台，同比持平，检测设备139台，同比减少33.18%，刻蚀设备21台，同比减少61.11%，抛光设备3台，同比减少40.00%，清洗设备1台，热处理设备12台，同比减少7.69%，真空设备4台，同比增长33.33%。

总体来看，半导体设备的国产化率依然偏低，且由于上半年芯片市场很低迷，晶圆厂产能利用率不足，导致采购设备意愿不足，国产设备中标数量同比呈下降态势，不知道这种状况在下半年会不会明显好转。

下面看一下芯片设计。

相对于在芯片制造方面与国际先进水平存在的差距，中国芯片设计能力并不弱，也一直在进步。中国芯片设计企业与国际大厂之间的差距，主要体现在对EDA工具、IP和制程工艺的依赖程度，例如，使用同样一款较为先进的EDA工具，国际大厂都够在18个月内设计出一款较为成熟的7nm芯片，且能取得较高的流片成功率，而中国排名靠前的设计公司，使用同样的工具，只能设计出14nm的芯片，且流片成功率与国际先进大厂之间也存在差距。

在提升设计水平，积累更多设计know-how认知方面，中国本土设计公司一直在努力。与此同时，本土芯片采购企业将更多的订单给到了本土芯片公司，使得中国芯片设计公司有了更多在市场上历练的机会，这对于磨练设计水平很有帮助。

IP方面，受美国限制政策影响，国外高端IP进口到中国大陆市场的难度越来越大，国内IP短板在这种形势下凸显出来，同时也激发了中国本土半导体IP企业的发展动力，一批新势力涌现出来。

高速SerDes接口IP已成为以数据中心为代表的HPC应用的关键，这方面的本土代表企业是芯动科技，该公司可提供16/32/56/64Gbps多标准SerDes解决方案，25G/32Gbps SerDes已经量产，56Gbps SerDes已经发布。另一家公司牛芯半导体则推出了25/28/32Gbps的SerDes IP。此外，灿芯、和芯微可提供1.25Gbps-12.5Gbps多速率SerDes IP，锐成芯微、纳能微电子也有各种SerDes IP产品。

与Chiplet相关的接口IP方面，芯动科技和芯原微电子已经推出了相关产品。芯原是中国大陆首批加入UCIe产业联盟的公司，推出了基于Chiplet架构设计的高端应用处理器平台，该平台12nm SoC版本已经完成流片，正在进行Chiplet版本的迭代。

芯耀辉正在集中力量研发28nm/14nm/12nm及更先进工艺IP，该公司还开发了DDR PHY IP产品，目前尚不清楚其所能支持的DDR应用有哪些。目前，芯耀辉正从可靠的SI（信号完整性）和PI（电源完整性）分析、高可靠性训练设计、高性能DDR IO设计和多频点快速切换这四方面入手，攻克DDR PHY技术难关。

最后看一下最重要的部分——芯片制造。

芯片制造是中国大陆的薄弱环节，特别是在先进制程（10nm以下）方面，鲜有能进入市场的量产芯片。近两年，中国本土晶圆厂也在努力攻克技术难关，争取补齐本土高端芯片制造能力不足的短板。

近一段时间，有两个关于本土高端芯片制造的好消息传出，非常值得关注，一是BAW滤波器实现了本土量产，二是华为将于今年年底推出自家设计，由本土晶圆代工厂生产的5G手机处理器。

滤波器是手机射频前端模块中的重要器件，主要分为声表面波滤波器（Surface Acoustic Wave，SAW）和体声波滤波器（Bulk Acoustic Wave，BAW）两大类。

BAW滤波器的基本原理与SAW相同，差异在于BAW滤波器中声波垂直传播，能够更有效地捕获声波，因为其在高频段的出色表现，插损低性能优秀，适用于5G高频滤波。BAW滤波器中的主流技术FBAR需要在有源区下方做高精度蚀刻，这就对芯片工艺提出了很高要求，BAW滤波器对薄膜沉积和微机械加工技术的要求极高，制造难度和成本比SAW高很多。另一方面，也需要同时了解器件物理特性和工艺的工程师来完成结合工艺的器件设计。

目前，BAW滤波器市场Broadcom（博通）一家独大，市占率达到87%，Qorvo占据8%的市场份额。

在这样的背景下，中国的赛微电子实现了BAW滤波器量产，作为重要的合作伙伴，武汉敏声与赛微电子做到了工艺和器件设计的协同优化，在赛微电子的晶圆厂用定制化工艺生产。

据悉，赛微电子量产的BAW滤波器将用于国内某品牌手机当中，并签署了长期采购协议，涉及12款不同型号的BAW滤波器及其衍生器件（双工器、四工器等），协议执行期间为2023年8月-2024年12月，协议金额不少于1亿元人民币。不知道赛微电子的合作对象是不是华为。

除了BAW滤波器量产，最近还有另一个重磅消息传出：华为有望于今年年底在其新款旗舰手机中用上自家设计，本土制造的5G手机处理器。

自从被美国限购以后，华为既不能从高通那里购买5G手机处理器，也不能从台积电和三星那里拿到先进制程代工产能，这使得华为高端手机市占率大幅下滑，一度跌出前六榜单，但是，最近半年，华为手机的市占率大幅提升，最新统计显示，其在中国大陆的市占率已经超过13%（排名第一品牌的市占率在18%左右），华为高端手机又复活了。

如果华为真能在今年推出的新款旗舰手机中搭载自主设计、本土晶圆厂生产的5G手机处理器，无疑是一个重大突破，也会给美国的封锁政策以沉重打击。

文章来源： 鸿蒙飞云，可靠外向夏天，半导体产业纵横，快科技