射频滤波器：国产化困局下的成本突围之道

Tom Chen

射频滤波器作为智能终端中射频器件的关键部分，其国产化难题一直备受瞩目。自 2017 年以来，中国企业在该领域从寥寥无几发展到了五六十家之多。


射频滤波器的技术体制极为庞杂，每一种技术体制的滤波器都需要依赖 EDA（电子设计自动化）、Fab 厂（晶圆制造厂）、特殊材料以及封测等诸多要素紧密配合。这些要素相互交织、相互影响，形成了一个极为复杂的生态系统。就好比一台精密的机器，任何一个零部件的缺失或故障都可能影响整个系统的正常运转。


市场需求也是层次多样，从对滤波器性能要求极高的高端通信设备，到对成本极为敏感的低端消费电子，需求跨度极大。这就使得无论是企业、资本还是地方政府，在面对射频滤波器这个 “庞然大物” 时，都陷入了一种认知的混乱局面。


前些年 IPO 政策存在着明显的导向失误，只看重销售数据而忽略了毛利水平。这就像在一片迷雾中，为各种逻辑的滤波器企业的涌现打开了一扇便利之门。一时间，各种打着不同旗号的滤波器企业如雨后春笋般冒了出来，让人眼花缭乱。


射频滤波器有着独特的特点，在放松成本约束的情况下，很容易做出满足低端市场需求的产品并进行大批量低价销售。这就好比用制造奥迪配件的标准和工艺，去打造一个类似奥拓的产品，然后以摩托车的价格进行销售。在这种对滤波器认知比较差的环境氛围下，多数企业都觉得走这条看似轻松就能获得认可和支持的道路是最为明智的选择。毕竟，走强约束条件的道路，意味着要用最便宜的材料、最经济的工艺，同时还要保证极高的良品率，这不仅需要投入大量的时间和精力去摸索和优化，而且在短时间内很难看到成效，能理解并坚定走这条路的人少之又少，自然也就不容易获得各方的支持和认可。


从滤波器行业的三个阶段来看，商业本质始终是价格和成本。国际大厂凭借其多年积累的技术优势和品牌影响力，构建了极为稳固的价格体系，想要突破其价格体系几乎是不可能完成的任务。而国内市场则受到供求关系的动态变化的影响，价格波动是一种正常现象。在低端市场中，由于企业之间的激烈竞争，价格大幅波动更是家常便饭。


在这种情况下，我们先暂时抛开供求关系等外部因素的影响，单从企业自身的发展角度来看，成本控制无疑是企业实现可持续发展的基石。半导体的规模效应在成本控制中起着决定性的作用，最终的 BOM（物料清单）成本很大程度上是由材料和工艺决定的。这也就是为什么全球最强的滤波器公司如村田和 RF360 / 高通，会选择以 SAW（声表面波）/TC（温度补偿）/IHP（异质结双极型晶体管）为主导技术体制，而以 BAW（体声波）/FBAR（薄膜体声波谐振器）为辅的原因。


企业的技术能力能否充分发挥材料的物理极限是另一个关键因素。这里所说的发挥材料物理极限的内涵包括：在相同的材料和工艺条件下，企业是否有能力让产品的性能更优；在满足同样的市场需求时，企业是否能够巧妙地选用最为便宜的材料和工艺来实现产品的生产。根据 “材料 + 工艺” 的标准，滤波器的技术体制可以清晰地分为三个阶段，分别是 Normal Saw - TCSAW - IHPsaw/BAW/FBAR。低阶的技术体制虽然在成本上具有明显的优势，意味着成本更低，但同时也意味着物理极限的天花板相对较低；而高阶的技术体制虽然成本较高，但是其物理极限的天花板也相应较高。这就存在一种有趣的现象，当低阶的材料和工艺无法满足产品的需求，或者在某些关键性能指标上表现不佳时，此时若采用更高阶的技术体制来实现产品的目标，反而会变得相对容易。


市场需求中不同 band（频段）的滤波器产品难度存在着明显的差异，这与每个 band 的 Gap/FC（频率间隙 / 载波频率）、Bw/FC（带宽 / 载波频率）密切相关。这就要求企业在进行产品设计和研发时，要根据不同 band 的特点和需求，精准地选择合适的技术体制和材料工艺组合，以达到在满足性能要求的前提下，最大限度地控制成本的目的。


良品率 / 一致性、功率耐受、产线效率、EDA 准确度、Q 值等底层技术能力都直接关系着成本控制。同样的产线投入，不同企业在实际运行中发挥出来的效率却有着天壤之别。有的企业能够通过优化生产流程、加强员工培训等方式，让产线高效运转，从而大大降低单位产品的生产成本；而有的企业则由于管理不善、技术水平有限等原因，导致产线效率低下，在长期的运行过程中产生了高昂的成本。此外，在耐受功率技术不过关时，为了保证产品的安全性和可靠性，企业可能不得不采用更大尺寸的 die（芯片）来实现相同的功能，这无疑会大幅增加生产成本；当产品的一致性差、良品率低时，企业就需要通过多次 trim（微调）来精确对准频率，这也会导致成本急剧上升；在 Q 值无法达到理想水平的情况下，企业为了提升产品的性能，不得不采用高阶的材料和工艺来生产产品，这同样会使成本大幅增加；而在 EDA 工具不准确的情况下，企业往往会采取反向工程的方式，通过不断地调整工艺来提升产品性能，但这种方式必然会导致良品率不高，从而增加成本。


正向研发和逆向工程也是影响成本的重要因素。正向研发是企业通过自主创新和研发，从底层技术开始逐步攻克难题，实现产品的升级和优化。虽然正向研发的过程漫长而艰难，需要投入大量的人力、物力和财力，但从长远来看，它是企业实现核心技术突破、提升产品竞争力的根本途径。逆向工程则是通过对现有产品进行拆解和分析，来获取相关技术信息和经验，从而快速推出类似产品。虽然市场对逆向工程保持着一定的宽容态度，但它在成本控制方面存在着较大的局限性。因为逆向工程往往只是简单地模仿和复制，无法真正掌握核心技术，在后续的生产过程中可能会面临诸多技术难题和成本增加的风险。


在射频滤波器国产化面临着重重困局的当下，企业必须深入地探究成本控制的关键因素，不断提升自身的技术实力和管理能力。在技术路线的选择上，要充分结合市场需求和自身的实际情况，合理地选用不同阶段的技术体制；在材料和工艺的选用上，要像精打细算的家庭主妇一样，在保证产品质量的前提下，尽可能地选择性价比最高的材料和工艺；在生产过程的各个环节，都要严格把控，不断优化生产流程，提高产线效率，确保良品率和一致性达到较高水平。只有这样，企业才能找到适合自己的成本突围之路，在激烈的市场竞争中站稳脚跟，推动射频滤波器国产化进程不断向前发展，实现企业自身的可持续发展和壮大。

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