傅肅磊 破解“濾波”的秘密

在持續深耕濾波器的技術攻關與產業化工作中，他和團隊努力攻克手機濾波器領域的“卡脖子”技術，并實現了多項技術難題突破，在射頻濾波器技術研發領域，彰顯中國科技企業的力量

提起“濾波器”，很多人或許感到陌生，但其實在我們的生活中，它的身影很常見。僅一部智能手機中，就需要五六十顆射頻微聲濾波器。

體積僅有芝麻粒大小的射頻濾波器背后，卻是不折不扣的高精尖技術。該領域長期被美國、日本等國際巨頭企業壟斷，國內企業面臨專利封鎖、設備落后、人才稀缺等多重困境。一直以來，射頻濾波器的國產化率不足10%。

中青科協會員、江蘇“U35培育”對象、江蘇“333工程”高層次人才、無錫市好達電子股份有限公司研發主任傅肅磊從學生時代便和濾波器結緣，至今已在濾波器技術的研發道路上耕耘了十余年。他承擔和參與了多項國家級重大科技研發項目，努力攻克手機濾波器領域的“卡脖子”技術，并實現了多項技術難題突破，在射頻濾波器技術研發領域，彰顯中國科技企業的力量。

深耕濾波器技術研發

射頻（RF），全稱為Radio Frequency，是指頻率在3k H z至300G H z之間的電磁波。無論是手中的智能手機、頭頂的衛星、聯網的智能設備，還是無形的雷達波束，都離不開射頻信號在電磁空間中的穿梭。

然而，復雜的電磁環境里，干擾無處不在。這時，射頻濾波器便扮演著關鍵角色。它如同信號旅途中的“篩選者”，選擇需要的頻率信號，濾除不需要的頻率信號。濾波器是整個射頻前端中價值最高的細分領域，也是技術難度最高的核心部件之一。

1991年出生的傅肅磊是江西上饒人，在中學期間就對物理學科非常感興趣，高考后進入南昌大學材料物理系學習，本科畢業后又以優異的成績被保研至清華大學繼續深造。

在導師的建議下，傅肅磊選擇了聲表面波濾波器作為自己的研究方向。當時他還是第一次聽說這個名字，也沒有意識到，這顆只有毫米見方的器件會成為關系到手機產業供應鏈安全的關鍵器件。

自研究生階段起，在導師的指導下，傅肅磊投身于聲表面波濾波器技術的科研工作，并與國內多家濾波器企業開展產學研合作。讀博期間，他往返于企業與學校之間進行課題研究，并協助企業解決技術研發和產品開發中的一些實際問題。2019年博士畢業后，他加入無錫好達電子，先后擔任技術工程師、研發主任等職務，持續深耕濾波器的技術攻關與產業化工作。

傅肅磊介紹，無錫市好達電子股份有限公司成立于1999年，是國內最早從事聲表面波濾波器產品開發生產和銷售的企業之一。公司的發展，伴隨著濾波器行業一路升級轉型的過程。傅肅磊說，早期的濾波器還沒有那么“高端”，主要是用于電視機，體積比較大。從2010年左右，隨著智能手機的大規模普及，公司開始轉型研發移動終端用的濾波器。早期的2G手機功能比較單一，也沒有那么大的數據傳輸量，因此一部手機只有2到3個濾波器。后來隨著智能手機的出現，手機通信頻段數量從2G的幾個頻段上升到5G的50多個頻段，每新增一個頻段需要增加相應頻段的濾波器，因此手機的射頻濾波器需求量大幅提升。

真正的轉變發生在2017年之后。美國挑起對華貿易戰，半導體行業成為被“圍堵”最慘烈的行業之一。中興、華為等中國企業被列入美方出口管制“實體清單”，先進制程下的高算力、人工智能芯片被美方限制出口。

“從華為、中興事件后，國內終端廠商加強了對國產供應鏈的重視”，傅肅磊說，無錫市好達電子股份有限公司先后獲得華為、中興、小米等企業的入股。“這些大企業的投資，為我們企業在廠房新建與改造，設備升級迭代及科研力量提升等方面提供了有力的資金支持。與此同時，結合他們對濾波器產品的實際需求，我們緊鑼密鼓地進行新技術、新產品的研發。”

