在各式各样的消费性电子产品及无线通讯产品(如无线电话、移动电话、移动电话基地台、卫星通信)等，都会牵涉到信号的接收与发射。为了确保信号的品质，在系统设计时，会使用到数量不一的滤波器。
滤波器的种类很多，包括手机用RF带SAW滤波器,PHS用IF SAW滤波器以及无线遥控车用中央门锁装置用SAW滤波器等。除了利用声表面波(Surface Acoustic Wave, SAW)传播特性的SAW滤波器以外，尚有使用电介质(Dielectric)陶瓷共振器的介质滤波器、使用压电陶瓷基板的陶瓷(Ceramic)滤波器、在陶瓷板上以厚膜印刷制作多层LC而成的积层LC滤波器、以及使用水晶基板的MCF(Monolithic Crystal 滤波器)等；各依所对应之频率范围、频率响应特性、价格之不同而在使用上有所分别。
目前，日本富士通、三洋电器、丰田等少数几家掌握了压电基片生产技术的制造商几乎垄断了世界SAW滤波器的市场。富士通公司控制了移动电话用小型射频(RF)SAW滤波器全球市场40%左右的份额，目前其年产量在1.5亿只以上，体积最小的产品仅为2.5×2mm，重约22mg，集倒装式组件和专利谐振器型滤波器设计于一体，使滤波器性能出现了突破性飞跃。三洋电器公司是世界最大的视听家电用SAW滤波器制造商之一，为保持其价格上的优势，该公司在我国深圳设有组装厂，年产5000万只。丰田公司主要生产移动通信用SAW滤波器，可提供30多种标准型产品，均适合于表面贴装。
声表面波传统上又称Rayleigh wave，以纪念Lord Rayleigh于1884年发现此物理现象，是一种性质相当独特的机械波，当它沿着晶体表面行进时，在垂直晶体表面的方向，能量会以指数形式衰减，而当其深入超过一个波长深度时，能量密度则降为在表面时的十分之一，因此这种波在晶体表面行进时，最主要的优点就是能量能够集中于表层。这种独特的性质，使得声表面波元件可以很容易地运用其所携带之能量。
1、制造原理
产生声表面波最简单的方式，就是利用叉指换能器(interdigital transducer, IDT)来直接激发声表面波。基本上，叉指换能器分为输入及输出两个部份，它们是一层厚度约2000?至3500?的铝薄膜(铝电极)，经由光蚀刻(photolithography)技术成型在压电单晶材料之基板表面。当一个信号电压外加到输入换能器的正负电极上时，在每对叉指(finger)之间就会建立电场，压电基板表面受到电场的作用后，便产生同步耦合之上下振动，而激发出声表面波。当同极叉指间的距离等于声表面波波长时，所激发的声表面波效率最大，一般常用的压电基板材料有石英(Quartz)、钽酸锂(LiTaO3)、及铌酸锂(LiNbO3)等。
声表面波元件的动作原理和丢一颗石头到池塘而激起水面波纹扩散开来的原理相同：用二片长方形板子，让它们浮在水面上，然后推压其中一片板子，这时在它们之间会有水波振荡，进而使另一片静止的板子振荡。在压电材料表面镀两片电极，电源信号由其中一电极输入，这时压电材料表面，会产生相同频率的声波，传到另一电极时取出信号。声波的振幅及相位完全决定于这两片电极的几何形状。
SAW滤波器的作用是将射频信号转换成声波信号，经过一段距离传递之后，再将接收之声波信号转换成所需的射频信号，通常下列参数可决定SAW元件的特性：指状电极(IDT)图形与数目、栅状电极(grating)图形与数目、金属化比值(metallization ratio)、指状电极交叉长度(aperture)的大小、膜厚波长比值(thickness/wavelength ratio)及指状电极与栅状电极之间的间隙等。
2、SAW滤波器特性
