讲到芯片滤波器，SAW和BAW是两种最基本的架构模式，其基本原理都利用了压电陶瓷的压电特性，实现电磁波谐振和声波谐振的转换，并利用声波波长比较短的缘故，实现谐振器的小型化。SAW和BAW 的后两个字母，就是声波的意思，Acostic Wave，而前面第一个字母表示声波的谐振位置，S， Surface，即声波在表面传播，而B， Bulk，声波在体内传播。在之前的文章中，我们重点介绍了BAW滤波器，从FBAR和SMR-BAW的基础理论都有过详细的介绍。什么是声波 AW？说到声波，大家第一印象肯定是我们耳朵能听到的声音波，其实这里的声波通指机械波，即靠介质粒子机械振动传输的波，比如地震波，水波，当然也包括我们耳朵能听到的声音波。声波和电磁波有一个比较大的区别就是声波必须通过介质传播，而电磁波却可以脱离介质在真空中传播。 女娲真是一个天才，给人类装上了感知这两种最常见的波的器官——眼睛和耳朵。女娲在造人时，给我们安上了眼睛，让我们用眼睛能够看到电磁波，观赏这个多彩的世界；同时给我们安上了耳朵，让我们能够听到声波，聆听悦耳动听的声音。

同时，给我们的眼睛和耳朵装上了滤波器，让我们只能看到频率在380THz - 750 THz之间的电磁波，而这个频段的电磁波正是红橙黄绿青蓝紫的颜色；让我们只听到声波频率在20Hz-20KHz 之间的波，试想如果不装这个滤波器，那该是个多么嘈杂的世界，怪不得蝙蝠晚上都睡不着。

【资料图】

图4，人和动物的听觉频率和发生频率对比

所以呢，声波的频率也可以很高，只要振动的介质足够小，比如电子波，中子波。

那什么是SAW呢？

SAW即声表面波，英文全称为Surface Acoustic Wave，这里要注意和SIW 区分一下，SIW是传输线的一种，基片集成波导，Substrateintegrated waveguid，不得不说，老外的这些缩写还是挺容易混淆的。

声表面波最早是1985年Rayleigh在研究地震波的时候发现的，这种波在固体的表面传播，而且波速仅为电磁波的十万分之一，而且衰减很小。

图5， 声表面波SAW示意图

波速小，衰减小，这不就是射频人想要的吗？波速小，意味着同等频率下的波长就短，波长短意味着它的谐振体就小。这样制作的元器件体积就不是个问题了。

那怎么做成声波滤波器？

在射频滤波器界一直有一个头疼的问题——滤波器小型化，尤其是在低频频段，简直是最最最迫切的问题，很多滤波器设计大神为此绞尽脑汁——电容加载，实在不行就电容器加载上，无奈还是很大，谁让谐振器和波长挂上钩呢？电磁波的波长有多长呢？1MHz的电磁波波长大约为300米，1GHz 的电磁波波长也有0.3米，按照常规的二分之一波长谐振来说，谐振器也得15厘米高，放到我们的手机里面简直不敢想象啊。

这个时候化学家帮了我们，有人翻到了很久之前居里兄弟在1880年前后发现的神奇物质——压电材料和压电效应，这种材料可以实现电波和机械波之间的转换。

图6，压电特性示意图

交叉学科的知识，在什么时候都是最有用的，电子科技的进步，离不开材料物理学的发展。

审核编辑：刘清