1、規劃
移動通信行業的發展離不開射頻前端。射頻前端作為無線連接的核心組件，其性能直接關係到無線通信信號的質量。射頻濾波器是移動通信射頻前端的核心部件之一，主要起到濾波、隔離、選頻等作用，其中聲表面波濾波器由於具有體積小、性能優良、一致性高、且成本顯著優於體聲波濾波器等優點，成為射頻濾波器中市場規模最大、使用場景最為廣泛的一類濾波器。長期以來，聲表面波濾波器市場和技術為美日巨頭所壟斷，我國濾波器企業起步晚，資金、人才和技術均長期處於落後局面。經過近些年的發展，時至今日，國產化率水平依然較低，特別是模組用高端小型化產品更是幾乎空白。
銳石創芯以PA為基石，經歷從研發到量產出貨的蛻變，產品通過了客戶考驗並得到信賴，特別是贏得了手機終端品牌客戶的認可。在射頻收發模組中，通信頻段越來越“擁擠”，尤其是Phase7 和Phase8 等5G產品。晶圓級封裝的高性能聲表面波濾波器因需與PA、LNA及開關進行SIP封裝，成為了模組產品的瓶頸。為了實現射頻產品中的皇冠產品L-PAMiD研發及量產，銳石創芯於2021年啟動了聲表面波濾波器產品的戰略布局。
2、建設
濾波器產線建設項目自啟動後，於13個月之內完成從平場打樁到首台設備進廠，隨後3個月內實現Normal SAW的順利通線，並於通線後6個月進入風險量產階段。
工廠占地面積120畝， 一期建築面積2.3萬平方米。目前已完成八寸半導體廠房標準建設，遠期可以支持6萬片/月高端聲表面波濾波器晶片製造。
3、工藝
銳石創芯聲表面波濾波器產線憑藉業界一流的設備與經驗豐富的工藝團隊，不斷攻克Normal SAW與TC-SAW量產過程中的技術難題。產品良率穩步提升，逐步達到領先水平。
Normal SAW高/低頻表面形貌及橫截面
諧振器測試曲線和Q值
4、產品
銳石創芯聚焦高性能濾波器、多工器及相關模組產品的開發。通過自主研製微聲濾波器設計平台，形成從材料、諧振器結構到晶片設計的濾波器端到端研發能力，整合聲學、電磁學、熱力學等多物理場協同仿真方法。該平台不但可以實現濾波器小信號的高精度仿真，而且具備大功率下濾波器晶片熱分布模擬和非線性仿真的能力，為研製可應用在L-PAMiD模組中的高性能濾波器奠定了堅實的基礎。
目前，在此基礎上已推出了Normal-SAW/TC-SAW/ML-SAW技術的多款產品。相關產品採用BD(Bare Die)/WLP(Wafer Level Package)/CSP(Chip Scale Package)三種封裝形式，其中BD濾波器應用於DiFEM/L-DiFEM模組產品，WLP濾波器應用於L-PAMiD模組產品。CSP濾波器封裝尺寸為1.1mm*0.9mm，CSP雙工器封裝尺寸為1.6mm*1.2mm，可應用於手機、物聯網等領域。
1、Normal SAW 工藝及產品性能相對於其他兩種SAW技術，儘管Normal-SAW的Q值相對較低，仍因其具有明顯的成本優勢，被廣泛應用於接收濾波器或頻率間隔較大的雙工器頻段。銳石創芯採用Normal-SAW 工藝推出了Band1/Band5雙工器。其中Band1 Tx 帶內IL典型值1.6dB，Rx 帶內IL典型值1.8dB，在Tx頻率段和RX頻率段的隔離度典型值分別為56dB和55dB；Band5 Tx 帶內IL典型值1.4dB，Rx 帶內IL典型值1.6dB，在Tx頻率段和RX頻率段的隔離度典型值分別為55dB和57dB。
Band1雙工器
Band5雙工器
2、TC-SAW 工藝及產品性能相比Normal-SAW，TC-SAW具有更高的Q值和高優的頻率溫度穩定性，但存在雜模抑制困難、功率耐受力較差、工藝難度大等技術挑戰。銳石創芯目前已全面突破TC-SAW設計與工藝難點，研製出具有自主智慧財產權的諧振器結構，在兼具橫模抑制的同時實現了諧振器的高Q值。採用該技術，銳石創芯推出了多款高性能濾波器及雙工器晶片，包括Band1/Band3/Band8/Band20/Band28A/Band34+39等。其中：
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Band1 Tx 帶內IL典型值1.3dB，Rx 帶內IL典型值1.4dB，在Tx頻率段和Rx頻率段的隔離度典型值分別為60dB和60dB;
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Band3 Tx 帶內IL any 4.5M積分典型值1.6dB，Rx 帶內IL any 4.5M積分典型值2.3dB，在Tx頻率段和Rx頻率段的隔離度典型值分別為55dB和55dB;
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Band8 Tx 帶內IL典型值1.5dB，Rx 帶內IL典型值2.1dB，在Tx頻率段和Rx頻率段的隔離度典型值分別為55dB和57dB;
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Band20 Tx 帶內IL典型值1.2dB，Rx 帶內IL典型值1.5dB，在Tx頻率段和Rx頻率段的隔離度典型值分別為58dB和58dB;
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Band28A Tx 帶內IL典型值1.2dB，Rx 帶內IL典型值1.5dB，在Tx頻率段和Rx頻率段的隔離度典型值分別為58dB和58dB；
