在科技日新月异的今天，华为技术有限公司再次引领创新潮流，公布了一项全新的“滤波器及其制作方法、电子设备”专利。这项专利将彻底解决目前应用到手机等终端设备的滤波器不能应用于基站的问题，为5G时代的到来注入了强大的动力。

该滤波器采用了碳化硅衬底，这是一种具有优异性能的半导体材料，可以实现更好地散热，具有更好的温度补偿。这一创新设计，无疑将大大减少温飘，提高滤波器的功率，使其能够应用于更高功率的场景，如5G中的小基站或者微基站场景。


健康安全的保障：滤波器概览

滤波器是各种工程应用和系统中必不可少的组件，它们在信号处理、通信系统、图像和音频处理以及许多其他领域发挥着至关重要的作用。滤波器是电子或机械设备，设计用于选择性地通过某些频率，同时衰减信号中的其他频率。它们广泛应用于不同行业，如电信、音频处理和生物医学工程，以根据特定要求修改和整形信号。

传递函数是输出信号的傅里叶变换与输入信号的傅里叶变换之比，它提供了过滤器行为的数学表示，并帮助分析其属性。脉冲响应描述了滤波器在时域中的行为，表示将函数用作输入时的输出。滤波器可以大致分为两大类:模拟滤波器和数字滤波器。模拟滤波器处理连续时间信号，使用电阻、电容和电感等模拟电子元件实现。

它们被进一步分为无源滤波器和有源滤波器，无源滤波器不需要外部电源，而有源滤波器利用放大器来实现更好的性能和设计灵活性。数字滤波器处理由数字样本表示的离散时间信号。它们使用数字信号处理(DSP)技术实现，如有限脉冲响应(FIR)和无限脉冲响应(IIR)滤波器。数字滤波器提供对其特性的精确控制，易于实现，并且能够通过软件更新来改变其行为。

滤波器特性对于确定特定应用的滤波器性能至关重要，过滤器的主要特征包括：频率选择性是指滤波器通过特定频率同时衰减其他频率的能力。高选择性滤波器具有陡峭的滚降速率，而低选择性滤波器表现出平缓的滚降。滤波器的带宽表示滤波器允许通过而没有明显衰减的频率范围。窄带滤波器的频率范围有限，而宽带滤波器可以通过更宽的频率范围。

衰减是滤波器阻带中的信号抑制程度。它表示滤波器减少干扰频率的能力，在需要保持不同频率之间相位关系的应用中，滤波器的相位响应至关重要。线性相位滤波器在音频处理和通信系统中尤为重要。过滤器在各种领域中有许多应用。一些常见的应用包括:在通信系统中，滤波器用于消除噪声、提高信号质量和管理信号带宽，确保高效的数据传输。

在通信系统中，滤波器用于消除信号中的噪声和干扰，确保清晰可靠的数据传输，在音频处理中，均衡滤波器调整声音的频率响应，以针对特定的聆听环境进行优化。在图像处理中，滤波器用于边缘检测和图像增强等任务。噪声是一种有害的随机信号，会破坏信号中的原始信息。在许多应用中，噪声会妨碍精确的数据分析，并导致错误或误解。

具有降噪能力的滤波器用于衰减或消除信号中的噪声，在音频应用中，降噪滤波器通过最小化背景噪声和嘶嘶声来帮助改善音质。在图像处理中，中值滤波器或高斯滤波器等滤波器用于降低数字图像中的噪声，从而产生更清晰、更精细的图片。在通信系统中，滤波器可以消除传输过程中电磁干扰或信号衰减导致的不需要的频率成分。


BAW滤波器，国产5G自主化的关键

实际上，早在数年之前，华为在基带方面就已经具备了自主研发和生产的能力，其海思麒麟9000系列芯片采用台积电5nm工艺，集成了5G基带，并且在性能和功耗方面都达到了国际先进水平。但手机作为精密电子产品，在技术的设计以外，制造能力也是重要的一环，整个产业链的设计、制造单靠一个国家的能力确实无法覆盖，在全球化的大背景之下更是如此，故在通信模块上，仍有部分依赖国际厂商生产。

目前，手机终端的通信模块主要由天线、射频前端模块、射频收发模块、基带信号处理等组成。其中，射频前端介于天线和射频收发模块之间，是移动智能终端产品的重要组成部分，也是华为近三年中一直被卡脖子的地方。

在制裁刚刚开始的2020年3月，英国《金融时报》就曾对华为P40进行过拆解。结果显示，尽管华为在元器件方面很大程度上摆脱了对美国公司的依赖，但比例并没有降到零。P40的元器件主要采购自中国大陆和中国台湾地区、韩国、日本等地，不过高通、Qorvo和思佳讯等厂商仍提供必要的射频前端组件。同年5月，日媒也拆解了华为Mate30，结果大同小异，海思已经实现处理器、通信半导体、天线开关的自研，但射频前端模块仍来自日本村田制作所。

