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2026年IEEE国际超声研讨会(IUS)会议与报告---产业技术趋势分析
2026-10-31  

2026年IEEE国际超声研讨会(IUS)会议与报告---产业技术趋势分析

王骥,wangji@nbu.edu.cn

一、会议概况

IUS 2026(第63届IEEE国际超声研讨会)于2026年10月4–8日在美国北卡罗来纳州罗利市(Raleigh, NC)举行,是声波器件和医疗超声技术领域规模最大、影响力最强的国际学术会议。这次会议规模超过1600名现场参会者,来自36个国家,500余家机构和组织。会议设置1200余场报告,涵盖口头报告、海报展示和特邀演讲,程序包含大量并行分会场、产品与技术展览和海报环节。IUS近年来也特别关注学生、女性和创业等主题,强调企业在技术交流活动中的积极参与,值得大家关注和重视。

和过去的会议一样,美国本土及欧洲、日本参会者占主导,声波器件产业界核心人物包括Broadcom的Rich Ruby、Qorvo的Gernot Fattinger与Shogo Inoue、Soitec的Sylvain Ballandras等。中国参会者数量相对有限,且以研究生为主——武汉大学、天津大学、中国科学技术大学等高校有博士生参会并展示成果,但来自中国产业界的资深技术领袖参与度明显不足。

IUS作为超声技术领域“旗舰会议”的地位依然稳固,但中国参会者的结构性缺失仍然是一大遗憾。当然,IUS会议上华人研究人员在超声技术领域力量较强,现在尤其耀眼。产业界技术领袖的缺席,意味着中国企业在声波器件技术路线引领和标准讨论中的话语权有限。中国学者和研究生的参会更多是“学习与展示”,而非“引领与影响”,和庞大的产业基础的错位依然很明显。

二、主要技术趋势

1. 新材料平台

  • LiNbO₃/LiTaO₃体系:XBAR、LL-SAW、SH-SAW、周期极化LT BAW向5–16 GHz推进。上海微系统所的SH1模式在6.155 GHz实现12.6%分数带宽,机电耦合系数超30%。


  • ScAlN/SiScAlN:P3F偏振反转多层BAW解决高频化中厚度–耦合–功率三角矛盾。Al₀.₈Sc₀.₂N FBAR击穿功率32.77 dBm,功率密度9.46×10⁸ W/m²;但Sc从20%增至30%,功率密度骤降92.8%。


  • POI衬底:Soitec的POI(Piezoelectric-On-Insulator)衬底成为先进SAW滤波器首选平台。


2. 新结构与器件

  • P3F:13 GHz P3F AlN Lamb波谐振器,k²_eff = 1.55%,Q_max = 214。


  • XBAR:k²达39.1% @ 3.51 GHz,FoM = 308。


  • TOBE/RCA阵列:DC偏置行列阵列实现实时3D CEUS和交织PA/US成像。


  • 声子晶体反射器:钛基PnC替代传统金属栅,储能提升900倍。


  • BAW延迟线:垂直集成单向换能器,通带约0.9K,远超梯形滤波器的K²/2。


3. 高频化

  • 周期极化LiTaO₃ BAW:16.35 GHz,k²_eff ≈ 15%,首次实验验证LT体系在FR3频段的潜力。


  • AlScN级联FBAR:10.76 GHz,k² = 19.5%,刷新Ku波段记录。


  • LNOI SH-SAW:2 GHz,k_eff²达42%,Bode-Q最高1230 @ 7.15 GHz。

4. 非线性建模

  • LT SAW非线性谐波FEM:全物理非线性压电方程预测H2与VNA实测吻合。


  • 非线性扩展COM理论:可预测SAW谐振器IMD。


  • 恒流法测非线性系数:取代恒压法,消除跳跃现象。


5. 应用拓展

5G/6G基站(C波段SAW达39.5 dBm)、Wi-Fi 6E/7(5.925–7.125 GHz,FBW达18.39%)、卫星通信(Ku波段BAW 14–14.5 GHz,IL<1.4 dB)、汽车电子、可穿戴超声设备等。

6. 建模与仿真

SHCT(加速58%)、HDG-HCT(加速6.3×)、GLL-SEM-HCT(加速9.9×)、圆柱TLM(数秒完成弯曲BAW谱计算)。据Rich Ruby介绍,Murata(村田)每天进行约10亿自由度FEM分析,相当于设计约10个谐振器/天。几个业界元老都提到今天开发产品中FEM的重要性,也看到了联想和Nvidia合作的新型计算设备在这次会议的展台。比如Victor Plessky提到了材料类型与工作模态的关系,在今天很容易用有限元分析验证确认。和一些龙头企业的技术人员的交流中,大家都提到了全面的有限元分析的重要性,需要考虑的内容包括结构和材料选择、温度效应、电路参数等,一般都有专门的团队开展计算分析。这些企业也非常关注高校的研究工作,从中吸取思路和方法。对于声波器件行业而言,大家也许要审视自己设计工作中的DOFs数量级。一般来说,谐振器设计的计算量在千万级别。

