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摘要：5G 时代，滤波器作为通信系统关键组件，高频段应用需求大增。本文剖析其特点、需求，探究国产化替代要点、技术检测策略并提出实施路径。5G 滤波器需具备高 Q 值、低插损、良好温度稳定性及小型化集成化特性，以满足高速数据传输、多载波聚合等需求。通过试点应用、产业集群建设、政策引导等措施，预计到 2025 年，随着中国 5G 手机渗透率超 80%，单机滤波器需求较 4G 提升 30%-50%，国产滤波器市场份额有望大幅提升。这将降低对进口产品的依赖，增强我国 5G 通信产业自主可控能力，为数字经济发展提供有力支持。

关键词：5G 时代；滤波器；高频段应用需求；国产化替代

引言

随着5G技术的快速发展，高频段滤波器的需求显著增加。5G网络的高频段应用不仅要求滤波器具备高Q值、低插损和良好的温度稳定性，还必须满足小型化与集成化的要求。然而，我国在高端滤波器领域仍面临技术瓶颈，市场供给主要依赖于国外企业。在此背景下，推动滤波器的国产化替代成为提升我国5G通信产业自主可控能力的关键。

一、5G滤波器的特点

5G滤波器是5G通信系统中的关键组件，主要用于信号的过滤和频段的隔离，以确保通信的稳定性和高效性。其特点主要体现在以下几个方面：5G滤波器需具备高Q值以实现窄带高抑制和低插损的性能，这让滤波器能在特定频段高效过滤信号并降低损耗，适应高频段应用需求，例如BAW（体声波滤波器）和FBAR（薄膜体声波谐振器滤波器）技术，BAW滤波器依靠声波在压电材料内传播，结构复杂需在压电材料两侧构建谐振腔，增强对温度的稳定性和频率选择能力，相比之下，FBAR滤波器利用压电薄膜的逆压电效应将电信号转为声波形成谐振，特别适合高频段，满足5G通信需求，举例来说，某款FBAR滤波器在28GHz频段测试中显示出极低的插损，仅为1.2dB，远优于传统技术，温度稳定性也至关重要，确保滤波器在极端环境如高温或低温下的可靠运行，尺寸与封装技术的优化则推动5G设备小型化和集成化，工程师常在设计中权衡尺寸与性能，偶尔也会因散热问题调整封装材料，这种取舍虽与核心功能无关，却常影响实际部署。

二、高频段应用需求分析

（一）高速数据传输需求

5G 网络发展带动用户对高速数据传输需求激增，尤其在视频流媒体、VR、AR 等领域，对带宽和低延迟要求严苛。中国信通院测算，2020 - 2025 年我国 5G 商用直接带动经济总产出 10.6 万亿元，间接带动约 24.8 万亿元（数据来源：中国信通院发布的《5G 产业经济贡献》白皮书）。以‘虚拟历史课堂’VR 教育项目为例，为保证画面流畅和细节还原，数据传输速率需稳定在 1.5Gbps 以上，延迟控制在 20ms 以内。毫米波频段下的 5G 网络，借助高频段滤波器提供的宽频和高频资源，实现数 Gbps 传输速率，且低插损保证信号稳定传输，满足了该项目需求，凸显高频段滤波器对提升 5G 网络高速数据传输性能的关键作用。

（二）多载波聚合需求

在 5G 网络中，多载波聚合（Carrier Aggregation，简称 CA）是极为关键的技术。它能让 5G 网络同时利用多个不同频段（载波）的信号，以此增加传输带宽，提升数据传输速度与网络容量。多载波聚合（CA）类似搭建超级电力传输网。每个频段的载波如输电线路，数据似电能。传统单载波传输承载量有限，而 5G 的多载波聚合类似多线路输电，可同时启用多个频段传输数据。n77、n78 和 n79 是 5G 常用的中高频频段，不同频段对滤波器性能要求不同。n77 频段（3300 - 4200MHz）带宽宽，适合大流量传输，但频段高信号损耗大，要求滤波器插损控制在 1dB 以下。n78 频段（3300 - 3800MHz）是 5G 主力频段，用于城市区域覆盖，需滤波器对干扰信号抑制比达 60dB 以上。n79 频段（4400 - 5000MHz）频段高传输快，适用于高实时性场景，但信号穿透弱易衰减，要求滤波器带外抑制比达 80dB 以上。如 Sub - 6GHz 频段和毫米波频段载波聚合时，需要滤波器具备高选择性和强带外抑制力，以保障各频段信号协同工作，满足多样的通信需求，高性能滤波器是实现多载波聚合的关键。

（三）小型化与集成化需求

随着移动设备，尤其是智能手机和平板电脑向轻薄化发展，对滤波器的小型化和集成化提出了更高要求。高频段滤波器需采用表面声波（SAW）和体声波（BAW）等先进制造工艺，实现更小尺寸与更高集成度，在有限空间内实现更多功能。小型化滤波器还能降低设备整体功耗，延长电池寿命，这对移动设备至关重要。在现代智能手机中，射频滤波器数量众多，设计挑战也随之增加，因此，小型化和集成化是高频段滤波器未来发展的必然趋势。

