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    • ?從電容到光學(xué)、超聲波,回顧指紋芯片技術(shù)發(fā)展史
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產(chǎn)研|風(fēng)光不再,指紋芯片業(yè)能否重回巔峰?

2022/04/26
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閱讀需 34 分鐘
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導(dǎo)語:由于IC設(shè)計產(chǎn)業(yè)屬于高度技術(shù)密集和資金支持行業(yè),具有“一代拳王屬性”,應(yīng)用型產(chǎn)品往往周期2-3年后進入衰退期。近年來,受到疫情影響以及全球智能手機出貨量的逐年下滑,曾經(jīng)風(fēng)光無限的指紋芯片行業(yè)正遭遇陣痛。根據(jù)ABIResearch的最新報告,受疫情影響,智能手機出貨量下滑,加上接觸式識別帶有傳播新冠病毒的風(fēng)險,預(yù)計到今年年底,全球指紋識別收入將下降22%,至66億美元。

指紋芯片行業(yè)能否重回巔峰?取決于匯頂?shù)阮^部廠商是否能夠轉(zhuǎn)型成功。

?從電容到光學(xué)、超聲波,回顧指紋芯片技術(shù)發(fā)展史

上世紀80年代,首個指紋傳感器專利被注冊,隨后基于指紋的信用卡誕生。

1998年,西門子推出世界上首款有指紋識別技術(shù)的原型機。刮擦式的指紋識別采用一維的線性傳感器,需要手指從傳感器上緩慢劃過,之后再被拼接成完整的指紋進行識別。雖然該手機當時并沒有量產(chǎn),但也算是開創(chuàng)了手機的指紋識別時代。

2013年,全球首款安卓手機富士通迪士尼F-03F上市并搭載指紋滑動傳感器。

2014年,華為Mate7作為全球首款采用觸控指紋傳感器的安卓智能手機搭載了瑞典FPC公司的1020傳感器。

作為第一代指紋識別技術(shù),刮擦式指紋識別屬于電容式指紋識別類。在之后的十幾年里,各家手機廠商推出的含指紋識別技術(shù)的手機均使用的是電容式指紋識別。不過該技術(shù)不能讓手機在手上有水或者有污漬的情況下進行解鎖,對使用者而言還是有不便。

轉(zhuǎn)折點來自于2013年,蘋果收購AuthenTec研發(fā)的正面按壓式指紋識別技術(shù),在那之后,安卓系統(tǒng)決定于2015年正式從系統(tǒng)端原生地支持指紋識別。這也讓指紋識別應(yīng)用得到了快速增長。

指紋識別芯片設(shè)計是屏下指紋識產(chǎn)業(yè)鏈上游核心環(huán)節(jié),通過合理的算法和結(jié)構(gòu)提高識別的準確性和速度。整體上游環(huán)節(jié)芯片成本占比超過50%,較中游指紋識別模組議價能力較強。同常規(guī)芯片產(chǎn)業(yè)相似,指紋識別芯片盈利模式側(cè)重點在于技術(shù)優(yōu)勢的先發(fā)及終端客戶需求的精準把控與緊密配合。

之后眾多的國產(chǎn)芯片廠商也紛紛殺入指紋芯片市場,而且數(shù)量眾多。目前國外的指紋識別廠商主要有AuthenTec(2012年被蘋果收購)、FPC、Synaptics等幾個國際大廠,以及神盾、義隆、敦泰、茂丞等中國臺灣廠商之外,國產(chǎn)指紋識別芯片廠商主要有匯頂、邁瑞微、費恩格爾、信煒、芯啟航、貝特萊、兆易創(chuàng)新(思立微)、集創(chuàng)北方、比亞迪等十多家企業(yè)。