除了大企業的投資入股外，傅肅磊也切實感受到國家對半導體企業的支持。“發改委、工信部、科技部先后出臺了很多政策。我們近幾年獲得了各級研發財政補助、攻關科研經費、購買設備的補貼等數千萬元，對于企業的發展起到了很大的支持作用。”傅肅磊說。

2019年開始，無錫市好達電子股份有限公司發展駛入快車道，公司規模、科研團隊、產品結構都有了突飛猛進的發展，銷售額翻了數倍。如今，公司每年的濾波器產能在50億只左右，“現在，華為、小米、OPPO、華勤、龍旗、中興、廣和通等知名手機終端及O DM廠商、通訊設備廠商和無線通信模組廠商，都有用我們公司生產的濾波器”。

從低端到高端的艱難轉型

從技術門檻較低的低端產品時代，到智能手機蓬勃發展迎來的轉型期，再到2018年之后對標國際最先進水平，傅肅磊說，國產濾波器的發展經歷了從依賴進口到逐步實現自主研發的艱難轉變，在技術追趕的過程中，公司團隊也面臨了很多挑戰。

“我們公司最初開始設計研發手機濾波器的時候，這個賽道比較小，國內只有很少的幾家公司在做。公司主要生產的還是相對中低端的產品，對于產品的品質性能要求不是很高。屬于不愁客戶，也沒有什么競爭的狀態。”傅肅磊回憶。

但隨著企業轉型生產高端手機使用的濾波器，產品性能和質量要對標國際一流廠商，才能達到客戶的要求。“需要在實現器件小型化、輕薄化基礎上，達到很高的性能。從設計、生產到封裝、測試，整個流程中需要攻克的難題很多。”

比如在濾波器制作完成后，為了滿足不同應用場景的需求，必須對其各項性能參數、關鍵指標及功能進行全面測試，并且要進一步驗證其在復雜應用環境中的穩定性和可靠性。比如是否能抵御靜電放電干擾，是否能在高溫、高濕或劇烈溫度循環等極端條件下正常工作，以及其使用壽命究竟能達到多久。除此之外，還應對其抗機械沖擊、抗振動能力，以及在電磁復雜環境下的抗干擾能力進行測試。上述內容均屬于嚴格的可靠性測試范疇，只有經過充分驗證，濾波器產品才能真正實現規模化應用，并在移動終端、車載通信、基站等多元場景中穩定運行。

傅肅磊告訴記者，面向5G手機對小型化、輕量化的濾波器需求，公司為國內某知名手機廠商開發晶圓級封裝WLP產品。該產品對可靠性要求很高。為了解決W L P濾波器的可靠性問題，研發團隊夜以繼日地攻關了近一年時間。手機發布有時間期限，必須在規定的時間節點內解決所有的質量和技術問題。“那段時間，我們攻關團隊兩班倒，晝夜不停，吃住都在公司。手機廠商的技術人員也駐場在公司，把控技術、工藝、流程和質量。最終在時間期限內，順利解決了問題，多款WL P濾波器產品應用到了國內高端型號手機中。”

這些經歷讓傅肅磊認識到，大品牌手機企業對于器件的質量、性能、良率等要求是非常高的。“如果不能符合標準，可能遭遇退貨、損失賠償，甚至有可能被剔除出供應商的名單。”為了達到終端企業的要求，無錫好達引進了相關人才，成立了可靠性實驗室，購置了許多檢測分析設備，同時在工藝流程上制定嚴格的標準，打造了一套完備的質量管理體系。

填補行業空白

隨著智能化時代的飛速發展，人們對手機的功能和通信服務要求越來越高，也對元器件的迭代速度提出了更高要求。“手機品牌一般半年左右會發布一次新產品，每一項性能的提升，比如像素更高、儲存空間更大、運行速度更快，背后都是元器件的更新換代。”傅肅磊告訴記者，現在濾波器產品迭代速度很快，一般3到6個月就會更新換代，推出效率更高、能耗更低、信號提取更準確的產品。能不能跟上這個節奏，決定著產品能不能導入手機終端。