技术趋势呈现清晰的“材料–结构–建模”三角驱动。LiNbO₃/LiTaO₃体系与ScAlN体系形成两条竞争性材料路线,P3F和XBAR代表两种不同的高频化结构哲学。非线性建模从“经验试错”走向“物理预测”,考虑多场耦合,探索计算模型的改进途径,是产业成熟度提升的重要标志。

三、技术领袖及其观点

Rich Ruby(Broadcom,FBAR技术先驱)

Rich Ruby是技术程序委员会,担任高频滤波器(High Frequency Filters)分会场主席。他强调Murata每天执行约10亿自由度有限元(FEM)分析,可能每天设计约10个谐振器,凸显对大规模工业界对大规模FEM分析和快速降阶模型的迫切需求。Ruby是FBAR技术的奠基人之一,Broadcom的FBAR产品基于8英寸硅晶圆,谐振器密度达28个/mm²。

Gernot Fattinger(Qorvo副总裁兼全球运营CTO)

在IUS 2026相关会场发表主题演讲,技术管理涵盖BAW、SAW、GaAs、硅和封装。其演讲题为 “Revisiting Piston Mode Design for Radio Frequency Surface Acoustic Wave Resonators”,重新审视活塞模式设计在SAW谐振器中的应用。

Victor Plessky(GVR Trade SA,已退休)

在SAW领域工作超过40年,发表约300篇论文,拥有20多项专利。他是YBAR(Y-cut LiNbO₃ Bulk Acoustic Resonator)的提出者,该器件利用Y-cut LiNbO₃压电层激发厚度剪切模式,为后来的XBAR技术奠定了基础。他在IUS 2026中回顾了FBAR、XBAR等多种结构,展示了基于材料压电性的新型谐振器,包括许多中国专利。

Shogo Inoue(Qorvo)

在10月6日以 “SOITEC AIL: Improving Loss and Power Handling”为题作报告,聚焦损耗与功率处理改进。

Sylvain Ballandras(Soitec)

发表 “SOITEC AIL: Improving Loss and Power Handling”报告。Soitec的POI衬底目前11家客户量产中,12家在认证阶段,2026年3月与Skyworks签署多年协议供应POI晶圆。

Mihir Patel与Yiliu Wang(Skyworks)

Mihir Patel担任物理声学(Physical Acoustics)分会场主席。Yiliu Wang担任新型声学器件(Novel Acoustic Devices)分会场主席,作“Remote-Resonator for Improved Multiplexer Performance”。

这些技术领袖的演讲主题集中在两个方向——一是功率处理与损耗的工程优化(Qorvo AIL、Skyworks Remote-Resonator),二是新结构的设计哲学反思(Fattinger的Piston Mode revisit、Plessky的YBAR回顾)。这说明声波器件技术已进入“精细化工程”阶段,单纯的材料或结构创新不再是唯一焦点,如何在系统层面优化损耗与功率的权衡成为核心竞争力。

四、产业技术趋势与Skyworks-Qorvo合并

会议期间,来自两家公司的人员提到Skyworks于2026年10月5日正式完成与Qorvo的合并,交易金额约220亿美元。合并后公司年营收约77亿美元,预计年化成本协同效应达5亿美元以上。Qorvo法律主体注销,全部产能、专利、客户、供应链、研发体系全面并入新Skyworks集团。

合并前,Broadcom与Qorvo合计占全球BAW市场约91%,形成双寡头垄断。合并后,市场格局变为Broadcom和Skyworks的两强对峙。Broadcom在BAW/FBAR领域市占率约87%,其第七代BAW技术在7 GHz毫米波频段插损极低、温度稳定性极强。新Skyworks整合了Qorvo的240余项BAW专利,在BAW滤波器领域的竞争力显著增强。Murata在SAW滤波器领域保持领先(全球约47%)。

Skyworks-Qorvo合并是声波器件/RF半导体行业十年来最大规模的整合。合并的深层逻辑是规模效应——在BAW滤波器领域,研发投入、专利布局和产能建设都需要巨额资本,只有达到一定规模才能与Broadcom抗衡。对中国厂商而言,这意味着竞争壁垒进一步抬高。国内厂商在BAW领域的技术积累本就薄弱,面对一个拥有8000名工程师和超过12000项专利的新巨头,生存空间将被进一步压缩。

