国产5G射频滤波芯片的流片，是否标志着华为手机业务即将王者归来
从2019年华为发布5G手机开始，到现在已有三年多了，有疫情的影响，有美国政府的打压，尽管存在着芯片短缺的问题，但是随着国资对半导体行业的大力支持和国内半导体上下游行业的大力发展，相关企业的5G射频滤波芯片已经宣布流片。
不得不说，5G射频芯片的流片，对于我国5G的发展，有着强大助推的作用。因为在5G发展的大背景下，在4G上多停滞两年多了，未来就要忍辱负重5年。时间对于华为而言，对于国内整个通信行业而言，是那样的奢侈。
在一部手机中，想要实现5G功能，我们需要基带、射频和天线三大系统 。
基带（有时被称为“调制解调器”）可以让一部手机处理（调制）包含数据和信息的原始电信号。射频会把这些信号转换成可以在空中传输的无线电。然后天线再负责发射、捕捉这些无线电。
5G射频滤波器”就是射频系统的一部分，没有它就意味着，虽然华为P50系列的基带支持处理5G数据，但却没有能力从外界接收和向外界发射5G无线电。
手机射频芯片中负责信号传输的天线和射频集成电路之间的部分统称射频前端，但射频前端有一个叫滤波器的核心元器件，目前我国产业链处于“卡脖子”状态，全球滤波器市场，基本被美日厂商垄断。
滤波器主要分为有声表面波（Surface Acoustic Wave，简称SAW）和声体波（Bulk Acoustic Waves，简称BAW）两种，其中，由于性能、技术等各方面原因，声体波滤波器（BAW）成为5G手机首选。
射频（RF）滤波器有两种主要技术，一项是SAW（声表面波），另一项是体声波（BAW）。其中，温度补偿型SAW（TC-SAW）滤波技术一般用于低频段和中频段，BAW多用于中频段和高频段，而在超高频段中就比较复杂，会采用包括LTCC、XBAR、BAW、集成被动器件（IPD， Integrated Passive Device）在内的多种技术技术。
1、滤波器是 RRU 中的核心器件
滤波器，是可以使信号中特定频率成分通过，并极大地衰减其他频率成分的电子元器件。射频信号在产生、转换、传输的每一个环节都有可能因为环境的干扰产生畸变，以至于信号所携带的信息存在噪声。为了消除噪声，保证射频的稳定性，通信系统中需使用滤波器去除噪声干扰，以保证通信正确而有效的进行。滤波器是射频模块中的关键一环。RRU（远端射频模块）由收发信机、功放、滤波器、电源等子系统构成。射频通信系统在收发系统的每一步调试前后，都需要滤波器的作用。从物理结构上来看，4G时期的主流方案金属腔体滤波器一般占RRU体积的四分之一左右。
RRU的逻辑结构：
RRU的物理结构：
2、5G对滤波器的小型化、轻量化要求
为满足5G的多样化需求，3GPP提出重构方案，引入CU-DU-AAU架构。以往4G接入网主要由BBU（基带处理单元）、RRU（射频拉远单元）、馈线、天线组成。而5G的接入网将引入CU-DU-AAU构架，其中：-CU是中央单元，负责处理高层协议功能并集中管理多个DU，由原BBU中的非实时部分分割出来；-DU是分布式接入单元，负责完成基带处理功能，由原BBU的剩余功能分割出来。-AAU是有源天线单元，负责射频处理功能与天线收发空间波的功能，由原RRU上移与天线合设组成。
同时，大规模天线阵列技术(Massive MIMO)是5G的关键技术之一。4G时期TDD网络天线通道数为2/4/8个，而Massive MIMO技术下的通道数将达到64/128/256个。为实现提高系统频谱效率、保证高频频段的有效传播、提高信号可靠性等目标，Massive MIMO成为了5G的关键技术之一。Massive MIMO可以提供丰富的空间自由度，实现空分多址，提升小区峰值吞吐率、降低周边干扰等。
AAU、Massive MIMO两个技术同时对滤波器提出了小型化、轻量化的性能要求。
-一方面，Massive MIMO AAU技术将带来天线阵面成指数级增加，且RRU上移至天面（4G RRU一般重20-30kg，最轻的为10kg），导致了基站天面承载数量与重量的增加，对滤波器提出了减轻重量的要求；-另一方面，Massive MIMO带来通道数激增，原先的2/4/8通道将扩展为64/128/256通道，所需滤波器单元相应增加，对滤波器提出了减小体积的要求。
