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CoverFeature 封面专题

MHz范围内提供1.2 dB低插入损耗，覆盖U-NII-1和U-NII-2A频 的仿真平台，该平台针对压电器件（如SAW和BAW）的多物
段，在345 MHz范围内具有52 dB的典型衰减，以满足与U-NII- 理场分析进行了优化。这一平台可以降低这类产品成本、风险
2C和U-NII-3频段共存的严格抑制要求（见图3）。现有的介质 和上市时间。
谐振器（DR）滤波器尺寸要大23倍，需要屏蔽罩解决干扰带 由于器件的复杂性和尺寸，SAW/BAW滤波器的优化是
来的隔离问题。 一项具有挑战性的任务。OnScale的仿真平台非常适合这类问
基础设施市场正在研究全维度MIMO或大规模 MIMO架 题，其采用高效的有限元分析方法（FEA）并在云端进行无缝
构，这些架构使用大规模天线阵列，每个阵列单元都有自己的 链接。图5显示了一个SAW滤波器的3维模型，它具有100对交
收发器，可以提供更高的频谱效率。这些新的基站系统可能是
新兴5G的主要解决方案，也是4.5G和4.9G LTE网络中传统宏 10,000
小区BTS的替代方案。FD-MIMO架构支持FDD和TDD频段， Reduction in Q vs
并在工作频率为2至5 GHz的32T32R至64T64R配置中提供1至4 unit cell simulation
W的平均功率。这些大规模阵列系统将需要一种替代的滤波器 1,000
技术，实现尺寸/重量的减轻，并且实现大批量表面贴装。传
统上，宏单元式腔体滤波器尺寸较大并且通常需要手动组装， 100
因此对于FD-MIMO系统而言并不理想。多晶BAW滤波器用于
微微蜂窝和微蜂窝BTS，但可能无法实现1 W以上的功率处理 Impedance (Ohms)
能力。高功率单晶技术为开发5G FD-MIMO系统的主要BTS 10
OEM们提供了非常有潜力的范例。Akoustis展示了安装在标准 Spurs are evident
above and below the
层压板上的BAW 滤波器芯片，能够在2.6 GHz处理> 10 W的平 main resonance
均功率（见图4）。这种功率处理能力为BAW滤波器的设计提 1
供了充足的功率余量空间，可提供半导体价格水平的小尺寸表
1.2e+09 1.3e+09 1.4e+09 1.5e+09 1.6e+09 1.7e+09 1.8e+09
面贴装器件。 Frequency (Hz)
图6：三维全波优化后的SAW滤波器阻抗曲线。
总结
Akoustis Technologies是数十亿射频滤波器市场的新成
员，并通过单晶压电材料的科学创新开辟了自己的道路，为
3至6 GHz频段提供高性能BAW 滤波器，用于新兴5G移动、
Wi-Fi和基础设施应用。除了这些最大的市场，Akoustis还在
关注其他市场，如汽车C-V2X（或DSRC）以及用于L、S、C
和X波段相控阵雷达和通信系统的军用IF / RF滤波器。

为用于5G的下一代射频滤波器的设计赋能
Enabling Design of Next-Generation RF Filters for 5G
(a) (b)
Gerry Harvey,
OnScale, 图7：导入的GDSII模型和五边形FBAR滤波器的仿真。
Cupertino, Calif.

虽 然4G LTE和LTE-Advanced技术仍在全球部署，但下一
代无线通信承诺在吞吐量、延迟和可扩展性方面实现巨
大升级。到2025年，新兴的无线5G市场预计将达到2500亿美
2
元的总价值 。 SAW滤波器和BAW滤波器已经用于4G设备，
并将争夺新兴的5G
市场。5G手机所需
的滤波器数量将大
幅增加，其中4G型
号已采用40多个滤
波器。这使得 5G
制造商有责任快速
图5：谐振时的SAW滤波器三维全波仿真 3
进行滤波器的创新 图8：采用多个五边形谐振器的FBAR芯片照片 。
模型。
设计，以占据不断
N Jobs Spawned on Cloud
增长的市场份额。这些创新具有“赢家通吃”的前景，例如
FBAR滤波器引入了一个全新的产品，占据了很大一部分4G/
LTE市场。
All Results Available in 1 Simulation Timeframe
SAW/BAW的设计
为了帮助推动这一新的创新，OnScale开发了一个支持云 图9：云端并行求解。

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