2026年IEEE IUS技术交流的产业趋势总结

趋势

具体表现

高频化

AlScN FBAR达10.8GHz,P3F达13GHz,XBAR达3.5GHz量产化

材料平台竞争

LiNbO₃/LiTaO₃ vs. ScAlN/SiScAlN,POI衬底成为主流

杂散抑制工程化

ISR、LFS、hammer head + metal overlay、电极宽度调制

功率处理

Qorvo AIL、C波段SAW 39.5 dBm,WLP  + 通孔 + SiC散热

建模与仿真

HCT/SHCT/HDG-GLL-SEM加速,Murata 10亿DOF/天

产业整合

Skyworks + Qorvo合并,Broadcom与Skyworks两强对峙

五、中国参与者分析

中国学者在IUS 2026的参与以研究生为主,来自武汉大学、天津大学、中国科学技术大学、上海微系统所、宁波大学等机构。

  • 武汉大学吴国强团队获MEMS超声应用领域国际奖项。


  • 天津大学入选学生论文竞赛,论文题目为“Contact-Induced Nonlinear Lamb-Wave Residual Enhancement via Phase-Reversal Modal Decomposition for Early-Stage Bolt Preload Loss Monitoring”。


  • 上海微系统所欧欣团队在LNOI/POI方向持续产出,SH1模式获IMFW 2026最佳学生论文一等奖。


  • 宁波大学和成都泰美克合作发表空间位移相关函数用于谐振识别的研究成果。

世界市场份额现状:国内六大厂商收入合计仅占中国市场10.5%,BAW滤波器行业前三家企业集中度达98 %,博通占87%,国产几乎空白。

中国在IUS 2026的参与仍然呈现“学术活跃、产业薄弱”的结构性特征。研究生是参会主力,产业界技术领袖缺席。这与中国声波器件产业的现状一致——量产能力在提升(开元通信出货22亿颗),但高端BAW仍严重依赖进口,技术路线制定的话语权有限。上海微系统所在LNOI/POI方向的研究具有战略价值,但产业化落地仍需加速。不过,中国企业连续参加会议展览,和一些初创企业的亮相,也是一个好的苗头。

六、IUS 2027在新加坡举行

IUS 2027将于2027年9月12–16日在新加坡举行,属于IEEE Region 10(亚太地区)负责的活动。

对中国研究者和技术领袖的意义

地理便利:新加坡距中国主要城市飞行时间仅4–6小时,签证便利,中国研究者参会的门槛大幅降低。

产业参与机遇:新加坡是亚太RF半导体产业的重要枢纽,Skyworks、Qorvo(现已并入Skyworks)、Broadcom等公司均在亚太设有研发或运营中心。新加坡本地有A*STAR IME等微电子研究机构,与中国产业界有合作基础。

技术议程设置:作为东道主区域的会议,IUS 2027有望在议程设置上更多关注亚太地区的产业需求。中国厂商可借此机会展示最新产品、参与标准讨论、建立国际合作。

对国内产业界的建议:

1.产业界组团参会:厂商应派出技术负责人参会,而非仅由经常见到的研究生代表。

2.争取特邀报告:中国技术领袖应积极申请IUS 2027的特邀演讲或分会主席角色,提升话语权。

3.组织专题分会:可围绕LNOI/POI衬底、P3F多层结构、AlScN功率处理等中国有优势或急需突破的方向组织专题分会。

4.产学研协同展示:上海微系统所、南方科技大学、上海科技大学等机构与企业联合展示从材料到器件的完整链条。

IUS 2027新加坡会议是中国声波器件产业“走出去”的最佳窗口。从“参会学习”转向“参会引领”,需要产业界与技术领袖的实质性参与,而非仅靠研究生的论文展示。如果中国厂商能抓住这个机会,在会议期间展示SiliBAW Ultra等产品,参与技术路线讨论,将有助于提升中国在全球声波器件产业中的地位。

七、总结

IUS 2026展现了声波器件技术向更高频(>8 GHz)、更小尺寸、更高功率密度推进的清晰趋势。Skyworks与Qorvo的合并重塑了产业格局,Broadcom与新Skyworks形成两强对峙,Murata在SAW领域保持领先。

中国在学术参与上以研究生为主,产业参与处于“量产起步、高端空白”的阶段。IUS 2027新加坡会议为中国提供了难得的近距离参与机会——中国研究者和技术领袖应抓住这一窗口,从“展示”转向“引领”,从“学习”转向“合作”。

声波器件技术的竞争已从“单点突破”转向“体系竞争”——材料、结构、建模、封装、专利、产能缺一不可。中国厂商需要在LNOI/POI衬底、AlScN功率处理、P3F多层结构、先进封装等方向加速突破,同时加强专利布局和国际合作,方能在全球声波器件产业中占据一席之地。

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