SAW滤波器的主要特点是：设计灵活性大、模拟/数字兼容、群延迟时间偏差和频率选择特性优良(可选频率范围10MHz～3GHz)、输入输出阻抗误差小、传输损耗小、抗电磁干扰(EMI)性能好、可靠性高、制作的器件体小量轻(其体积、重量分别是陶瓷介质滤波器的1/40和1/30左右)，而且还能实现多种复杂的功能。SAW滤波器的特征和优点，正适应了现代通信系统设备以及便携式电话轻薄短小化和高频化、数字化、高性能、高可靠性等方面的要求。其不足之处是：所需基片材料价格昂贵，另外对基片的定向、切割、研磨、抛光和制造工艺要求高。受到基片结晶工艺苛刻和制造精度要求严的影响。
由于制造技术精进，以及声波物理性质等因素，SAW滤波器的产品拥有下列发展特点:
(1)以简单的叉指状电极及单一基板即可执行原先传统上以上百个电容、电感组成之滤波器的功能。
(2)可以用半导体制造技术大量制造，而有价格上的竞争力。
(3)因为是以半导体制造，在性能上产品有非常高的重复性，这在移动电话用的RF及IF滤波器以及窄频、高Q值共振器尤其重要。
(4)由于声波波速为电磁波的十万分之一，因此这类元件在行动通讯对于小型化，质轻，坚固及功率要求上非常符合。
(5)传统声表面波滤波器除了工作在基本波之外，也可以工作在谐波频段，进而提高其工作频率而避免对于制造设备／技术的投资。
(6)Pseudo-SAW(伪声表面波)的声速为一般声表面波的1.6倍左右，因此可以在制造方面放宽线宽／线疏的限制使得在同样制造条件下，将元件工作频率提高至GHz以上。
(7)与传统的SAW比较，Pseudo-SAW的机电耦合系数大了许多，因此可以设计出大频宽的滤波器，适合射频前级端使用。
(8)由于LSAW(leaky-SAW)的能量是在基板表面以下传播(相较于声表面波是在表面以下一个波长内传递，LSAW则更深入基板内部)，因此相对于Rayleigh-SAW较不易受表面污染而影响性能。
(9)同上，以功率密度而言，比Rayleigh-SAW小，因此可以承受较高的功率而不致使IDT损坏。
3、SAW滤波器标准
表1为各手机系统的频谱分配表。RF SAW滤波器的规格是标准化的，其规格是依据各国对手机系统所开放的频段而定，分别在800/900MHz、1.8/1.9GHz，频宽介于27~75MHz之间。而对于IF SAW滤波器而言，则是配合手机与晶片组厂商降频设计所需之频率而定，例如Motorola所用的IF SAW滤波器有400、360、282、246MHz等频率，也就是说，IF SAW滤波器设计规格是不一致，通常是配合手机业者所使用之芯片组方案。一般而言，IF SAW滤波器频率在400MHz以下，频宽介于55~650kHz之间。
4、主流技术介绍
（1）通讯接收技术
GSM传统超外差接收系统运作过程，是将RF频率透过混频器转换为IF频率，之后再转成基频信号处理。因为有杂波干扰，必须使用其他被动元件，如image reject滤波器和IF SAW滤波器。
直接转换技术，即零中频(Zero-IF)是将RF信号直接转换为基频信号，或是由基频信号直接转为RF信号，省略掉IF部份，因此不再需要image-reject滤波器、IF SAW滤波器，及其他附加的电路，以减少零组件的使用。实用的直接转换技术要认真解决时变的直流偏置(DC offset)、LO信号藉由天线泄露、增益/相位不匹配和下行正交混频器中二次非线性失真等问题，并确保在TDMA动态范围内系统能正常工作。
无线局域网路(Wireless LAN)如同移动电话接收系统一样，分别有传统超外差接收系统及直接转换接收系统，其中IF SAW滤波器所需频宽较移动电话用的IF SAW滤波器为宽(调变技术及频道间隔不同)，约在17~20MHz之间。RF SAW滤波器一般则使用陶瓷滤波器以降低成本。随着直接转换技术的成熟及广泛使用，SAW滤波器在无线区域网路的使用将逐渐减少，虽然Intersil在IEEE 802.11a仍有超外差接收系统的设计。
