赛微电子-BAW滤波器通过验证并启动试产!


06/13

2022

  2022年6月12日,北京赛微电子股份有限公司与国家集成电路产业投资基金共同投资的赛莱克斯微系统科技(北京)有限公司(简称“赛莱克斯北京”)“8英寸MEMS国际代工线”(北京FAB3)代工制造的某款BAW(Bulk Acoustic Wave,带谐振腔体声波滤波器,包括BAWSMR-固体安装谐振器和FBAR-薄膜体声波谐振器)通过了客户验证。

  

 

  FAB3某款BAW滤波器8英寸晶圆工艺研发团队

  经过对该批次BAW滤波器进行频段抑制、带内插损、电压驻波比等性能测试及高加速温湿度应力、高低温贮存寿命、机械及跌落冲击等可靠性验证,产自北京FAB3滤波器的性能、良率均达到或优于设计指标要求,与国际射频巨头厂商的同类别产品指标相当。该客户已同步签署试产订单,北京FAB3启动首批BAW滤波器8英寸晶圆的小批量试生产。

  该客户是一家本土射频前端MEMS滤波器芯片设计公司,核心团队具备丰富经验,拥有核心知识产权,致力于实现BAW滤波器的国产替代及广泛应用。

  随着信息技术的进一步发展,高速化信息处理、高频化信号传输成为数字电路发展的新特征,伴随着不断增加的信息量及信息传输效率需求,终端设备也朝着高频化迅速过渡。在高频率信号状态下,因材料的趋肤效应、电介质极化等因素,绝缘材料的电隔离度大大下降,高频通信终端里各射频、微波单元间的信号传输路径、多传输线路的交错等造成了严重的电磁干扰、噪音等问题。传统工艺制造的射频微波器件难以在高频通信中得到有效地应用 (主要是难以解决高隔离度要求与小尺寸和高集成度的矛盾),而采用MEMS制造工艺能够解决传统工艺的不足,通过特殊的精细结构来有效控制电磁波信号的各种传输损耗,具有高频状态低损耗、低噪音、散热能力良好的特点,使得以新MEMS工艺制造的高频通信器件能够广泛应用于卫星接收、基站、手机、导航、运输、仓储等各类领域。

  

晶圆级封装FABR滤波器内部结构示意图

 

  射频前端包括滤波器、PA、开关、LNA等细分市场,Yole Development预计2025年可达250亿美元规模,目前绝大部分前端市场被Skyworks、Qorvo、Broadcom(Avago)、村田MURATA及RF360(Qualcomm旗下)等国际射频巨头所垄断,国产器件自给率较低。

  

 

  国际射频巨头厂商

  其中,滤波器是射频系统中最重要的元器件,性能优劣直接影响各频段信号通信质量,是射频前端芯片中价值量最高的细分领域。随着通信技术的发展,通信频段数量从2G 时代的个位数增长至5G 时代的约70-100个。手机滤波器多采用声波滤波技术,而滤波器按照声波传递类型,分为SAW(Surface Acoustic Wave,声表面波滤波器)和BAW(Bulk Acoustic Wave,带谐振腔体声波滤波器,包括BAWSMR和FBAR)两类细分市场,其中SAW 工艺更加类似传统集成电路,而BAW 工艺则需要MEMS 声学结构以及压电材料的长期积累,所需工艺制造步骤数倍于SAW,技术难度较高且单价更高。

  2020年,全球滤波器市场规模约为66.25亿美元,其中SAW滤波器市场规模约为38.57亿美元,FBAR(薄膜体声波谐振器)滤波器市场规模约为12.08亿美元,BAWSMR(固体安装谐振器)滤波器市场规模约为6.97亿美元。在全球市场,滤波器行业市场集中度较高,日美系厂商凭借先进技术形成垄断和壁垒,BAW 滤波器龙头公司Broadcom(Avago)的市场占有率更是高达90%。在中国市场,滤波器国产化整体进程仍处于初步阶段,国内行业整体技术水平与国外领先厂商相比仍存在较大差距,国内滤波器产业的发展尚无法满足国内需求,大量仍依赖进口。

  在高频通信时代,因考虑到供应链安全,我国下游终端客户对滤波器的国产替代需求愈发迫切,越来越多的本土厂商在努力积累技术和工艺、尝试打破当前由日美系厂商垄断的市场格局。

  赛微电子以半导体业务为核心,面向高频通信背景下的物联网与人工智能时代,一方面重点发展MEMS工艺开发与晶圆制造业务,一方面积极布局GaN材料与器件业务,致力于成为一家立足本土、国际化发展的知名半导体科技企业集团。

  赛莱克斯北京是由公司全资子公司北京赛莱克斯国际科技有限公司与国家集成电路产业投资基金股份有限公司共同投资的8英寸MEMS国际代工线项目公司,主要从事MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems的缩写,即微电子机械系统,简称为微机电系统)的生产代工业务。

  

 

  北京8英寸MEMS国际代工线

  瑞典战略产品检验局(the Swedish Inspectorate of Strategic Products,简称为 ISP)于2021年10月否决了公司全资子公司Silex Microsystems AB(简称“瑞典 Silex”)于 2020年11月向瑞典 ISP 提交的其向北京FAB3提供技术服务与支持的许可申请,瑞典Silex与北京FAB3于2018年签署的《技术服务协议》及《许可协议》被迫中止。

  

 

  瑞典战略产品检验局

  在此背景下,北京FAB3继续加大研发投入,自主积累基础工艺,积极探索各类MEMS器件的生产诀窍,努力为通信、生物医疗、工业汽车、消费电子等各领域客户,尤其是中国本土客户提供优质的MEMS工艺开发及晶圆制造服务,积极推动公司在本土形成和提升自主可控的MEMS生产制造能力,加速国产替代。2019-2021年,赛微电子研发费用分别达1.10亿元、1.95亿元、2.66亿元,占营业收入的比重分别为15.39%、25.54%、28.69%。

  

 

  北京FAB3洁净间黄光区一角

  本次BAW滤波器的验证通过和启动试产,标志着北京FAB3在MEMS高频通信器件领域的专业制造能力达到一个新的里程碑,公司技术团队将继续努力奋斗,持续改进工艺、提高良率,尽快实现BAW滤波器的规模量产并持续丰富生产制造序列。

  赛微电子欢迎与全球尤其是中国本土各领域MEMS设计厂商开展广泛合作,为中国MEMS产业生态的进一步发展贡献一份自己的力量。