基站射频前端器件行业技术发展水平
编辑：赵希圣 来源：思瀚产业研究院 北斗星通    2023-04-07

1）5G 通信背景下，基站端由金属腔体滤波器向陶瓷介质滤波器过渡

在 2G/3G/4G 通信时代，金属腔体滤波器凭借结构牢固、性能稳定的特征，Q 值适中、高端寄生通带较远、散热性能好，且较低的成本，较成熟的工艺成为通信基站首选。但由于移动通信频谱资源有限，随着移动通信网络的发展商用无线频段非常密集，导致了高抑制的系统兼容问题。

5G 大规模天线（MassiveMIMO）技术使得天线的数量倍数增长，通道数可能达到 64 甚至 128 个，而每个天线都需要配备相应的双工器，并由相应的滤波器进行信号频率的选择和处理，因此对于滤波器的需求量将大量增加；同时，5G通信把远端射频单元（RRU）和天线集成为主动天线单元（AAU），基站的高度集成化和小型化发展对滤波器小型化、轻质化、集成化、产量化、性能稳定方面提出了更高要求。

相比于金属腔体滤波器，陶瓷介质滤波器具有更高的 Q 值，插损更低，高介电常数使得滤波器的尺寸更小、重量更低，同时陶瓷粉体原料的价格低，成本较金属滤波器低，因此未来陶瓷滤波器将占据 5G 滤波器的主要市场。目前很多滤波器厂商已纷纷布局 5G 基站用陶瓷介质滤波器，但由于陶瓷工艺技术尚未完全成熟，能够量产的企业并不是很多。

2）陶瓷介质滤波器技术难度更高，目前国内只有少数厂家能够量产

与 2G/3G/4G 通信时代使用的金属腔体滤波器相比，5G 主流采用的介质滤波器技术难度更高，其难点主要在于陶瓷粉体材料的配方、制备与大规模自动化调试技术。陶瓷粉体决定了介质滤波器的性能，粉体的配方与制备的难度较高。介质滤波器原材料是陶瓷粉体，需要由多种化学原料按照科学的比例进行合成，陶瓷粉体决定了介质滤波器的最终性能，只有拥有好的材料配方才能获得在一定使用条件下的高 Q 值介质陶瓷。

除了配方以外，粉体材料加工过程也具有复杂性，例如以碳酸钡为原料的水热法包括溶解、钛酰化、干燥、水热、再次干燥等过程，酸碱控制不合理、生成杂质等都将损害粉体质量。

大规模调试技术是滤波器生产的重点，在一定程度上会成为制约介质滤波器供应商产能的关键。不论何种滤波器，调试向来是滤波器生产工艺中的重点。与腔体滤波器相比，陶瓷介质滤波器的调试更为困难：一方面，陶瓷介质滤波器的调试是对陶瓷谐振体进行调试，与腔体滤波器调试需调谐螺钉不同，陶瓷介质滤波器的调试中某些环节存在不可逆操作。若完全采用手工调试，则很难保证一次调试成功，从而影响生产节奏。

另一方面，为了保证陶瓷介质滤波器的大规模产能，需要进行大规模调试，则需要自动化调试设备，当前只有少部分厂家拥有陶瓷介质滤波器的自动化调试设备与技术。