未来介质滤波器将成主流，中短期内腔体与介质共存
5G时代，滤波器将向小型化、轻量化发展。由于5G时代，Massive MIMO AAU技术将成为天线射频的主要方案，铁塔的天面资源将变得稀缺。考虑到铁塔迎风面积、载重的限制，射频器件将向小型化轻量化发展。作为射频重要器件的滤波器，同时也将向小型化、轻量化发展。
在国外知名滤波器企业中，Murata、 TAIYO、TDK等是SAW工艺的；Avago、Qorvo、Rf360等是BAW工艺的；国外公司通过收购和整合来占领市场，比如：Avago先后收购了LSI、Broadcom、Emulex企业，最终更名为Broadcom；是一家设计、研发并向全球客户广泛提供各种模拟半导体设备的供应商；TDK于2008年收购EPCOS，获得后者的SAW／BAW生产技术。Skyworks通过2016年收购其与松下的合资公司，完成对松下滤波器部门的收购，获得SAW技术；通过收购韩国MEMS SoluTIon获得TC－SAW和Fbar技术。
而国内公司虽然目前处于弱势状况，但是也大力投入研发和生产。比如无锡好达、中电26所、中电55所、北京长峰 等，主要从事SAW滤波器的研发和生产。而更高技术要求的BAW工艺（FBar）国内量产的只有天津诺思、中电26所；其他的像汉天下、RDA都有相关的开发研究，但并无完整的产线。这里重点介绍一下我们国产的骄傲，天津诺思。
诺思（天津）微系统有限公司成立于2011年，公司总注册资本人民币3亿元。是中国首家FBAR生产企业。公司采用IDM模式，即产品开发＋ 产品生产制造＋ 产品销售，建设了亚洲首座具有完全知识产权的FBAR晶圆厂。公司研发的射频滤波芯片技术打破了国际市场垄断，填补了国内技术空白，标志我国移动终端产业迈向国际高端的“芯片级”。
在中国5G频段划分上，中国联通和中国电信获得了较为国际主流的频段，中国移动的情况则复杂很多。
移动： 获得2515MHz－2675MHz、4800MHz－4900MHz频段的5G试验频率资源，其中2515－2575MHz、2635－2675MHz和4800－4900MHz频段为新增频段，2575－2635MHz频段为重耕中国移动现有的TD－LTE（4G）频。
联通： 3500－3600MHz
电信： 3400－3500MHz
主要如下图所示：
随着频段的清晰，各大滤波器厂商也都研发生产了相对应频段的滤波器。
在应用上，全球设备厂商加快研发进度，5G网络建设全面进入发展期。随着5G网络的分步演进，为了节省成本和空间，5G SOC的和射频的芯片集成将是趋势。但是5G技术伴随着载波聚合来提升频谱的使用效率，而载波聚合会带来频段数量的大幅度增加，对比4G LTE到4G LTE－Advanced pro，到5G频段，将会是指数倍的增加，每增加一个频段，至少要增加2个滤波器。
1、5G随着更高，更多的频段，会同步射频元器件的用量增加，尤其是滤波器用量的增加，由于高频段的原因，会更适合BAW工艺滤波器的增加。在这方面，润欣科技代理的国产滤波器品牌，诺思，专注于FBAR工艺的滤波器以及双工器；并且润欣已在部分客户的5G基站应用上设计支持成功，有了良好的开端。
2、随着5G更大宽带的需求，在一定条件下需要使用适合大带宽的LTCC（低温共烧陶瓷滤波器）滤波器；润欣科技在LTCC支持上，有代理CHILISIN品牌的LTCC产品。除此之外，SAW滤波器，润欣科技也有代理的SAWNICS和 KYOCERA品牌的滤波器解决方案，并且有专门的技术团队来支持。希望国内厂商抓住机会，迅速填补国内市场。
因此，在5G滤波器应用中，SAW滤波器和BAW滤波器都是主流，SAW适合低成本，低速率；BAW适合高速率，高性能要求；LTCC适合更大宽带的需求。5G的到来，对滤波器是个很大的机遇，由于目前滤波器市场主要份额还是被美系以及日系厂商所占据，因此，这是国产滤波器的一个挑战，但更是国产滤波器厂商的大机遇。
