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TF-SAW滤波器专利争夺战:村田筑起高墙,中国竞相卡位
2026-07-10 09:20:18   来源:麦姆斯咨询   评论:0   点击:

TF-SAW滤波器技术已经形成相当规模的专利组合,且呈现出高度倾斜的竞争格局:村田(Murata)是无可争议的知识产权(IP)领军者,而中国厂商则正围绕高声速材料堆栈、横向模态抑制、薄膜转移、封装以及高频工作等关键技术方向,迅速构建自身的专利布局。

薄膜声表面波(TF-SAW)已经从一个相对小众的专业工程技术,逐步成为射频前端滤波器领域最受关注的专利竞争赛道之一。根据法国知名研究公司Knowmade最新发布的《射频声波滤波器专利全景分析-2026版》报告显示,TF-SAW滤波器技术已经形成相当规模的专利组合,且呈现出高度倾斜的竞争格局:村田(Murata)是无可争议的知识产权(IP)领军者,而中国厂商则正围绕高声速材料堆栈、横向模态抑制、薄膜转移、封装以及高频工作等关键技术方向,迅速构建自身的专利布局。

据麦姆斯咨询介绍,《射频声波滤波器专利全景分析-2026版》报告分析的TF-SAW滤波器专利数据集涵盖了152位专利权人以及88位仍然活跃的专利申请人。TF-SAW滤波器专利量已经足够表明该技术已不再是实验性的小众技术,同时,其集中度也足以凸显领导厂商以及快速崛起的挑战者们。

TF-SAW滤波器专利概览:关键统计数据、地域分布及专利公开趋势

图1 TF-SAW滤波器专利概览:关键统计数据、地域分布及专利公开趋势

TF-SAW滤波器为何受重视?

射频滤波器正面临越来越大的压力。智能手机和各种互联设备需要支持更多频段、更高频率、更严格的共存要求、更小的模组尺寸以及更低的插入损耗。传统的SAW滤波器成熟、紧凑且成本效益高,但在频率扩展、温度稳定性和杂波控制方面存在局限。体声波(BAW)滤波器具备出色的高频性能,但通常制造复杂且成本更高。横向激发体声波谐振器(XBAR)滤波器针对更高频率和宽带需求,但仍是一种新兴技术平台,在诸多应用场景中仍在进行产业化验证之中。

TF-SAW滤波器恰好处于这一技术空白地带。通过将铌酸锂(LiNbO₃)或钽酸锂(LiTaO₃)等压电薄膜集成到经特殊设计的支撑衬底上,TF-SAW滤波器使设计人员能够对薄膜厚度、晶体取向、声速层、热补偿、能量约束和封装进行灵活调整。由此形成了一种源自SAW的技术平台,有望将SAW滤波器的性能提升至更高频率、更高品质因数(Q)、更低漂移且更适于模块化应用的新高度。

村田在高性能SAW滤波器领域构筑专利壁垒

TF-SAW滤波器专利格局最显著的特点是村田与其它所有企业之间的差距。村田拥有239个有效TF-SAW滤波器专利族,高通(Qualcomm)以62个位居第二,余下形成了由日本、美国、韩国、欧洲和中国专利权人组成的长尾格局。这并非一场势均力敌的专利竞争,这是一个由领先者主导、挑战者日益密集的领域。

村田的专利领导地位,不应被解读为单纯的数量优势。该公司的专利组合体现了一种平台化技术战略。其高性能SAW滤波器发展路线主要围绕以下关键技术展开布局:声学能量约束、高/低声速材料堆栈、压电薄膜、横向模态控制、温度特性优化,以及模组级集成演进。村田公开的I.H.P. SAW滤波器定位策略也彰显了其商业逻辑:在保持成本、可制造性和温度特性优势的同时,将SAW滤波器的性能拓展至BAW滤波器水平。

对于后来的新进入者而言,这带来了双重挑战。第一重是技术层面的:它们能否在插入损耗、选择性、Q值、功率处理能力和温度稳定性上达到村田I.H.P. SAW滤波器的同等水平?第二重则与知识产权相关:面对一套涵盖谐振器、声速材料堆栈、边界结构、滤波器以及模组的成熟产品组合,它们能否绕开村田相关专利进行设计?

按有效专利族数量排名的主要TF-SAW滤波器专利权人,按公开日期(2023年6月之前和之后)分组。村田是绝对的领导者,然后是高通以及一大批挑战者。

图2 按有效专利族数量排名的主要TF-SAW滤波器专利权人,按公开日期(2023年6月之前和之后)分组。村田是绝对的领导者,然后是高通以及一大批挑战者。

参与竞争者众多,战略角色各异

参与竞争的厂商在TF-SAW滤波器领域的策略并不一致。高通最适合被视为系统级射频前端解决方案提供商。其ultraSAW技术方案的宣传重点在于覆盖600 MHz至2.7 GHz频段的高Q值、低损耗及温度稳定性优异的滤波性能,该技术被高通纳入包含射频模组和分立滤波器在内的广泛射频前端组合。从专利角度来看,这反映出高通采用的是一种系统级协同战略:不仅关注器件层面的声学性能优化,还致力于将其与多工器(multiplexer)、无线共存(coexistence)以及“从调制解调器(modem)到天线(antenna)”的整体射频前端集成需求紧密结合,实现系统性能的整体优化。

Soitec代表了上游材料和衬底领域的专利布局。其POI平台旨在通过定制的多层压电衬底和智能剥离(Smart Cut™)技术实现高性能射频滤波器。在TF-SAW滤波器方面,即便Soitec并非最终的滤波器供应商,这种赋能衬底的核心技术专利布局同样具有战略重要性,因为定制化衬底会影响Q值、损耗、热性能、薄膜均匀性以及可制造性。