行業的快速發展讓作為研發團隊技術帶頭人的傅肅磊始終有一種緊迫感，也讓他充分意識到創新的必要性和迫切性。

隨著5G通信的出現，這種緊迫性愈發凸顯。面對5G通信所需求的高頻率和寬帶寬，傳統的聲學濾波技術難以滿足要求，行業亟需一種新型技術來替代現有方案。國際上，日本村田、美國Re son a nt等已開始布局一些新型聲學濾波器的技術開發。2018年，傅肅磊讀到哈佛大學一個研究團隊發表的論文，他們用鈮酸鋰薄膜來取代傳統的硅材料用于制作電光調制器。他當時想到，鈮酸鋰材料在傳統聲表面波器件中應用廣泛，為何不嘗試將其制成薄膜，以提升產品性能？

傅肅磊介紹，與鉭酸鋰、石英等常用壓電晶體相比，鈮酸鋰材料具有更高的機電耦合系數，適合制備高頻大帶寬器件。然而，將鈮酸鋰材料制成薄膜并進一步設計成濾波器，一直是行業內的技術難點。傅肅磊坦言，團隊前期進行了大量仿真模擬和薄膜復合結構構建工作，反復優化器件設計方案，但在薄膜材料開發和器件制備過程中仍遇到諸多挑戰。“我們與薄膜材料研發廠商密切配合，不斷調整工藝、反復打磨，同時持續優化鈮酸鋰薄膜濾波器的設計與制備流程。經過近兩年努力，終于攻克了工藝流程中的一系列關鍵問題。”

目前，團隊在鈮酸鋰薄膜聲表面波器件的仿真技術、壓電復合結構構建與器件制備等前沿方向已取得多項研究成果。他們首次將聲表面波商用濾波器的相對帶寬從5%拓展至31%，并成功研制出適用于5G通訊n77、n78等頻段的聲表面波濾波器，填補了行業空白。相關技術成果先后榮獲北京市科學技術獎（科學技術進步獎）一等獎、江蘇省科學技術獎二等獎等榮譽。傅肅磊也因在該領域的突出貢獻，獲得中國電子元件行業協會青年科技獎。

研發的過程充滿艱辛，但新技術和新產品研制成功那一刻的喜悅也是無法形容的。“開發的濾波器新技術可以為業內提供新的解決方案，突破性的產品在客戶那里得到采用，是令我們非常驕傲的事情。”傅肅磊說，“尤其是在一些國際行業會議上，我們帶著自主研發的成果和技術去做介紹和分享，受到業內的關注，有種揚眉吐氣的感覺”。

為國產化替代貢獻力量

2025年，傅肅磊有了一個新身份——中國青年科技工作者協會會員。雖然以前對中青科協這個組織并不了解，但是加入之后，他頗有一種相見恨晚的感覺。“我真實的感受是，自己的認知體系更豐富了。以前更多是從自己一個小專業來看問題，眼界比較狹窄。通過參加協會組織的活動和學習，讓我無論從專業技能、商業邏輯，還是團隊管理等方面，都得到了很大提升。”

回顧自己的科研之路，傅肅磊說，導師對自己的影響很大，不僅是他科研道路上的領路人，也提供很多資源和機會讓自己成長。“當時導師根據我擅長的薄膜材料、物理建模和設計仿真，在幾個方向中為我選定了濾波器。”傅肅磊回憶，當時這個產業還處在低迷狀態，前景并不被普遍看好，沒有想到后面會有智能手機的爆發，讓自己能夠參與到產業發展的巨大浪潮中。

現在在工作之余，傅肅磊也常常走進高校，和大學生分享專業領域的前沿知識和自己在科研中的感悟和體會。他建議同學們在科學研究的過程中，不妨把眼界放得更遠一些。“側重于做學術研究的人可以向產業多看看，側重產業的人也可以和高校的研究者多交流，這樣對整個產業的認識會更全面，對自己的科研工作也會很有幫助。”

從一個懵懂青澀的學生，成長為行業發展的中堅力量，傅肅磊對于科技工作者身上肩負的責任，感受愈發深刻。“很長一段時間以來，行業都有一種偏見，認為一些關鍵設備、關鍵器件或關鍵材料，進口的質量更好。這種偏見現在依然存在。只有大家齊心協力把國產化替代做大做強，才能扭轉這樣的認識，整個行業也才會蓬勃發展。現在一些領域已經帶了好頭，相信很快在越來越多的領域，中國制造能夠代表國際尖端水平。”傅肅磊說，從個人的角度，就是做好自己崗位的事情，把好的技術、好的產品研發出來，為突破國家“卡脖子”技術、實現自主創新、保證國家供應鏈的安全做出自己的貢獻。

責任編輯 王碧清