隨著技術(shù)的發(fā)展,屏下光學(xué)指紋識別開始出現(xiàn),并在2018年開始得到量產(chǎn)。不同于傳統(tǒng)電容式指紋識別,光學(xué)指紋識別利用OLED屏幕發(fā)出的光線將手指區(qū)域照亮,通過亮光反射成像辨認用戶指紋。該方法解決了前者不能濕手情況下解鎖的問題,同時光學(xué)指紋識別的低成本、高穿透性,外加手機全面屏的盛行,逐漸使其成為了最為主流的技術(shù)方案。自2018年光學(xué)屏下指紋識別價格下降79%,目前批量報價在1至2美元之間。上游芯片成本價格下移,有望帶動光學(xué)屏下指紋識別向中低端手機設(shè)備滲透。

不同屏下指紋識別方案比較,來源:公開資料整理

現(xiàn)而今比較主流的屏下指紋方案有超聲波屏下指紋、光學(xué)屏下指紋、電容指紋。

1)光學(xué)屏下指紋識別

光學(xué)屏下指紋借助屏幕的光作為光源,當用戶手指按壓屏幕時,反射光會通過像素間隙到達屏幕下方的傳感器上,傳感器采集的圖像與數(shù)據(jù)庫中的圖像進行對比分析,具有較不受環(huán)境光干擾、成本低、技術(shù)成熟、供應(yīng)鏈完整等優(yōu)點。但其存在識別率不高,屏幕的識別區(qū)域容易老化等問題。

2)超聲波屏下指紋識別

超聲波式屏下指紋識別技術(shù)基于超聲波,通過傳感器先向手指表面發(fā)射超聲波,并接受回波。利用指紋表面皮膚和空氣之間密度不同構(gòu)建出一個3D?圖像,進而與已經(jīng)存在于終端上的信息進行對比,以此達到識別指紋的目的。

超聲波式屏下指紋識別的優(yōu)勢在于具有較強的穿透性,抗污漬的能力較高。即使是濕手指與污手指的狀況依舊能完美識別。此外,依靠超聲波極好的穿透性,其還支持活體檢測。由于能夠得到3D指紋識別圖像,安全性相較于其它屏下指紋識別方案更高。但超聲波屏下指紋識別方案也存在成像質(zhì)量低、技術(shù)不夠成熟、量產(chǎn)難度大等缺點。

3)電容式屏下指紋識別方案

電容式屏下指紋識別方案是在電容式指紋識別方案基礎(chǔ)上,通過將傳統(tǒng)的硅基指紋識別傳感器換為透明的玻璃基傳感器,并將其直接嵌入到LCD?面板中,來實現(xiàn)屏下指紋識別。電容式屏下指紋識別適用于LCD?屏幕,價格便宜。但存在觸控信號和屏下指紋識別信號互相干擾的情況。

來源:CINNOResearch

現(xiàn)在的屏下指紋識別解鎖也多利用的光學(xué)指紋識別技術(shù),主導(dǎo)的供應(yīng)商有匯頂科技、兆易創(chuàng)新(思立微)等,之后還出現(xiàn)了由高通主導(dǎo)的超聲波式指紋識別。據(jù)CINNOResearch預(yù)測,屏下指紋技術(shù)作為OLED屏主流指紋技術(shù),隨著OLED滲透率進一步提高,預(yù)計中國市場智能手機屏下指紋技術(shù)有望在2024年滲透率提升至70%左右。預(yù)期2024年,指紋識別手機出貨量將達42770萬臺。

OLED光學(xué)屏下指紋手機出貨量預(yù)測(單位百萬部),來源:CINNOResearch

因智能手機硬件攝像頭模組、電池、處理器等為核心,從空間利用和機身重量等考慮,屏下指紋和側(cè)邊指紋是提升屏占比的優(yōu)選,但由于屏下指紋識別只支持OLED屏,因此側(cè)邊指紋識別更便于在各類顯示屏中普及。且相比于光學(xué)指紋方案,側(cè)邊指紋皆采用集成于電源按鍵的設(shè)計,用戶無需關(guān)注屏幕解鎖位置,按鍵喚醒即解鎖的體驗更佳。同時,現(xiàn)有側(cè)邊指紋也已經(jīng)從最初的滿足側(cè)邊應(yīng)用場景和基本功能要求,向更小尺寸更快解鎖更安全等方向發(fā)展。

