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 　最近，華為Mate60系列手機正式上市，這一事件可能被視為華為重返5G手機市場的重大信號。在過去的兩年里，華為手機所搭載的芯片雖然集成了5G基帶，但由于缺乏5G射頻核心器件——體聲波（BAW）濾波器，只能作為4G手機使用。這一情況對華為的手機業務產生了不小的影響。筆者將介紹5G射頻芯片的關鍵技術BAW濾波器，并將對BAW濾波器領域的國內外專利情況進行分析，以期為相關行業提供參考。

　　海外企業搶占先機

　　5G手機通信功能的實現依賴于5G芯片，該芯片包括基帶芯片和射頻芯片。基帶芯片主要負責信號處理和協議處理，而射頻芯片則負責射頻收發、頻率合成和功率放大等功能。雖然國內相關廠商在基帶芯片的自主研發和生產方面已具備一定能力，但在射頻芯片的設計和制造方面，國產化率相對較低，長期依賴進口。尤其在BAW濾波器這一分立器件領域，其開發難度較高，一直是最重要的部分。

　　目前，射頻濾波器的主流實現方式是采用聲表面波（SAW）和體聲波（BAW）技術，這兩種技術都是利用材料的壓電效應進行聲學器件設計。相較于SAW濾波器，BAW濾波器在2.5GHz以上的高頻頻段展現出更為出色的性能優勢，具有帶外衰減大、插入損耗小、溫度敏感性低以及體積隨頻率增大而減小等特點。因此，BAW濾波器已成為5G及未來6G通信的關鍵技術之一。

　　5G通信將進一步推動物聯網、智能穿戴、汽車電子等行業的發展。由于這些行業對于通信質量和穩定性具有較高的要求，因此采用具有出色性能的BAW濾波器成為了這些領域中通信系統的關鍵組件。因此，BAW濾波器的下游應用領域廣泛，具有巨大的發展空間和商業價值。

　　BAW濾波器要達到商業化需要長時間的研發與技術積累，其核心技術主要由美國企業所掌握，主要的供應商包括博通公司（Broadcom）和威訊聯合半導體（Qorvo），兩者在市場上的占有率超過90%，它們生產的射頻前端芯片包含BAW濾波器，被廣泛應用于蘋果、三星、小米、OPPO、vivo和榮耀等品牌的手機中。5G通信的持續創新將進一步推動物聯網、智能穿戴、汽車電子等行業的發展。因此，BAW濾波器在下游應用中具有廣泛的發展空間和巨大的市場潛力，成為各大科技企業競相布局專利的重點。

　　在全球范圍內，BAW濾波器的專利布局已涵蓋超過3000個專利族。從專利申請的趨勢來看，2000年以前，BAW相關專利申請數量較少。在2001年至2015年期間，專利申請量保持相對穩定，平均每年申請量約為30件。在2004年和2012年至2013年期間，出現了兩個較小的申請高峰，每年專利申請量超過了40件。自2016年以來，隨著5G技術的快速發展，BAW濾波器的重要性逐漸突顯，專利申請量呈現出激增態勢，從每年100多件增長至300多件，表明了該領域的研發熱情高漲。

　　根據對BAW濾波器領域全球專利申請量的統計，三星公司、博通公司和諾思（天津）微系統有限責任公司（下稱諾思公司）位列申請人前三名。盡管三星公司和諾思公司在專利儲備上具有較大數量，但它們的專利布局起步相對較晚，目前尚未進行大規模的BAW濾波器生產。博通公司的BAW業務主要源自安華高科技（Avago），兩者在2015年完成了并購，而安華高科技的相關專利布局始于1996年，并在2015年之前基本完成了其專利布局，構建了較高的專利壁壘。截至目前，博通公司BAW濾波器相關的專利申請已超過200件，主要類型為FBAR（薄膜體聲波諧振器），其專利技術主要涉及濾波器的結構和制造方法。

　　此外，威訊聯合半導體、高通公司和Resonant公司在該領域也具有舉足輕重的地位，目前相關專利申請數量均超過100件。在2022年，日本村田制作所（Murata）收購了一家射頻濾波器初創公司，主要是看中了后者發明的新型體聲波濾波器技術——XBAR濾波器。相較于傳統的BAW濾波器，這種濾波器的制造工藝簡單，可大大降低成本。

　　國內廠商積極布局

　　當前國內濾波器的自給率較低，手機濾波器主要依賴進口，存在較大的供給缺口，市場空間廣闊。盡管國外企業擁有核心技術和專利，對國內廠商構成了一定的進入壁壘，但是我國高度重視該領域技術的自主可控，積極推進產學研合作，濾波器國產化替代已成為必然趨勢。

　　國內目前有超過2000件BAW濾波器相關專利申請，其中60%以上的申請人為國內申請人。與全球專利申請量的發展趨勢相似，自2018年以來，國內該領域的專利申請量也進入了高速發展期。在排名前十的申請人中，有三星公司、博通公司和高通公司三家國外申請人，而國內的重要申請人則包括諾思公司、蘇州漢天下、電子科技大學、深圳新聲半導體、杭州左藍微電子、武漢敏聲以及中電十三所等。

　　應當指出的是，諾思公司與天津大學在BAW濾波器領域進行了深度合作，自2012年以來共同申請了超過200件專利，這些專利涵蓋了濾波器及雙工器的設計、制造和封裝等多個重要方面。值得注意的是，武漢敏聲作為一家新興企業，自2021年開始進行相關專利布局，其專利內容主要涉及濾波器結構、制造和封裝等關鍵技術，并且在產業化方面取得了重大突破。武漢敏聲與賽微電子合作，共同在北京建設了一條8英寸BAW射頻濾波器的大規模量產線，并已于2023年7月16日宣布實現BAW濾波器的量產。這些創新和突破展示了這些企業在濾波器領域的研發實力和市場競爭力。

　　總體而言，我國企業在BAW濾波器領域近年來迅速嶄露頭角，在國內申請量方面占據領先地位。然而，當前該領域市場仍由國外企業主導，原因在于這些國外企業較早且成功地布局了專利，形成了一定的專利優勢。因此，如何規避國外企業的專利，研發具備自主知識產權的量產技術以支持5G及下一代移動通信的發展，是目前亟待解決的問題。

　　針對這一問題，筆者建議，國內廠商除了跟蹤研究國外企業的技術發展路線，以期在傳統BAW濾波器技術上實現趕超外，還應考慮將新型XBAR濾波器等作為突破口。目前，該領域的專利申請量相對較少，國內廠商可以通過集中力量攻克這一新型技術，實現彎道超車。我們有理由相信，在產業鏈相關企業的共同努力下，我國國產5G射頻濾波器必將突破重圍，實現產業升級和繁榮發展。（通訊員：李云杰）

文章來源：中國知識產權網