RF MEMS是否能乘著5G之風(fēng)起飛？國(guó)內(nèi)外RF MEMS廠商一覽

射頻微機(jī)電系統(tǒng)（RF MEMS）是 MEMS 技術(shù)的重要應(yīng)用領(lǐng)域之一，也是二十世紀(jì)九十年代以來(lái) MEMS 領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。RF MEMS 用于射頻和微波頻率電路中的信號(hào)處理，是一項(xiàng)將能對(duì)現(xiàn)有雷達(dá)和通訊中射頻結(jié)構(gòu)產(chǎn)生重大影響的技術(shù)。

RF MEMS 器件按照器件類型分，主要有以下幾種：

①基于開(kāi)關(guān)基本結(jié)構(gòu)單元的移相器、可調(diào)濾波器、可變波束天線等

②硅基 / 熔融石英基的高性能濾波器

③超小型化的聲波濾波器（SAW、FBAR）

④微納電感、電容結(jié)構(gòu)組成的天線陣列

⑤微納傳輸線 / 波導(dǎo)結(jié)構(gòu)（如微同軸結(jié)構(gòu)）組成的高性能 T/R 組件等

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RF MEMS 已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于軍民各個(gè)領(lǐng)域，包括：個(gè)人通訊，如移動(dòng)電話、PDA（ Personal Digital Assistant）、便攜式計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)交換；車載、機(jī)載、船載收發(fā)機(jī)和衛(wèi)星通信終端、GPS 接收機(jī)等；信息化作戰(zhàn)指揮、戰(zhàn)場(chǎng)通信、微型化衛(wèi)星通信系統(tǒng)、相控陣?yán)走_(dá)等。

隨著第五代移動(dòng)通信（5G）的發(fā)展，越來(lái)越迫切地需要一些低功耗、超小型化且能與信號(hào)處理電路集成的平面結(jié)構(gòu)的新型器件，并希望能覆蓋包括微波、毫米波和亞毫米波在內(nèi)的寬頻波段。而目前的通訊系統(tǒng)中仍有大量不可或缺的片外分立元件，例如電感、可變電容、濾波器、耦合器、移相器、開(kāi)關(guān)陣列等，成為限制系統(tǒng)尺寸進(jìn)一步縮小的瓶頸。RF MEMS 技術(shù)的出現(xiàn)有望解決這個(gè)難題。采用 RF MEMS 技術(shù)制造的無(wú)源器件能夠直接和有源電路集成在同一芯片內(nèi)，實(shí)現(xiàn)射頻系統(tǒng)的片內(nèi)高集成，消除由分立元件帶來(lái)的寄生損耗，真正做到系統(tǒng)的高內(nèi)聚，低耦合，能顯著提高系統(tǒng)的性能。

RF MEMS 領(lǐng)域的技術(shù)引領(lǐng)者主要是美國(guó)、日本及歐洲一些高科技企業(yè)，研究機(jī)構(gòu)主要有 HRL Laboratories、LLC、Royal Society of Chemistry、Texas Instruments、 University of Michigan - Ann Arbor、UC Berkeley、Northeastern University、MIT Lincoln、Analog Devices、Raytheon、Motorola 等，主要供貨商包括 Avago、Radent MEMS、XCOM Wireless、WiSpry（已被瑞聲收購(gòu)）、RFMD（Qorvo）、DelfMEMS、OMRON、Toshiba、MEMTronics 等。

Avago

2015 年 Avago 收購(gòu)了博通，在 MEMS 濾波器市場(chǎng)上，Avago 占據(jù)了 87%的 BAW 濾波器的市場(chǎng)，基本形成壟斷局面。

BAW 濾波器，最高工作頻率可達(dá) 20GHz，5G 時(shí)代對(duì) BAW 濾波器來(lái)說(shuō)簡(jiǎn)直是量身打造，但是 BAW 濾波器的缺點(diǎn)也顯而易見(jiàn)，那就是貴。

Radent MEMS

該公司是一家航空航天和軍事用 RF 設(shè)備制造商，在美國(guó)國(guó)防部 DARPA 的資助下，該公司將 MEMS 開(kāi)關(guān)可靠性提高到 1.5 萬(wàn)億次。該公司為各種接收和發(fā)送鏈以及移相器提供頻段選擇切換。

XCOM Wireless

該公司是一家 MEMS 射頻繼電器廠商，主要生產(chǎn)芯片及封裝的調(diào)諧電路以及 MEMS 繼電器。

WiSpry

在 2016 年被瑞聲科技收購(gòu)，產(chǎn)品主打高性能的 RF-MEMS 天線調(diào)諧器。

RFMD（Qorvo）

RFMD 與 Triquint 在 2015 年合并成了 Qorvo，該公司的 BAW 濾波器主要針對(duì)超小體積、高性能的應(yīng)用領(lǐng)域，如智能手機(jī)、消費(fèi)電子無(wú)線終端、微納衛(wèi)星等。

DelfMEMS

該公司主打 RF MEMS 開(kāi)關(guān)，該公司生產(chǎn)的歐姆接觸開(kāi)關(guān)經(jīng)過(guò)測(cè)試可以承受 10 億次以上的開(kāi)關(guān)周期。

OMRON

主要生產(chǎn)的 RF MEMS 產(chǎn)品為 SAW 濾波器，SAW 濾波器主要針對(duì) 2GHz 以下頻段，比如早期的 2G 通訊。

Toshiba

Toshiba 的 RF MEMS 產(chǎn)品主要是一些基本器件，比如：開(kāi)關(guān)、MOSFET、晶體管和二極管等。

MEMTronics

MEMTronics 是一家無(wú)晶圓射頻廠商，主要產(chǎn)品包括 MEMS 移相器、MEMS 調(diào)諧濾波器。

國(guó)內(nèi)對(duì) RF MEMS 的研究始于二十世紀(jì)九十年代后期， 主要研究機(jī)構(gòu)有清華大學(xué)（開(kāi)關(guān)、 濾波器）、北京大學(xué)（開(kāi)關(guān)）、中電 13 所及美泰科技公司（濾波器）、中電 55 所（濾波器、開(kāi)關(guān)）、東南大學(xué)（微波結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)）、浙江大學(xué)（理論分析）、天津大學(xué)和中興通訊公司（FBAR 濾波器）、中物院電子工程所和電子科大（THz 濾波器）、中科院上海微系統(tǒng)所、微電子所、電子所等。已經(jīng)實(shí)現(xiàn)較好實(shí)際應(yīng)用的主要是中電 13 所和中電 55 所的濾波器產(chǎn)品，其他大部分器件還處于實(shí)驗(yàn)室研究階段。

總結(jié)

我國(guó) RF MEMS 研究起步較晚，5G 對(duì)于 RF MEMS 有著非常大的挑戰(zhàn)，這對(duì)于我國(guó)的 RF MEMS 廠商來(lái)說(shuō)是機(jī)遇也是挑戰(zhàn)。一方面，關(guān)于 RF MEMS 應(yīng)用于 5G 的測(cè)試報(bào)告還比較少，各大廠商還沒(méi)有著手開(kāi)始研究，我國(guó)廠商可以抓住這個(gè)機(jī)會(huì)進(jìn)行彎道超車，但是，另一方面 RF MEMS 研發(fā)難度較大，想要實(shí)現(xiàn)彎道超車還需要足夠的努力。

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