中國市場智能機側(cè)邊指紋識別滲透率,來源:CINNOResearch

據(jù)CINNOResearch月度中國市場手機銷量監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示,中國市場智能機搭載側(cè)邊指紋識別技術(shù)的滲透率在2021年第2季度同比提升16個百分點至38%,超越同期搭載屏下指紋識別的的智能機市占率,首次登頂,逐漸取代后置指紋識別市場份額。CINNOResearch預(yù)測,2024年全球市場智能機側(cè)邊指紋搭載量將有望增長至約6.4億部,年復(fù)增長率將達52%。

?盤點主流指紋芯片玩家

根據(jù)與非研究院統(tǒng)計,目前全國共有1780家指紋產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)企業(yè),其中指紋芯片企業(yè)超過600多家。其中匯頂科技獨占了智能手機市場指紋芯片70%的市場份額。從指紋芯片統(tǒng)計數(shù)量上看,除了北京、上海、深圳等傳統(tǒng)設(shè)計企業(yè)聚集地外,無錫、成都、蘇州、合肥等城市的設(shè)計企業(yè)數(shù)量都超過100家,西安、南京、廈門等城市的設(shè)計企業(yè)數(shù)量接近100家,天津、杭州、武漢、長沙等地的設(shè)計企業(yè)數(shù)量也有較大幅度的增加。

目前全球主流的指紋芯片玩家主要有30多家,下面就來為大家一一介紹:

RK 企業(yè) 備注
1 匯頂科技 指紋識別芯片研發(fā)商
2 歐菲科技 智能硬件觸控設(shè)備及影像系統(tǒng)研發(fā)商
3 神盾 提供芯片及軟件整合方案的指紋識別技術(shù)提供商
4 ZKTeco中控智慧 安全管理系統(tǒng)產(chǎn)品及解決方案提供商
5 碩貝德 移動通信天線及智能終端部品組件供應(yīng)商
6 集創(chuàng)北方 芯片系統(tǒng)解決方案提供商
7 海鑫科金 識別技術(shù)與智能系統(tǒng)綜合解決方案提供商
8 文達通 智慧社區(qū)解決方案提供商
9 思立微 生物傳感器研發(fā)商
10 圖正科技 生物識別科技公司
11 貝特萊 高端集成電路設(shè)計生產(chǎn)商
12 鴻達集團 集信息技術(shù)、生物特征識別技術(shù)、生物醫(yī)藥技術(shù)于一體
13 中正智能 指紋采集設(shè)備研發(fā)商
14 晟元數(shù)據(jù) 集成電路設(shè)計及安全系統(tǒng)集成服務(wù)商
15 眼神科技 生物識別技術(shù)解決方案提供商
16 維爾科技 生物識別產(chǎn)品和行業(yè)解決方案提供商
17 指安科技 指紋應(yīng)用整體解決方案提供商
18 印象認知Vkansee 生物特征識別解決方案提供商
19 安威士 生物識別系列產(chǎn)品研發(fā)及生產(chǎn)商
20 中天一維 信息安全服務(wù)平臺
21 亞略特 生物識別核心技術(shù)方案提供商
22 方正科技 國密算法指紋識設(shè)備研發(fā)商
23 茂丞科技/j-Metrics 指紋識別技術(shù)研發(fā)商
24 邁瑞微 指紋識別技術(shù)服務(wù)商
25 北大高科 公民身份管理和信息服務(wù)提供商
26 費恩格爾 指紋芯片及算法解決方案提供商
27 迪安杰智能 指紋識別產(chǎn)品研發(fā)商
28 芯啟航 指紋識別芯片提供商
29 魔力信息 指紋識別技術(shù)研發(fā)商
30 信煒科技 集成電路設(shè)計公司

