【芯观点】5G射频芯片，“卡脖子”的绞索正被斩断( 二 ) 芯观点──聚焦国内外产业大

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事实上，敏声的突破并非孤军奋战，根据集微网了解，随着国内产学研各类机构的共同努力，我国氮化铝材料体系现已取得整体性突破。
稍早前的2021年，初创企业奥趋光电就已向市场推出了自主研发的蓝宝石基铝钪氮薄膜模板产品，公司创始人吴亮介绍称，正在与中国几家技术领先的下游企业进行合作，计划逐步实现高性能的5GFBAR/BAW/SAW滤波器制造。
在日前举办的一次MEMS创新发展与应用研讨会上，吴亮进一步分享了该公司在氮化铝与铝钪氮（AlScN）材料制备上的突破，据吴亮介绍，其公司已成功开发出全球最大直径的60mm氮化铝单晶晶圆并实现小批量量产，同时实现了2英寸/4英寸/6英寸氮化铝/铝钪氮薄膜模板大批量制备，该公司氮化铝晶圆实现国产化后，大幅降低了国内下游滤波器器件与方案商的研发成本。
掺入稀土元素钪的铝钪氮材料，可以大幅改善氮化铝品质因子、耦合因子等压电性能，不过钪的沉积掺杂，特别是高钪浓度掺杂工艺目前仍未成熟，钪的含量提高后，薄膜生长过程中容易出现从纤锌矿结构到立方晶系盐石结构的相变，薄膜晶相的稳定性难以控制。
在这一领域，奥趋已走在了全球前沿，吴亮称，高通与德国高校合作试制的铝钪氮薄膜，材料性能还不及奥趋已经发布的蓝宝石基与硅基铝钪氮产品。
除了薄膜外，吴亮还提及该公司氮化铝衬底材料目前正在打通4英寸晶圆制备工艺，一旦实现，将意味着其得以利用更大的供应链生态，将氮化铝材料成本向碳化硅同等水平推进，从而切入蓬勃兴起的功率半导体市场，进一步挖掘氮化铝这一被誉为超级半导体、第四代半导体的新型化合物潜力。
不过吴亮也坦言，尽管制备工艺取得突破，但仿真与设计工具、生产机具设备，仍然相当程度上依赖于海外供应商，国内产业生态依然单薄，国产替代任重而道远，例如目前氧化铝压电薄膜薄膜沉积是MEMS器件制造过程中的一个重要环节，而薄膜沉积设备具有较高的技术门槛，目前薄膜沉积设备仍以海外进口设备为主，例如氮化铝压电薄膜沉积与修膜设备，就被美国AMS公司所主导。
更上游设备与工具的国产替代，无疑是下一阶段国内厂商的艰巨任务。
SAW滤波器“奇兵突进”
在5G时代似乎被BAW夺去光芒的SAW滤波器，其实依然占据滤波器出货量与货值的过半市场。
频率更低的SAW滤波器，乍一看技术难度不如BAW路线，但由于相关频段更为拥挤，在系统级集成设计能力有更高要求，与此同时，行业巨头村田，在该领域的专利壁垒，也远较多寡头格局下的BAW更为严密。
目前，大部分进入滤波器业务的国内企业，都选择了SAW领域作为突破口，在中低端产品上发挥国产替代的价值，不过中低端市场企业定价能力的天然劣势，为相关企业向上突破带来了制约。
一方面，低端SAW滤波器的价格战，使企业难以提高毛利，拉长了早期投资的回收期；另一方面，上游核心材料-钽酸锂（LT）、铌酸锂（LN）晶体压电衬底，却牢牢把持在住友化学、信越化学等日本企业手中，中国滤波器厂商辛苦打拼的利润，却通过高价衬底基片回流到日本企业。
国内尽管已有院所和企业初步掌握了LNLT晶体的黑化还原等高端技术，但质量、产量与成本，依然无法与日本企业抗衡，往往仅在IDM企业内部消化，难以形成撬动上游产业格局的有效杠杆。