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Band34+39 dual SAW 濾波器中Band34 帶內IL典型值1.5dB，Band39 帶內IL典型值1.4dB；
Band3雙工器
Band8雙工器
Band20雙工器
Band28A雙工器
Band34+39 dual SAW 濾波器
銳石創芯通過對大功率下濾波器應力場和熱場仿真技術、耐功率金屬薄膜製備技術、高緻密溫補薄膜製備技術的攻關，成功解決了TC-SAW功率耐受能力差的難題。TC-SAW Tx濾波器50歐姆下的極限功率均達到33.5dBm以上，部分頻段如Band20/Band28A/Band34+39達到了35dBm；6:1 VSWR下，功率耐受為32~33dBm。通過自研L-PAMiD的驗證，相關產品均滿足了模組功率耐受的要求。
Band34 濾波器極限功率測試曲線
Band39 濾波器極限功率測試曲線
3、ML-SAW 工藝及產品性能在三種技術中，ML-SAW具有最高的Q值和頻率溫度穩定性。因雜模的Q值也比較高，雜模抑制難度比TC-SAW更大。銳石創芯通過技術創新，提出了具有自主智慧財產權的諧振器結構，實現了優異的橫模抑制。採用該技術推出了多款高性能濾波器及多工器晶片，綜合性能比肩國際一流水平。具體產品包括Band1+3/Band40/Band41。其中：
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Band 1+3四工器中Band1 Tx帶內IL典型值1.3dB，Band1 Rx帶內IL典型值1.3dB，Band3 Tx帶內IL典型值1.6dB，Band1 RX帶內IL典型值1.9dB，在Band1 Tx頻率段和Rx頻率段的隔離度典型值分別為56dB和58dB，在Band3 Tx頻率段和Rx頻率段的隔離度典型值分別為56dB和60dB；
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Band40帶內IL典型值1.50dB，帶外抑制WiFi-CH05積分抑制典型值30dB;
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Band41帶內IL典型值1.85dB，帶外抑制WiFi-CH10積分抑制典型值23dB。
Band1+3四工器測試曲線
Band40濾波器測試曲線
5、生產與質量
眾所周知在4G通信系統應用前，聲表面波濾波器的產業規模並不大。其雖採用半導體工藝，但在製程管控、生產追溯性和量產規模等方面與半導體產品的要求差距很大。伴隨著聲表面波濾波器在4G及5G手機終端的規模化需求，其生產產線的管控要求等也逐步與半導體產品趨同。
銳石創芯聲表面波濾波器6吋晶圓生產線，採用了業界頂級12吋自動化解決方案，可達到晶圓級製程控制。全程確保賬實一致，設備菜單自動選擇率98%以上，生產原料全程自動校驗，嚴格確保生產出貨過程依規進行。配備設備參數檢測、設備菜單參數檢測等系統，確保生產前設備處於良好狀態；配備缺陷偵測系統、過程統計系統和製程參數自動調節系統，確保生產中設備和產品參數符合要求；配備電學不良偵測系統和影像不良偵測系統，確保出貨品質達到預設目標。同時，設備的預防性保養和報警管控、物料的流轉、生產環境的監測均納入系統管理，做到“嚴進嚴出”、“過程可控”、“全程追溯”，每一片晶圓的生產過程在系統管控下，均有詳實記錄。
6、總結
歷時三年，銳石創芯聲表面波濾波器產品線已完成從0到1的突破。無論是頂層的設計平台建設及產品設計，還是從工藝打通到穩定流片的生產過程，亦或是良率攻關到產出等生產結果，銳石創芯聲表面波產線均具備了良好的基礎，蓄勢待發。在實現L-PAMiD產品之路上，聲表面波濾波器產線已在劈波揮槳奮勇拼搏中。後續文章將展示L-PAMiD產品性能，敬請期待。
銳石創芯
銳石創芯是一家專注於4G、5G射頻前端分立器件及模組的研發、製造及銷售的高新技術企業，同時也是國家級專精特新小巨人企業。公司具備射頻前端產品所需全系列晶片的設計及模組化能力，並戰略布局濾波器晶圓製造。公司產品廣泛應用於智慧型手機、物聯網及智能穿戴設備等領域。
銳石創芯成立於2017年，總部位於深圳，在上海、重慶、成都、韓國均設有分支機構。自創立以來，銳石創芯堅持“科技創芯+國產替代”戰略，在積極探索射頻前端核心器件國產化方案的同時，通過持續技術研發，在晶片設計、模組集成方案設計、封裝測試等環節均形成了較強的核心技術優勢，並對濾波器設計、製造、封裝測試等環節進行了多方面布局，為公司不斷開發及疊代高品質射頻前端產品積蓄了充足勢能。公司已陸續推出4G Phase2, 5G Phase5N, Sub6G L-PAMiF, Sub3G L-PAMiD, WiFi FEM, 濾波器，射頻開關，天線調諧開關 (Antenna Tuner), LNA Bank, 分集接收模組DIFEM, L-FEM等射頻前端產品，以滿足國內外市場對射頻前端產品的巨大需求。
銳石創芯擁有由多名博士帶領的高水平、高素質設計團隊，已獲得授權專利二百餘項。公司已獲得深圳市技術攻關重點項目、深圳市新一代信息技術產業扶持計劃項目及國家、省、市級人才項目等項目的支持。
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