室温键合新突破！SiC基铌酸锂薄膜助力SAW迈入高频时代

在5G通信向毫米波频段演进及各领域雷达性能升级的背景下，高频滤波器正面临前所未有的技术挑战。传统声表面波（SAW）器件凭借制造工艺简单，性能稳定，体积小巧，成本低廉等优势，长期以来一直是射频滤波领域的主流方案，然而受限于衬底材料的物理性能，使SAW仅应用在3GHz以下低频段工作，而体声波（BAW）技术虽能支持更高频率，却始终被高成本、高温稳定性差等问题所困扰。针对这一产业痛点，青禾晶元通过自主创新的室温键合技术，成功开发出碳化硅（SiC）基铌酸锂（LiNbO₃）薄膜衬底，为SAW器件在高频滤波领域带来突破性进展。

高频性能的显著提升

基于SiC上LiNbO₃薄膜在5GHz下谐振器测试，Qmax可达到710，K²可达到大于20%，谐振器器件的卓越性能为高频滤波领域的应用提供了坚实基础。

SiC/LiNbO₃与BAW滤波器参数对比

SiC/LiNbO3在5G频段应用性能曲线图

异质材料集成的关键技术突破

超高真空常温键合原理

青禾晶元通过自主开发的表面活化键合（SAB）技术，成功解决碳化硅（SiC）与铌酸锂（LiNbO₃）异质集成的核心难题，主要技术突破包括：

原子级界面控制技术

采用自研等离子体活化处理工艺，保证处理后键合界面粗糙度<0.5nm（原子级平整度），在常温下实现共价键连接。

降低热失配的精准调控技术

通过离子源均匀活化控制，实现常温下高强度键合，避免SiC（4.0×10⁻⁶/K）与LiNbO₃（15×10⁻⁶/K）的热膨胀系数差异带来热失配问题。

高强度的键合能，保证键合界面无分层开裂现象。

高精度对准键合技术

晶圆级键合边缘对准精度达±50 μm，mark图形对准精度达±1um。

压力均匀性控制在±3%以内，确保整个界面结合强度＞10 MPa。

射频性能优化技术

复合衬底在5GHz频段器件实测Qmax值可达700+。

机电耦合系数（K²）＞20%a。

规模化生产与产业化验证

目前该技术已实现6英寸SiC/LiNbO₃晶圆的规模化制备，量产批次良率稳定在95%以上。针对5G N77 N78频段已经存在多种薄膜方案，随着SiC技术的逐步成熟，不再受制于成本限制，SiC上LiNbO₃薄膜复合衬底材料未来有望在5G系统实现量产应用。

技术价值与产业影响

这项突破不仅解决了高频滤波器的核心性能瓶颈，更展现出显著的经济效益：相较传统BAW滤波器，生产成本降低30%以上，同时工作温度范围拓宽50%。随着5G-Advanced和卫星互联网的发展，该技术有望在毫米波通信、智能驾驶雷达等领域创造更大价值。