三、国产化替代的要点

（一）技术突破与创新

技术突破与创新是 5G 滤波器国产化替代核心驱动力。高端高频滤波器领域，国内企业面临诸多挑战，以高频 SAW 滤波器为例，高 Q 值压电材料研发困难。传统压电材料在高频下介电损耗急剧增加，电场变化频率加快时，材料内部极化过程无法及时响应，电能转化为热能损耗，影响滤波器能量转换效率和稳定性；高频声波传播特性复杂，波长缩短，与材料内部微观结构相互作用加剧，晶格缺陷、杂质散射吸收声波，还易激发高阶振动模式，限制 Q 值提升。

国内企业积极探索新工艺，星曜半导体的 TF - SAW 工艺在压电层下方增加载体衬底，从声学上减少声波向基底能量泄漏，提升 Q 值；从电学上调整材料电学参数，优化频率响应，降低温漂系数。同时，国内加大对新型压电材料研发投入，如氮化铝（AlN）压电常数高、声速高，利于滤波器小型化和稳定工作。技术突破创新不仅为国产化替代提供技术支撑，还能吸引政策关注支持，带动产业链上下游企业协同创新。

（二）政策支持与市场驱动

政策支持与市场需求是推动 5G 滤波器国产化替代的关键力量。“十四五” 规划将射频前端列为重点发展领域，射频前端是无线通信设备的关键组成部分，主要负责射频信号的发送与接收处理 。它处于基站和终端设备的信号链路前端，涵盖滤波器、放大器、混频器等多种器件，对信号的滤波、放大、频率转换等处理至关重要，直接影响通信设备的性能。大基金二期注入资金，同时政府还提供财政补贴和税收优惠，有力推动企业加大在这一领域的研发投入。随着 5G 和物联网的快速发展，市场对 5G 滤波器的需求剧增。预计到 2025 年，中国 5G 手机渗透率超 80%，单机滤波器需求较 4G 提升 30%-50%；物联网设备连接数突破 30 亿，其中支持 5G 网络的设备占比 20%，这些设备对滤波器的需求将增长 40% 以上（数据来源：[具体市场调研机构名称] 发布的《5G 滤波器市场研究报告（202X - 2025）》）。庞大的市场需求为国产滤波器企业带来发展机遇。政策支持引导企业技术创新，市场需求为创新指明方向，技术创新又进一步激发市场需求，吸引更多政策支持，形成良性循环。

（三）产业链协同与生态建设

产业链协同与生态建设是实现 5G 滤波器国产化替代的重要保障。华为哈勃投资滤波器企业，促进全产业链协同发展。国产滤波器厂商与终端厂商合作，如比亚迪与华为在 5G 滤波器领域合作提升终端产品性能。

产业链各环节紧密合作，实现资源共享、优势互补。技术突破为产业链协同提供技术基础，政策支持引导合作，市场驱动优化资源配置。良好的产业链协同为技术突破提供实践平台，增强企业对政策利用效率，拓展市场空间，推动国产化替代。

四、国产化替代的技术检测策略

（一）性能指标检测

性能指标检测是衡量 5G 滤波器国产化替代产品质量与适用性的关键。频率响应检测决定滤波器在 5G 复杂频段筛选目标信号、抑制带外干扰的能力；插损检测衡量信号传输能量损耗，低插损保障 5G 高速数据传输；回波损耗检测关注信号反射，较小回波损耗可避免不良影响。矢量网络分析仪是一种用于测量射频和微波器件电性能参数的精密仪器。它能够在宽频率范围内精确测量滤波器的频率响应、插入损耗、回波损耗等关键性能指标。通常借助矢量网络分析仪检测这些指标，并与国际通行的 5G 滤波器性能标准比对。只有性能指标达标的滤波器，才能在 5G 通信市场竞争，保障通信稳定高效运行。（不同类型 5G 滤波器性能对比见表 2）

（二）可靠性检测

5G 滤波器在实际使用中面临复杂环境，可靠性检测至关重要。高低温循环测试，将滤波器置于 -45℃至 90℃高低温试验箱，每 3 小时循环 1 次，共 15 次，用频谱分析仪监测，中心频率漂移在 ±3MHz 内，插损增大量不超 0.2dB，符合要求。湿度测试，将滤波器放入湿度 98% 环境箱 72 小时，性能指标基本不变，防潮性良好。振动测试，将滤波器固定于振动台，按 5Hz 至 2000Hz 频率范围、0.04g2/Hz 加速度谱密度的随机振动标准测试，外观无异常，性能指标无明显变化，可靠性高。全面可靠性检测确保滤波器在复杂环境稳定运行，维持 5G 通信系统稳定。

（三）兼容性检测

随着 5G 通信网络普及，国产化滤波器与各类通信设备系统的兼容性至关重要。5G 基站场景下，滤波器要与射频模块、功率放大器、天线等关键组件协同。模拟实际场景检测时，需保证信号传输无干扰，实现功率匹配，即达到最佳功率传输效率，减少信号传输的能量损失。