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手机基本结构（AA维修小白-精选手机维修理论知识第一季）
智能手机的主电路板是手机中最重要的部件，它位于智能手机的内部，与各部件之间通过数据软线或触点相连接。主电路板可以说是手机的核心部件，它负责手机信号的输入、输出、处理、手机信号的发送，以及整机的供电、控制等工作。
1：智能手机电路结构
智能手机的电路是智能手机的核心，负责手机的供电、控制以及手机各种功能的实现。智能手机的电路主要包括：射频电路、语音电路、处理器及存储器电路、电源及充电电路、操作及屏显电路、接口电路，以及其他功能电路（如蓝牙、天线、收音、传感器、振动器、摄像头电路等）
2、智能手机中的重要芯片
电路板是智能手机的核心部件，电路板中包括很多手机专用芯片，这些芯片包括：射频芯片、射频功放芯片、处理器芯片、电源管理芯片、存储芯片、触摸屏控制芯片等。
手机主板结构图
主处理器也叫AP（ApplicaTIonProcessor，应用处理器），从处理器也叫BP（BasebandProcessor，基带处理器），它们之间通过串口、总线或USB等方式进行通信，不同手机芯片生产集成厂家采用的集成方式都不一样，目前市面上仍以串口通信为主。
其实，智能手机只是在传统手机的基本硬件结构中BP的部分增加一定的外围电路，如音频芯片、LCD控制、摄像机控制器、扬声器、天线等，就构成了一个完整的智能手机的硬件结构。
3：开机部分：
手机主板开机结构图
如下采用高通MSM8994 CPU为例来说明：
1：供电
2：维持信号（连接到MSM设备的PS_HOLD输出脚。在一个PMIC的上电顺序，MSM设备必须拉高PS_HOLD ，否则PMIC的将返回到手机关闭状态。)
3：时钟（实时时钟32.768KHZ和系统时钟19.2MHZ)
4：复位信号（注意：复位信号一定要同步，不然也会出现无法开机）
5：调用软件（必须有满足手机正常运行的软件）
开机时序
6： 当装上电池或者程控电源对手机进行供电，电源本身会进行一次复位，复位完KYPD_PWR_N 脚出高电平，按下PWR_KEY键（时间大约2S) ，KP_PWR_KEY_IN被拉低。第5脚输KYPD_PWR_N；KPDPWR_N脚拉低，主电源与副电源输出各路电压，持续到CPU驱动PS_HOLD信号高输入，电源调整器输出相关参考电压VREG及CPU的核心数字电压。
7：主电源产生时钟经XTAL_19M_OUT脚输出，再经过晶振选出19ＭＨＺ的主时钟，然后在IC中分频出32.768KHZ睡眠时钟，送到CPU， 进入电源的(TCXO_IN)，电源控制器通过CPU的TCXO_EN信号使能，然后立即打开电源内部TCXO调制器；再由电源的(TCXO_OUT）输出给BB
8 MSM8994系统时钟由一个压控有源晶振提供。(控制器通过CPU的CXO_EN信号使能，然后立即打开CXO调制器电压输入BUFFER开始计算SLEEP_CLK脉冲。控制器设置一个计时器，当时间完成，输出BUFFER使能TCXO_OUT。
9：手机上电后, 电源管理IC 与次电源。输出高电平到CPU的RESIN_N信号，在一个电源管理IC加电顺序，这个信号被拉低开始进行MSM的上电复位，如果这个信号驱动高时，内部计数器超时，释放在MSM上电复位命令CPU调用开机程序
10：CPU的（PS_HOLD）输出高电平给电源管理器维持电源的各路电压稳定输出 。开启正常后电源会输出一个中断信号给CPU设备，完成整个开机过程，PON_RESET_NRESIN_N,在一个电源管理IC加电顺序，这个信号被拉低开始进行MSM的上电复位，如果这个信号驱动高时，内部计数器超时，释放在MSM电复位命令，PS_HOLDPS_HOLD输出脚。PMIC的上电顺序过程中，MSM设备必须拉高PS_HOLD ，否则PMIC的将返回到手机关闭状态
手机基本原理结构图：
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