（2）蓝牙技术
在蓝牙ISM 2.45GHz无线系统中，IF SAW滤波器(中心频率为110.592)所需频宽约为1MHz，中频滤波器亦可由LC滤波器替代以降低成本。但以整体性能来看，采用IF SAW滤波器方案较佳。
（3）Front-End模组与LTCC技术
随着手机性能要求趋向轻、薄、短、小，内部零组件亦趋向小型化及模组化。所示为SAW滤波器模组之第一步：增加balun(balance-unbalance)功能。再进一步则将Diplexer、T/R switch、及SAW滤波器以LTCC为基板封装在一起，如Samsung(FEM8450T_SM2)、Conexant提出的方案。目前PA模组将Coupler等周边线路/元件内藏于LTCC基板内为发展重点。基于上述之基础，将PA模组及SAW滤波器的LTCC模组将更趋于普及。
5、SAW滤波器发展趋势
(1) 新材料的应用
两种新的材料：LBO及Langasite已引起SAW设计者的注意，因为它们有与钽酸锂(LiTaO3)相当之机电耦合系数，并且在某些切割角度下与石英有一样的零温度系数。LBO会缓慢地溶解于水，而快速地溶解于酸性溶剂，因此不太适合传统的SAW制造。然而这个缺点可以用改变制造为碱性环境而得以克服；或者在其表面镀上薄薄一层的二氧化硅以阻止酸及水的侵蚀。然而，LBO主要缺点为对制造变动非常敏感，并且具有相当大之二次温度系数，因而不太适合要求陡峭之选择性的IF滤波器使用。
Langasite则适合于一般之干、湿式蚀刻，剥离法(lift-off)之传统的SAW制造，并且有较LBO为小之二次温度系数。其挑战之处在于昂贵的原材料及可重复性及均匀性的Langasite晶圆取得。
(2) 模组化
如前所述之LTCC模组，今后对搭载SAW滤波器之LTCC模组产品的需求有增加的可能，如Siemens及Actel已开始采用SAW滤波器搭载品。SAW滤波器制造厂商的客户将不再完全是系统厂商，部份将转移至模组厂商或设计公司。价格与品质的兼顾及新系统所引发之工程问题将是新的挑战。
(3) 小型化
新的构装技术已将SAW滤波器的成品尺寸推至其物理极限例如覆晶技术(flip-chip)及芯片级SAW封装(CSSP)。未来SAW滤波器的大小将只取决于原始设计尺寸。而构装技术将朝向低成本(如塑胶封装)及模组化发展，例如LTCC模组。
(4)高频、宽带化
为适应电子整机高频、宽带化的要求，SAW滤波器也必须提高工作频率和拓展带宽。研究表明，当压电基材选定之后，SAW滤波器的工作频率则由IDT电极条宽度所决定，IDT电极条愈窄，频率愈高。采用半导体0.35～0.2μm级的精细加工工艺，可制作出2～3GHz的SAW滤波器。
拓展SAW滤波器的带宽通常从优化设计IDT的电极结构入手。比如将IDT按串联和并联形式连接成梯形若干级联的结构，输入/输出直接实现连接，采用0.4μm以下的精细加工技术，就可制作出用于无线局域网(LAN)的2.5GHz梯形结构谐振式SAW滤波器，带宽达100MHz；在多重模式滤波器中，采用纵向连接的滤波器带宽要比横向耦合型滤波器大一些，因此被广泛用于蜂窝电话和寻呼机的RF滤波，而后者具有陡削的窄带特性，可用于个人数字蜂窝(PDC)和模拟电话的中频(IF)滤波。
(5)降低插入损耗
早期SAW滤波器的最大缺陷是插入损耗大，一般在15dB以上，这对于要求低功耗的通信设备特别是接收前端是无法接受的。为满足现代通信系统以及其它用途的要求，人们通过开发高性能的压电材料和改进IDT设计，使器件的插入损耗降低到3～4dB，最低可达1dB。在众多压电材料研究成果中，最引人注目的是日本村田制作所发明的ZnO/蓝宝石层状结构基片材料，利用这种基片材料，该所已制造出1.5GHz PDC用射频SAW滤波器，其插入损耗仅1.2dB。