对于手机、平板等不同品牌型号终端设备，要快速抽检滤波器通信兼容性。常见 5G 网络模式如 NSA 和 SA，检测时需关注设备在这些模式下的通信稳定性和数据传输速率。因终端设备多样、适配要求不同，需经一定数量测试，确保国产化滤波器融入 5G 系统，在常见设备中稳定运行，保障 5G 服务质量。

（四）电磁兼容性检测

5G 通信设备密集部署时，滤波器电磁兼容性很重要，检测流程和关键指标如下：

1、电磁辐射强度检测：采用电磁辐射测试仪等专业设备，依据国际标准 CISPR 25 和国内标准 GB/T 17618，在 30MHz 至 10GHz 频段全面测试。将滤波器置于标准环境，开启设备测量各频率点辐射强度，多次测量取平均值。以标准限值衡量，辐射强度远低于限值，表明不会干扰敏感设备。

2、抗干扰能力检测：在强电磁模拟实验室设严苛场景，发射高强度宽频段射频信号模拟射频干扰，按接触、空气放电等模式及 ±1kV 等电压等级静电放电模拟静电干扰。施扰时用高精度设备监测滤波器性能以性能波动为衡量指标，如射频干扰下增益变化不超 ±1dB、带外抑制变化不超 ±5dB；静电放电干扰后短时间恢复且性能基本不变，表明抗干扰能力强。经严格电磁兼容性检测的滤波器，才能在复杂电磁环境可靠运行，保障 5G 通信系统稳定。

五、国产化替代的实施路径

（一）试点应用推广

国产化滤波器研发成功后，试点应用推广是企业检验产品、积累经验的关键。先在小型城市或特定区域 5G 基站使用，监测频率响应、插入损耗、带外抑制等性能指标及与现有设备兼容性。根据反馈优化产品，性能稳定后扩大应用范围。这种方式可降低大规模应用风险，为市场推广积累经验和数据，增强企业市场竞争力，为产业发展奠定基础。

（二）产业集群建设

企业试点优化产品后，产业协同发展对国产化替代规模化至关重要。长三角地区以上海、苏州、杭州为核心，上海高校和科研机构人才丰富，苏州精密制造和电子元器件产业配套完备，杭州互联网科技发达，建设产业园区可实现资源共享、技术交流，提升产业创新能力。珠三角地区以深圳、广州为代表，深圳电子信息产业领先，产业链协同紧密，广州高校资源和科研设施雄厚，建设产业园区能迅速形成产业生态。京津冀地区，北京科研资源丰富，天津制造业基础扎实，河北成本优势明显，三地共建产业园区可优势互补。产业园区内设立公共技术研发平台，降低研发成本，加速技术进步和产业化，推动国产化替代规模化发展。

（三）政策支持引导

政府出台的一系列政策是推动国产化滤波器发展、实现国产化替代的重要保障。在财政上，设立专项研发资金，对从事滤波器研发的企业给予补贴和奖励，直接降低企业研发成本，为技术创新提供资金支持。税收方面，实施优惠政策，如减免企业所得税，激励企业加大研发投入，促进技术升级。在标准制定上，政府联合行业协会和企业，共同制定与国际接轨的质量标准和检测规范。以滤波器的频率响应、插损、回波损耗等关键性能指标为例，明确具体参数要求；在可靠性方面，规定高低温循环、湿度、振动等测试标准；针对兼容性，制定与不同通信设备协同工作的规范。通过这些标准，确保国产滤波器在性能、可靠性和兼容性等方面达到国际先进水平，引导企业生产高质量产品，营造良好政策环境，提升国产滤波器整体竞争力。

六、结语

5G 滤波器是 5G 通信系统核心，其国产化替代意义重大，能保障供应链安全、摆脱技术依赖，推动产业链协同，助力数字经济转型，提升国际竞争力。技术创新上，未来 5G 滤波器国产化向高性能、小尺寸、低成本发展。人工智能借助深度学习算法优化结构参数、预测性能，缩短设计周期；大数据用数据挖掘和机器学习技术控质量、助决策。同时，需探索适配 5G 网络的新材料工艺。市场方面，国内企业提升质效后将拓展国内外市场。国产化替代面临高端人才短缺、关键技术封锁等挑战。但在政策、企业、产学研及新兴技术助力下，必将取得更大突破，推动 5G 产业和数字经济发展，增强国际影响力。

作为行业关注者，我深知国产化替代之路艰辛但关键。创新与拥抱新技术是立足国际竞争的关键。我们要加大研发投入、培育人才、加强产业合作，构建良好产业生态，共推国产化替代，促进 5G 通信产业繁荣。

参考文献

[1]京信射频技术（广州）有限公司，京信通信技术（广州）有限公司，京信通信系统（广州）有限公司.多模介质谐振器及滤波器： 202411942287.X[P].2025-03-28.

[2]刘礼睿.卫星电视信号站加装滤波器预防5G干扰的实践研究[J].电视技术，2024，48（11）：164-166.