无线通信领域正经历一场静悄悄的革命,对更快、更可靠无线通信的迫切需求正在推动射频(RF)滤波器技术的重大创新。当我们超越5G,展望未来的6G网络,以及Wi-Fi 6E和Wi-Fi 7的日益普及,能够处理越来越高的频率和更宽的带宽的滤波器的需求变得至关重要。传统的表面声波(SAW)滤波器虽然应用广泛,但在满足这些不断变化的需求方面正面临局限性。这促使了新技术的发展和最近的商业化,其中最引人注目的是由Resonant Inc.开创的XBAR技术,现在正被行业领导者村田制作所积极采用。
2025年7月7日和8日,村田制作所宣布了其重要消息:大规模生产并推出全球首款采用XBAR技术的高频滤波器。这不仅仅是渐进式的改进,而是滤波器设计和性能的根本性转变。XBAR的核心优势在于其能够在比传统滤波器技术更高的频率和更宽的带宽下有效工作。这对于支持5G的复杂信号处理需求、新兴的Wi-Fi 7标准以及预计的6G规范至关重要。该技术与现有SAW滤波器制造工艺的兼容性也是一个显著的优势,可以实现更平稳的过渡并降低生产成本。村田射频器件部门高级副总裁Ken Tonegawa强调了这一预期,他表示XBAR技术预计将提供卓越的性能,尤其是在满足新的5G滤波器的严格要求方面。
村田和Resonant之间的关系是这项突破的核心。村田于2022年收购了Resonant,从而获得了围绕XBAR技术的强大的知识产权(IP)组合。最初,该知识产权巩固了村田在开发5G高频段滤波器方面的地位。然而,行业格局正在发生变化。尽管村田最初占据了独特的地位,但近年来类似体声波(BAW)技术(通常称为LBAW)的专利申请数量不断增加,表明该领域的竞争日益激烈。尽管新兴竞争正在浮现,但战略合作伙伴关系和收购为村田提供了显著的领先优势。这种合作不仅仅是单向的技术转让;Resonant继续扩大与村田的合作,专注于跨多个频段的5G XBAR射频滤波器的开发。这种持续的合作突显了持续创新和改进XBAR技术的重要性。Resonant的XBAR技术专为满足下一代网络(包括5G、Wi-Fi和超宽带(UWB)应用)的复杂射频前端要求而设计。这些下一代网络不仅需要更高的速度,还需要更高的可靠性,这将使得网络切片成为现实。
这一进展的影响不仅仅局限于更快的下载速度。对可靠的高频通信的需求受到多种应用的推动,从增强型移动宽带和大规模机器类通信到超可靠低延迟通信——所有这些都是5G和6G愿景的基石。此外,Wi-Fi扩展到更高的频率域,如Wi-Fi 6E和Wi-Fi 7等标准,也需要能够处理这些增加的带宽的滤波器。而Wi-Fi 8的研发也已经开始,预计将进一步提高无线通信速度和效率,并需要更先进的滤波器技术。这些滤波器的开发还依赖于材料科学的进步,例如在MEMS和传感器技术路线图中探索的压电薄膜(如铝)的使用。支持XBAR技术的声学谐振器和滤波器物理学也在IEEE社区内得到积极研究和讨论,突显了其在更广泛的电信领域的重要性。这意味着未来的滤波器设计需要更加精细,以满足不同场景下的性能需求。村田对XBAR的投资,加上其在SAW滤波器方面的既有专业知识,使该公司成为塑造无线通信未来的关键参与者。成熟的制造工艺和创新技术的结合有望提供高性能、高频滤波器,这将对于实现下一代网络的全部潜力至关重要。在未来,我们将会看到XBAR技术在自动驾驶、虚拟现实、远程医疗等领域发挥更大的作用。这些应用对数据传输速度和延迟的要求极高,而XBAR技术正是满足这些要求的关键。
可以预见,在不久的将来,滤波器技术将持续演进,以适应通信技术的快速发展。未来的滤波器可能不再局限于单一功能,而是集多种功能于一体,例如,可以同时支持多个频段和多种通信协议。同时,滤波器的尺寸将进一步缩小,功耗也将进一步降低,以满足移动设备和物联网设备的需求。此外,随着人工智能技术的不断发展,未来的滤波器可能会具备自适应能力,能够根据实际的通信环境自动调整参数,以实现最佳的性能。这不仅需要材料科学的进步,还需要软件算法的创新。未来的通信世界,不仅仅是硬件的竞争,更是软件和硬件协同发展的竞争。村田制作所在XBAR技术上的突破,只是这个变革的开端,更多的创新还在路上。
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