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国产替代-为什么没有单片晶体滤波器

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由于美国的制裁因素,国内大多数厂家都在做去“美化”替代,华为已经实现了1万多颗料的替代。目前国内半导体行业发展比较迅速,基本上都能找到一些关键器件的替代,但是在寻找国产替代的过程中,发现贴片晶体滤波器国内没有厂家能做到。为什么晶体滤波器无法实现替代呢?  

1. 什么是晶体滤波器  

  

60年代中期,集成式晶体滤波器研制成功,晶体滤波器在小型化方面有了很大发展。石英晶体谐振器是最常用的晶体谐振器之一,它在滤波器中主要用作窄带通滤波器钽酸锂或铌酸锂晶体谐振器的耦合系数和频率常数较大,适用于制做高频宽带通滤波器。其他压电材料因温度稳定性较差,很少采用。  

2.晶体滤波器作用  

晶体滤波器采用集成工艺在压电基片上镀上若干对电极,每对电极构成一个谐振元件,基片两端的电极还兼有机电换能功能,极间部分起耦合元件的作用,这是一个带通滤波器。  

单片晶体滤波器采用集成工艺,有体积小、稳定性高、成本低等优点;通常做成带通,主要采用石英晶体作基片,工作频段在5~200MHz,相对带宽约为0.01%~0.3%。由于其工作原理和机械滤波器相同,也称作单片机械滤波器,这种滤波器也可用多块单片组成,以降低工艺要求。  

晶体滤波器在频率选择性、频率稳定性、过渡带陡度和插入损耗等方面都优越得多,已广泛用于通信、导航、测量等电子设备  

说到晶体滤波器不得不说SAW。  

SAW滤波器是在石英晶体钽酸锂(LiTaO3)铌酸锂 (LiNbO3)等构成的压电衬底上通过金属叉指换能器IDT实现能量的转换达到滤波的效果构成SAW滤波器的基本要素是叉指式换能器IDT和反射器Grating)。叉指换能器IDT),就是在压电基片表面上形成形状像两只手的手指交叉状的金属图案它的作用是实现声电换能反射器Grating设置在SAW的传播方向引发谐振  

SAW的矩形系数高,但是带外抑制不是太高,而且插损比较大
 

  

SAW和晶体滤波器有些时候可能会弄混,上图是KDS做的SAW和晶体的区分图。  

从图中可以直观的看到晶体和SAW的区别。SAW的带宽更宽,频率更高一些,常见晶体滤波器带宽在12.5k~50kHz;SAW带宽一般在300kHz以上。
寻过滤波器的工程师都知道SAW在国内生产厂家比较多,没有什么制约。那么到底是什么制约了国内厂家无法生产贴片晶体滤波器呢?  

他们最主要的区别就是材料  

晶体滤波器的原料是石英晶体,单片晶体滤波器制作需要极高的晶体控制工艺,这样的原料从供应商处了解只有日本有。(当然如果对工艺控制要求不高也是可以做晶体滤波器的,国产的插件式晶体滤波器也是有的,这些大部分都用在军工上,价格高  

SAW的原料是钽酸锂(LiTaO3)铌酸锂 (LiNbO3)这两个原料主要生产厂家国内较多。  

所以贴片式单片晶体滤波器国产无法生产的原因就是原料。  


来源:RF通信
半导体电子通信材料控制
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首次发布时间:2023-08-01
最近编辑:1年前
匹诺曹
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