氧化鎵濾波器是指基于第四代超寬禁帶半導體材料氧化鎵(Ga2O3)壓電薄膜的濾波器。
濾波器是一種濾除某種波形的器件,是射頻前端芯片中價值量最高的細分領域。濾波器分為LC濾波器、壓電濾波器,其中壓電濾波器又分為BAW(體聲波)濾波器、SAW(表面聲波)濾波器。濾波器是無線通訊技術的核心元器件,直接決定著通信設備的工作頻段和帶寬。
根據新思界產業研究中心發布的
《2025-2029年氧化鎵(Ga2O3)濾波器行業市場供需現狀及行業經營指標深度調查分析報告》顯示,近年來,隨著5G、6G、衛星通信等技術發展,信號頻率不斷向高頻段邁進,市場對濾波器提出了更嚴苛的要求,具有高帶寬、低插損、穩定性等特點的濾波器成為了通信行業的迫切需求。在高頻段下,氧化鎵濾波器的信號損耗更低、穩定性更高,能夠滿足高速率、大容量通信要求,受到了廣泛關注。
氧化鎵薄膜是氧化鎵濾波器的核心部分。氧化鎵是一種寬禁帶半導體材料,有剛玉結構的α相、單斜晶系的β相、六方或斜方晶系的ε相、斜方晶系的δ相等多種晶相結構,其中ε相氧化鎵具有優異的壓電效應、高頻特性,是制造5G、6G高頻濾波器的理想材料。
濾波器制造工藝復雜,在高頻濾波器市場上,美日企業已構建了極高的專利及技術壁壘,占據著市場主要份額,包括美國博通(Broadcom)、美國Qorvo、美國Skyworks、日本TDK、日本太陽誘電、日本村田(Murata)等。我國高頻濾波器產業面臨著卡脖子風險,國產濾波器突破需求緊迫。
目前美日濾波器主要依賴氮化鎵、碳化硅等第三代半導體材料或氮化鋁(AlN)壓電薄膜,基于氮化鋁壓電薄膜的BAW器件是射頻濾波器領域的主流器件。氧化鎵在禁帶寬度、擊穿場強等方面優于第三代半導體材料,且氧化鎵濾波器技術避開了國外廠商現有發明專利限制,有望真正實現國產濾波器的自主可控。
福建晶旭半導體有限公司是目前國際上唯一一家具備氧化鎵基BAW濾波器芯片自主量產交付能力的企業,其基于氧化鎵壓電薄膜的高頻濾波器芯片生產項目預計于2025年9月正式投產,屆時有望解決我國在5G射頻濾波芯片領域的卡脖子問題。
新思界
行業分析人士表示,氧化鎵濾波器能滿足高速率、大容量通信的需求,在5G移動設備、網絡基礎設施、航空航天、國防軍工等領域具有廣闊應用前景。目前濾波器領域的話語權與專利權長期被日美企業把持,受專利限制,濾波器國產化突破難度大,基于第四代超寬禁帶半導體材料氧化鎵的濾波器繞開了現有發明專利限制,有望推動高頻濾波器國產化進程。
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