主流指紋芯片玩家介紹,來源:與非研究院

匯頂科技

匯頂科技成立于2002年,作為全球指紋識別芯片的龍頭,幾乎所有的安卓陣營的手機廠商都是其客戶。最輝煌的時候,曾在2016年上市至2020年2月之間創(chuàng)下了超過20倍的市值漲幅。目前匯頂已在包括手機、平板電腦和可穿戴產(chǎn)品等在內(nèi)的智能移動終端領(lǐng)域構(gòu)筑了領(lǐng)先優(yōu)勢,先后推出全球領(lǐng)先的單層多點觸控芯片、全球首創(chuàng)的觸摸屏近場通信技術(shù)GoodixLinkTM、全球應(yīng)用于Android手機正面的按壓式指紋識別芯片、全球首創(chuàng)的InvisibleFingerprintSensor(IFSTM)、全球首創(chuàng)支持玻璃蓋板的指紋識別芯片、全球首創(chuàng)應(yīng)用于移動終端的活體指紋檢測技術(shù)LiveFingerDetectionTM、全球首創(chuàng)的顯示屏內(nèi)指紋識別技術(shù)等。在技術(shù)創(chuàng)新和市場方面也不斷取得突破,成為了目前業(yè)界唯一能夠提供鍍膜、蓋板(玻璃、藍寶石、陶瓷)、隱藏式(IFS)、活體指紋檢測全系列芯片的公司。

AuthenTec

AuthenTec成立于1998年,一直是全球感應(yīng)性指紋識別傳感器最大供應(yīng)商,其指紋識別組件很多年前就被嵌入了Windows筆記本

在2012年被蘋果收購之前,AuthenTec就已經(jīng)成為世界領(lǐng)先的指紋傳感器及芯片與模組、身份識別軟件和加密安全方案的供應(yīng)商。

2012年7月蘋果公司斥資3.56億美元收購了AuthenTec公司,AuthenTec開始停止向第三方銷售指紋芯片。2013年蘋果iPhone5s TouchID芯片便是AuthenTec的產(chǎn)品,得到市場一致好評,也掀起了指紋識別熱潮。

FPC

FPC是一家瑞典生物識別傳感器科技公司。早在2013年的時候FPC也開始大舉進軍智能手機市場。得益于AuthenTec只對蘋果提供產(chǎn)品和技術(shù),F(xiàn)PC曾經(jīng)一度成了非蘋果手機陣營的老大。

國內(nèi)第一款帶有指紋識別的手機康佳K5,以及韓國第三大手機供應(yīng)商泛泰最新款5.5英寸旗艦機和平板電腦都搭載了FPC劃擦式指紋傳感器。在2013年10月,日本富士通公司發(fā)布帶FPC劃擦式指紋識別傳感器的4款安卓智能機和2款安卓平板電腦。2014年華為Mate7采用了FPC觸觸式指紋識別傳感器。隨后,國內(nèi)的小米等品牌都有開始采用FPC的觸觸式指紋識別傳感器。

高通

在2015年的MWC展會上,高通發(fā)布了SenseID3D超聲波指紋識別技術(shù)。相比按壓電容傳感器捕捉的是2D指紋圖像,而SenseID的超聲波掃描可以穿透手指的外層皮膚,捕捉到指紋脊和汗毛孔等獨特特征,從而識別出用戶指紋獨特的3D特征。這樣能夠產(chǎn)生細節(jié)豐富,難于仿制的指紋表面圖。

它最大的特色在于,不需要電容傳感器或者按鈕,可以隱藏于多種材質(zhì)表面之下,比如玻璃、塑料甚至金屬。同時,掃描指紋的精度也不受手指污垢、油脂以及汗水的影響,這一點是蘋果TouchID無法做到的。不過,目前高通的超聲波技術(shù)只支持高通驍龍系列平臺。

