在5G通信技术快速发展的背景下,载波聚合技术已成为提升网络传输速率的关键手段。其中,Band1与Band3的频段组合凭借其广泛的全球部署和强大的终端支持能力,成为欧洲、亚洲、澳洲等地区20余家主流运营商的首选方案,同时也是国内4G/5G非独立组网的核心配置。在此基础上,通过引入Band66频段支持,实现了“一芯三频”的广域覆盖能力,进一步提升了网络性能。
Band1频段覆盖发射频率1920-1980MHz、接收频率2110-2170MHz(支持Band66接收扩展至2200MHz),Band3频段覆盖发射频率1710-1785MHz、接收频率1805-1880MHz。作为该方案的核心器件,B1+B3+B66四工器需在极小空间内集成四个高性能滤波器,同时满足严格的插入损耗、交叉隔离度和功率容量要求。由于设计难度极高,这一领域长期被国际厂商垄断,成为国产滤波器产业重点突破的方向。
随着智能手机向轻薄化、全面屏方向发展,射频前端器件的小型化需求愈发迫切。声表面波(SAW)滤波器作为射频前端中用量最大的器件,其尺寸直接决定模组整体占位面积。全球SAW滤波器市场由日美企业主导,在高端B1+B3四工器领域占据超过90%的市场份额。2025年,高通RF360实现1.6×1.2mm封装规格的量产,创下当时业内最小量产尺寸纪录。
将B1+B3四工器封装尺寸缩小至1612规格并保持性能,需要攻克三大技术难题:首先是芯片尺寸与功率容量的矛盾。芯片面积缩减导致叉指电极布线空间受限,单位面积电流密度显著增加,同时散热面积减小,高功率下易发生功率烧毁。这种失效模式是声迁移、热效应与电效应共同作用的结果,需从材料、结构和散热设计多维度优化。其次是尺寸与插入损耗的平衡。小型化后电极电容和声波路径缩短,通常会导致插损增加,影响接收灵敏度和发射效率,这对材料选择和工艺控制提出极高要求。最后是四路信号的交叉隔离度挑战。四个滤波器集成在狭小空间内,频段间距较近,需确保发射与接收通道间隔离度超过55dB,这对电磁屏蔽设计构成严峻考验。
针对这些技术瓶颈,某国产厂商经过多年研发,成功推出TF-SAW高性能B1+B3+B66四工器。该产品芯片尺寸仅为1.3×0.9mm,创下业界最小纪录,同时兼容1612和1511两种封装规格。其中1511封装通过引脚兼容设计,实现了与1612焊盘的无缝对接,为客户提供更灵活的选择。这一突破使国产器件在最小封装规格领域达到国际领先水平。
在可靠性方面,该产品在85℃高温条件下破坏功率达到35dBm,较5G手机常规发射功率留出充足安全余量。这一成就得益于三项关键技术创新:通过铜掺杂铝电极、钛底层诱导和叠层电极结构,提升晶粒织构质量并减少大角度晶界;优化芯片到封装底部的热传导路径,降低热阻;借助功率仿真和烧毁模式分析,针对性调整谐振器频率和电容参数。这些措施有效解决了小型化器件的功率耐受难题。
性能测试显示,该产品在插入损耗、隔离度、带外抑制和温漂系数等核心指标上均达到国际一线水平。具体数据包括:Band3发射频段插损1.55dB,接收频段2.1dB;Band1发射频段1.4dB,接收频段(含Band66扩展)1.3dB;各端口隔离度超过55dB;温漂系数控制在-10ppm/℃;带外抑制深度满足运营商规范要求。这些指标表明,国产器件在缩小尺寸的同时,成功实现了性能对标国际高端产品。
