移动通信技术的飞速发展，特别是第四代和第五代移动通信技术的广泛部署，极大地增加了终端设备对无线电频谱的使用复杂度和效率要求。在每一部智能手机、平板电脑或其他无线终端的射频前端中，滤波器扮演着至关重要的角色，它负责在极其拥挤的频谱环境中精确地分离出所需的通信频段，同时抑制所有相邻和带外干扰信号。射频滤波器的性能直接决定了通信质量、能耗效率以及终端设备的多频带兼容能力。在当前移动通信的主流技术中，表面声波滤波器和体声波滤波器，分别简称声表滤波器和体声滤波器，凭借其小型化和高品质因数的优势，成为了射频滤波器领域的核心技术路线。
声表滤波器和体声滤波器都属于声学滤波器范畴，其工作原理是将电磁波信号首先转换为机械能形式的声波信号，利用声波在压电基片上的传播特性进行滤波，再将声波信号转换回电磁波信号。声波的传播速度比电磁波慢数万倍，这意味着在实现相同滤波特性的前提下，声学滤波器的物理尺寸可以比传统的电磁滤波器小得多，从而满足移动终端对小型化的严苛要求。然而，这两种技术在结构、工作频率、性能指标和制造成本上存在显著差异，决定了它们在不同通信频段和应用场景中的适用性。
声表滤波器是最早实现大规模商业化应用的声学滤波器技术。其基本原理是利用压电材料基片上的叉指式换能器将射频电信号转换为沿着基片表面传播的声波，再通过接收端的叉指式换能器将声波转换回电信号。声表滤波器具有结构相对简单、易于制造和成本较低的优点。在过去的二代和三代移动通信以及早期的四代通信中，声表滤波器在零点一吉赫兹到二吉赫兹的低频段应用中占据主导地位，其低插入损耗和良好的带外抑制性能可以满足这些频段的通信要求。
然而，声表滤波器在高频段的应用中面临着固有的限制。首先，声表滤波器的工作频率与其叉指式换能器的电极间距成反比。随着工作频率的升高，电极间距必须变得越来越窄，这不仅增加了光刻制造工艺的难度和成本，也导致器件的损耗增加和功率处理能力下降。其次，声表滤波器对温度变化较为敏感。温度的波动会改变压电基片材料的声速，进而导致滤波器的中心频率发生漂移，影响通信系统的稳定性。虽然出现了温度补偿声表滤波器，通过在压电基片上增加额外的二氧化硅等温度补偿层来缓解这一问题，但其适用频率上限通常仍限制在二点五吉赫兹到三吉赫兹左右。
体声滤波器技术的出现，旨在克服声表滤波器在高频段和对温度稳定性方面的不足。体声滤波器不依赖声波沿着表面传播，而是利用声波在压电薄膜和基片之间垂直方向上的体声波共振特性进行滤波。体声滤波器主要分为两种结构：固态装配反射器体声滤波器和薄膜腔体体声滤波器。固态装配反射器体声滤波器通过在压电薄膜下方构造一个由多层低声阻和高声阻材料交替堆叠而成的声反射层，将声波能量限制在压电薄膜内部，实现高品质因数的谐振。薄膜腔体体声滤波器则在压电薄膜下方创建一个空气腔或空腔结构，利用空气和压电薄膜界面的巨大声阻抗差来反射声波，达到类似的效果。
体声滤波器最大的优势在于其卓越的高频性能和温度稳定性。由于声波在体声滤波器中的传播路径垂直于基片表面，其谐振频率主要由压电薄膜的厚度决定，而非叉指电极的间距。薄膜厚度的控制比叉指电极的光刻精度更容易在高频段实现，使得体声滤波器可以轻松应对一点五吉赫兹到六吉赫兹、甚至更高频段的应用需求。此外，体声滤波器通常采用氮化铝等压电材料，其声速受温度影响较小，使得器件具有更优异的温度稳定性，这对在高功率和多变环境温度下工作的移动终端至关重要。体声滤波器也展现出更高的品质因数和功率处理能力，能够以更低的插入损耗和更陡峭的带边抑制特性来满足五代通信技术对相邻信道隔离度的严苛要求。
在移动通信射频前端的实际选择中，声表滤波器和体声滤波器呈现出明显的互补和竞争关系。在四代和五代通信技术的复杂多模多频场景中，全球对射频滤波器的数量需求呈指数级增长。一部先进的智能手机可能需要数十个射频滤波器来支持不同的通信频段和双工模式。
在低频段，即三吉赫兹以下，尤其是全球移动通信系统、码分多址等传统通信制式所使用的低频段，经过温度补偿的声表滤波器或其衍生技术如高集成度声表滤波器仍因其成熟的工艺和较低的制造成本，占据了重要的市场份额。这些技术的不断改进使其在一定程度上提升了性能，能够更好地适应低频段中相对较宽的通信信道。然而，随着五代通信技术的部署，特别是中高频段的使用，体声滤波器技术开始占据主导地位。五代通信引入了更多新的频段，并且很多频段位于三吉赫兹到六吉赫兹的中频段。同时，由于频谱资源的日益紧张，通信信道的带宽变得更宽，信道间的隔离要求更高，对滤波器的品质因数和带边滚降速率提出了更高要求。在这些苛刻的条件下，体声滤波器凭借其高品质因数、优越的高频性能和出色的温度稳定性，成为了中高频段的主流选择。
声表滤波器和体声滤波器作为移动通信射频滤波器的两大主流技术，各自拥有独特的性能特点和应用领域。声表滤波器在低频段具有成本和成熟度的优势；而体声滤波器则在高频段、高品质因数和温度稳定性方面表现出明显优势，是五代通信中高频段高性能滤波的必然选择。在复杂的移动通信射频前端设计中，工程师必须根据具体频段、带宽、功率容量、温度环境和成本预算等多个维度进行精确权衡，选择最合适的声学滤波器技术，甚至将两种滤波器结合在同一个射频前端模块中，以构建出兼顾性能与成本的最优化解决方案。这种技术选型和集成策略，直接影响着移动终端的通信性能、设计复杂度和最终的市场竞争力。
