在5G通信向毫米波頻段演進(jìn)及各領(lǐng)域雷達(dá)性能升級的背景下，高頻濾波器正面臨前所未有的技術(shù)挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)聲表面波（SAW）器件憑借制造工藝簡單，性能穩(wěn)定，體積小巧，成本低廉等優(yōu)勢，長期以來一直是射頻濾波領(lǐng)域的主流方案，然而受限于襯底材料的物理性能，使SAW僅應(yīng)用在3GHz以下低頻段工作，而體聲波（BAW）技術(shù)雖能支持更高頻率，卻始終被高成本、高溫穩(wěn)定性差等問題所困擾。針對這一產(chǎn)業(yè)痛點(diǎn)，青禾晶元通過自主創(chuàng)新的室溫鍵合技術(shù)，成功開發(fā)出碳化硅（SiC）基鈮酸鋰（LiNbO?）薄膜襯底，為SAW器件在高頻濾波領(lǐng)域帶來突破性進(jìn)展。
高頻性能的顯著提升
基于SiC上LiNbO?薄膜在5GHz下諧振器測試，Qmax可達(dá)到710，K2可達(dá)到大于20%，諧振器器件的卓越性能為高頻濾波領(lǐng)域的應(yīng)用提供了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
SiC/LiNbO?與BAW濾波器參數(shù)對比
SiC/LiNbO3在5G頻段應(yīng)用性能曲線圖
異質(zhì)材料集成的關(guān)鍵技術(shù)突破
超高真空常溫鍵合原理
青禾晶元通過自主開發(fā)的表面活化鍵合（SAB）技術(shù)，成功解決碳化硅（SiC）與鈮酸鋰（LiNbO?）異質(zhì)集成的核心難題，主要技術(shù)突破包括：
原子級界面控制技術(shù)
采用自研等離子體活化處理工藝，保證處理后鍵合界面粗糙度<0.5nm（原子級平整度），在常溫下實(shí)現(xiàn)共價(jià)鍵連接。
降低熱失配的精準(zhǔn)調(diào)控技術(shù)
通過離子源均勻活化控制，實(shí)現(xiàn)常溫下高強(qiáng)度鍵合，避免SiC（4.0×10??/K）與LiNbO?（15×10??/K）的熱膨脹系數(shù)差異帶來熱失配問題。
高強(qiáng)度的鍵合能，保證鍵合界面無分層開裂現(xiàn)象。
高精度對準(zhǔn)鍵合技術(shù)
晶圓級鍵合邊緣對準(zhǔn)精度達(dá)±50 μm，mark圖形對準(zhǔn)精度達(dá)±1um。
壓力均勻性控制在±3%以內(nèi)，確保整個(gè)界面結(jié)合強(qiáng)度＞10 MPa。
射頻性能優(yōu)化技術(shù)
復(fù)合襯底在5GHz頻段器件實(shí)測Qmax值可達(dá)700+。
機(jī)電耦合系數(shù)（K2）＞20%a。
規(guī)?；a(chǎn)與產(chǎn)業(yè)化驗(yàn)證
目前該技術(shù)已實(shí)現(xiàn)6英寸SiC/LiNbO?晶圓的規(guī)?；苽洌慨a(chǎn)批次良率穩(wěn)定在95%以上。針對5G N77 N78頻段已經(jīng)存在多種薄膜方案，隨著SiC技術(shù)的逐步成熟，不再受制于成本限制，SiC上LiNbO?薄膜復(fù)合襯底材料未來有望在5G系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)應(yīng)用。
技術(shù)價(jià)值與產(chǎn)業(yè)影響
這項(xiàng)突破不僅解決了高頻濾波器的核心性能瓶頸，更展現(xiàn)出顯著的經(jīng)濟(jì)效益：相較傳統(tǒng)BAW濾波器，生產(chǎn)成本降低30%以上，同時(shí)工作溫度范圍拓寬50%。隨著5G-Advanced和衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，該技術(shù)有望在毫米波通信、智能駕駛雷達(dá)等領(lǐng)域創(chuàng)造更大價(jià)值。