思佳讯(Skyworks)、威讯联合(Qorvo)、太阳诱电(Taiyo Yuden)、威盛(Wisol)等老牌射频/声学厂商在该领域进行了选择性布局。有的将TF-SAW滤波器作为现有SAW技术专长的延伸进行布局,另一些则将TF-SAW滤波器作为更广泛SAW/BAW/射频模组产品组合中的一个选项保留。关键在于,TF-SAW滤波器不仅是一种器件技术,已逐渐成为一种涉及衬底供应商、滤波器制造商、射频模组集成商和系统级厂商的多层价值链议题。

中国TF-SAW滤波器的崛起:集体行动,而非单一企业突破

中国TF-SAW滤波器的情况比单纯的挑战者叙事更为复杂。专利数据显示没有一家中国厂商能够取代村田成为TF-SAW滤波器领域的新龙头,但是,有一批中国专利申请人同时进入了多个技术细分领域。

锐石创芯、好达电子、星曜半导体、华为、新声半导体、左蓝微电子、中国电科、中国科学院微电子研究所以及三安光电均位列TF-SAW滤波器主要专利申请人。其中,数家厂商自2020年后知名度显著提升,2022至2025年间专利申请变得更为活跃。这与中国在射频前端国产化及高频声波滤波器平台的整体布局相契合。

竞争层面的意义至关重要。中国目前的优势在于发展势头和布局广度,而非成熟的专利权主张能力。许多中国专利组合以审中专利为主,并且大多集中在中国国内。未来三到五年,它们的战略任务是将专利申请转化为高质量的授权权利,拓展海外布局,并构建与可量产TF-SAW滤波器工艺窗口相匹配的权利要求集,而非仅关联单个设计概念。

主要专利权人TF-SAW滤波器专利族随时间的演变情况,突出显示了多家中国挑战者近年正加速专利申请。

图3 主要专利权人TF-SAW滤波器专利族随时间的演变情况,突出显示了多家中国挑战者近年正加速专利申请。

按主要国家/地区授权专利和审中专利细分的主要TF-SAW滤波器专利权人,对比了拥有广泛成熟全球专利组合的厂商和中国国内审中专利占比较高的挑战者。

图4 按主要国家/地区授权专利和审中专利细分的主要TF-SAW滤波器专利权人,对比了拥有广泛成熟全球专利组合的厂商和中国国内审中专利占比较高的挑战者。

近期专利创新:五大技术方向定义TF-SAW滤波器竞争格局

近期的TF-SAW滤波器专利显示,创新不再集中于单一谐振器技术的改进,而是更多地聚焦于平台化的工程设计。最具相关性的创新方向包括:声波速度层设计与波导结构优化;横向模态抑制;质量负载与叉指换能器区域协同优化;压电薄膜/机电耦合特性工程;以及薄膜转移工艺与封装可靠性技术。

高/低声速层结构以及背面高声速结构有助于将声能量有效限制在压电薄膜内,从而提升声波约束能力,并进一步巩固村田在层叠结构设计方面的技术壁垒。

前景:TF-SAW滤波器不会取代一切,但将进一步收紧自由设计空间

TF-SAW并非SAW、BAW、FBAR或XBAR的全面替代方案。更现实的前景是“选择性采用”策略:TF-SAW将把SAW的实用性能范围拓展至更高频率、更低损耗、更小漂移且集成度更高的射频前端应用;与此同时BAW/FBAR在成熟的高频段滤波器领域仍保持强劲优势,XBAR则将继续作为未来的宽带和高频解决方案。

其战略影响在于,TF-SAW技术将使自由实施变得更为严苛。商用TF-SAW滤波器并非仅在一个技术层面受到专利保护或面临侵权风险。它可能结合了LiNbO₃或LiTaO₃压电薄膜、经特殊设计的支撑衬底、高/低声速层、叉指换能器孔径及边界设计、温控特性、腔体或盖板封装,以及模组级集成。因此,新进入者更有可能面临一系列交织的专利壁垒,而非单一、易于规避的阻碍性专利。

今年早些时候,KnowMade在其专属分析文章“村田对卓胜微专利诉讼:解读从上海、首尔到慕尼黑的TF-SAW之争”中也表达了类似观点。该文章指出,村田在中国、韩国和德国的一系列举措,体现了针对TF-SAW滤波器层叠结构、横向模态工程、高阶模态抑制以及滤波器系统架构的多层次保护策略。换言之,这场商业竞争的重心已经从器件性能指标的竞争,逐步转向通过可执行的知识产权体系,对TF-SAW滤波器实际设计空间实施控制。

这给出了未来三到五年的重要信息,TF-SAW技术的发展将为那些有准备的企业带来回报,不仅需要实现卓越的器件性能,还必须建立差异化的技术路线,并围绕器件设计开展系统性的专利布局。专利申请量大的企业需要将近期的专利申请转化为在中国、美国、日本、韩国和欧洲的高质量授权专利。与此同时,新进入者可能需要探索替代压电材料、不同的声学模式、混合SAW/BAW/XBAR架构,或更高层级的封装与模组创新,以避免陷入由现有厂商主导的设计路径。

延伸阅读:

《射频声波滤波器专利全景分析-2026版》

《SAW滤波器对比分析-2025版》

《BAW滤波器对比分析-2025版》

《射频(RF)产业现状-2025版》

《手机射频前端模组-2025版》 

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