也就是说，华为过去无法使用5G的最大难点，便是射频前端的制造。而从射频前端使用滤波器的价值量来看，伴随着频段的增多，滤波器在射频前端价值量占比也在扩大。

据Qorvo的预测，滤波器在射频器件中的重要性越来越明显，滤波器的价值占比也从3G终端的33%提升到全网通LTE终端的57%。据中国产业信息网预测，在5G时代里，滤波器，特别是体声波滤波器的应用量将进一步增加，单台手机的滤波器价值将达到10美元以上。滤波器已经超越PA成为整个射频前端模块市场中最重要的组成部分。

其中，SAW是一种沿着固体表面传播的声波，当压电内部晶体结构受到压力发生形变，内部出现净电荷从而在表面形成电压差的特点，制成IDT换能器在物体表面产生声波，而特定频率外的声波会在垂直表面的方向上迅速衰减，最终完成对特定频段信号的滤波。但SAW滤波器也有局限性。高于约1GHz时，其选择性降低；在约2.5GHz，其使用仅限于对性能要求不高的应用。SAW器件易受温度变化的影响，是个老大难问题：温度升高时，其基片材料的刚度趋于变小、声速也降低。

此时，在滤波器中进行垂直传播的BAW滤波器便应运而生，由于固体中的声速远大于空气中的声速，99%以上的声波能量会在固体和空气的边界处反射回来，造成全反射现象，形成驻波。通常BAW滤波器在高频段的品质因数Q、插入损耗和阻带抑制要远好于SAW。适用频率更高、功率容量更大的原因，使得BAW滤波器得到了消费电子设备企业的广泛认可。

在5G时代，单晶及多晶BAW滤波器受到广泛应用，其低功耗，高隔离度和CMOS兼容性使其成为RF通信领域的主要器件。也正是这样，使得BAW滤波器成为了中国自主迈向5G攻坚的最高山头。


革命性滤波器，为5G基站带来革新

近日，天眼查App揭晓了华为技术有限公司新近公布的一项专利：“滤波器及其制作方法、电子设备”。这不仅是华为在技术研发上的又一里程碑，更可能成为未来5G基站设备的关键技术。

在这个5G时代，基站的角色变得越来越重要。然而，由于现有的滤波器技术限制，许多设备无法满足基站的高功率需求。这一问题一直困扰着整个通信行业。而华为的这项专利，无疑是对这个问题的一种全新解决方案。

该专利的摘要中明确指出，其目的在于提高滤波器的功率，解决现有滤波器在手机等端设备上的应用局限，使其能够适应基站等更高功率的场景。核心技术在于采用了碳化硅作为衬底，这一材料不仅有助于更高效地散热，还能优化温度补偿，显著减少温飘现象。因此，此滤波器有潜力应用于如5G小基站和微基站等场景。

滤波器在电子与电信领域的应用已深入人心，无论是广播、电视、音乐合成还是计算机图形等多个领域，其都发挥着不可或缺的作用。特别是在5G技术日益普及的今天，基站设备需求激增。作为基站关键部件的滤波器，其性能与稳定性直接决定了基站的运行品质。

这项新公布的专利，无疑展现了华为在滤波器技术研发上的深厚积淀。而背后，更反映了华为对于未来通信技术发展趋势的敏锐洞察。但正如许多技术研发的初期，此滤波器虽在理论上呈现出创新性，其在实际应用中的效能，仍待进一步的实验和实践检验。碳化硅衬底的应用，可能使华为在5G通信基站领域取得更大的市场份额。而滤波器在未来5G应用中的关键作用，将为华为带来更多的商业机会。

华为的这项专利，意味着未来的5G网络将更加稳定，速度更快，为通信行业带来了新的技术选择和发展方向。然而，如何将其从理论转化为实践，如何确保其在实际应用中的稳定性和效果，将是华为下一步面临的挑战。

而就在8月29日午间，在毫无征兆的情况下，华为突然推出“HUAWEI Mate 60 Pro先锋计划”，还未发布的旗舰机Mate 60 Pro低调上架开售，共有雅川青、南糯紫、雅丹黑、白沙银四种颜色可选，售价6999元起。

随后，有关华为Mate 60 Pro的讨论引发全网热议。通过网络测速软件测试可以看到，华为Mate 60 Pro的平均下行速度达到了436.66Mbps，上行速度则是70.26Mbps。按照中国信通院《全国移动网络质量监测报告》数据，全国5G网络下行和上行均值接入速率分别为352.09Mbps和76.98Mbps。Mate 60 Pro的网速下行速度超过、上行速度接近上述数据。这也意味着国内的5G全部打通。

这次华为Mate 60的国产化，或许并没有那么完美，但其代表的意义却不言而喻：时隔1557天后，代表着中国半导体产业硬实力的产品终于回归。“雪压竹枝低，虽低不着泥。一朝红日出，依旧与天齐。”或许，这才是华为与中国微电子产业链这三年最真实的写照吧。