基于GSAW技术的2.4GHz高性能滤波器

近日，偲百创（深圳）科技有限公司（Spectron）基于其新开发的GSAW（Guided Surface Acoustic Waves，归导式声表器件）技术推出了首款量产产品——符合WiFi 7标准的2.4GHz高性能滤波器SPT2442。与传统的SAW或TCSAW（温度补偿SAW）器件不同，GSAW技术是利用转移并结合在载体衬底上的单晶压电薄膜来限制和归导声波在单晶薄膜内的传播。通过这样的方式，GSAW技术可以在更广泛的范围内达到更卓越的品质因数，同时实现高机电耦合（k²）和更低的温漂系数（TCF, Temperature Coefficient of Frequency）。

随着5G和WiFi的发展，市场对能够满足5G和WiFi相互共存的高性能、高频滤波器的需求日益显著。目前，BAW（Bulk Acoustic Wave，体声波滤波器，包括FBAR）是2 GHz ~ 3 GHz频率范围内高性能滤波器的代表。而随着GSAW这一性能比肩BAW但工艺更简化，且极具性价比技术的发布，相信未来将逐步打破BAW在2 GHz ~ 3 GHz频率范围高端产品的垄断地位，给客户提供更为多元化的技术解决方案！

SPT2442和B4双工器实物对比图

管脚分布图

性能优势：

2.4 GHz WiFi滤波器，左边带与常用的LTE Band 40比邻，右边带与5G N41频段、LTE Band 7邻近，因此其滤波器必须兼顾高滚降和高抑制的性能才能满足WiFi与LTE/5G共存的要求。本次Spectron发布的基于完全自主知识产权GSAW技术的WiFi滤波器，产品尺寸为：0.9mm x 0.7mm x 0.5mm，工作频率为：2401 MHz ~ 2483 MHz。在达到低插损的同时，还兼顾对B40/N41/B7频段的高抑制，带内插损、带外抑制表现优异。通带插损典型值(25℃下通带内最大插损)小于1.8 dB，对带外LTE Band 40(2300 MHz ~ 2370 MHz)的抑制超过45 dB，普通SAW产品在该处的抑制通常为25 ~ 30 dB，对带外5G N41和LTE B7的抑制超过40 dB，普通SAW产品在该处的抑制通常为25 ~ 30 dB。该产品综合性能已经达到国际一流水准。

实测插损和带外抑制结果如下：

注释1: 温度为25℃情况下，S参数上任取18 MHz得到的算术平均值

注释2：温度为25℃时，S参数任取5 MHz得到的算术平均值

频率响应

通带内插损

对B40频段的抑制

对N41和B7频段的抑制

本次发布的GSAW产品与传统SAW滤波器相比，具有以下优势：

1、品质因数，传统SAW工艺的品质因数在2 GHz~3 GHz只能达到几百到1000的水平，而GSAW的品质因数达到了3500以上，使得产品能拥有更小的插损和更陡的滚降；

2、温漂系数，传统SAW的温漂系数通常为- 40 ppm/K，在高频时，随着温度的变化，频率会产生非常大的漂移。而GSAW技术的实测温漂值约为- 10 ppm/K，即使在温度变化时，频率波动极小，最大程度的保证了最终产品的温度稳定性。

以上优势来源于GSAW器件结构对声波能量更好的归导，让能量泄露最小化，温补效益最大化，并同时解决声能限制在器件中带来更多的杂散模式。所以，开发过程中需要仔细的抑制和优化才能实现满足客户需求和达到应用场景要求的产品。

GSAW的设计空间较传统SAW和TC-SAW复杂很多，在材料切割、声波传播方向、材料堆叠定制，以及振模跟踪和混用方面具有更广的设计自由度和创新诀窍（knowhow）。

因此，基于这项新技术的产品研发也面临其独特的挑战。Spectron利用其内部开发的具有自动优化算法的设计平台来跟踪和抑制杂散模式，实现了GSAW器件技术的最佳潜力，使2.4 GHz WiFi滤波器拥有了前所未有的优异性能。SPT2442在插损、带外抑制和尺寸方面能够媲美甚至超越日本竞争对手花了几十年时间创造并优化出的最佳产品。

研发 & 期待

Spectron开发的GSAW 2.4 GHz高性能滤波器目前是中国国内市场的性能领导者，超过了国内任何基于BAW或SAW的同类产品。作为滤波器前沿公司，Spectron通过长期对自主研发的大力投入，实现了在高端滤波器产品上的突破，推出了契合客户使用需求的系列小型化产品，并在性能与集成度方面不断提升。Spectron计划将GSAW技术扩展到中高频段的高端产品应用上，以满足Spectron客户对性价比的多样化和全面需求。

　　审核编辑：汤梓红