敦泰

敦泰作為觸控行業(yè)的龍頭企業(yè),雖然很早就進入了指紋識別領(lǐng)域,但是卻真的是起了個大早,趕了個晚集。2014年9月24日敦泰與挪威指紋辨識廠IDEX合作(IDEX專注指紋辨識技術(shù)開發(fā),擁有多達200多項專利權(quán),其中包括與AuthenTec有專利交叉授權(quán)),共同開發(fā)滑條式指紋感測器,搶攻指紋辨識市場。2014年底敦泰正式發(fā)布了完整的指紋識別方案,隨后基于敦泰FT9200指紋識別方案的智能手機也于2015年2月正式上市,但是之后敦泰的指紋業(yè)務(wù)差不多就陷入了停滯。據(jù)了解,敦泰正積極研發(fā)超薄及大面積等兩種新技術(shù),并與智能手機客戶聯(lián)手開發(fā),于2021年開始量產(chǎn)出貨。

神盾

神盾股份有限公司(EgisTec)是中國臺灣指紋生物識別和數(shù)據(jù)加密系統(tǒng)的主要芯片供應(yīng)商,專門提供整合的系統(tǒng)解決方案,設(shè)計重點在Senser的性能和軟件可用性。2015年底神盾在中國臺灣上市,神盾宣稱是全球唯一的被動式指紋識別芯片廠商,其產(chǎn)品已被三星等國際大公司和國內(nèi)中興等手機品牌公司采用,神盾產(chǎn)品在全世界擁有超過60種專利,在全球無專利困擾。

神盾長期在指紋芯片市場布局,先是大客戶三星采用,進入2020年后,更成功以光學(xué)指紋芯片拿下OPPO、Vivo等客戶訂單,出貨表現(xiàn)相當亮眼。神盾與力旺強強聯(lián)手,將指紋識別軟件技術(shù)和非揮發(fā)性記憶體(Non-volatilememory,NVM)硬件技術(shù)完美結(jié)合,成功展現(xiàn)類比AI芯片的優(yōu)勢(耗能低,容易與成熟制程的指紋芯片整合)。類比運算技術(shù)提高了以玻璃基板制作的大面積指紋辨識準確度,類比非揮發(fā)性記憶體則省去了為了使用數(shù)位存儲所需要的ADC、DAC、SRAM、NVM,有助于各自的市場拓展。

義隆電子

義隆電子成立于1994年,是中國臺灣一家IC設(shè)計公司,主要以研發(fā)和營銷集成電路產(chǎn)品為主。2001年9月,義隆電子在中國臺灣集中市場掛牌上市。

雖然義隆電子2014年才開始正式布局指紋識別芯片,但在此之前,義隆電子對于指紋芯片就早有研究。義隆電子的第一代指紋識別芯片是分辨率176*176的大尺寸芯片,主要用于信用卡,隨后推出用于手機的指紋識別芯片是其第二代指紋識別芯片,并于2015年下半年量產(chǎn)。

義隆在指紋芯片領(lǐng)域目前主要瞄淮筆電市場為主,雖然僅是電容式指紋芯片的解決方案,但產(chǎn)品由于整合人工智慧(AI)演算法,因此供應(yīng)鏈認為辨識能力具有不輸蘋果推出的指紋辨識解決方案,產(chǎn)品單價更是比擬光學(xué)指紋芯片產(chǎn)品。

邁瑞微

蘇州邁瑞微電子有限公司成立于2014年,是一家專注于半導(dǎo)體指紋傳感器的設(shè)計和應(yīng)用解決方案的公司。由中星微做了15年副總裁的郭小川和在指紋算法和芯片領(lǐng)域有十年經(jīng)驗的李揚淵聯(lián)合創(chuàng)立。

邁瑞微最初在指紋門鎖市場獲得了成功,積累了一定的經(jīng)驗和技術(shù)。隨后便開始積極投入面向智能手機的微型觸控式指紋傳感器以及應(yīng)用解決方案的研發(fā)。2014年底,當時在網(wǎng)上引起極大關(guān)注的“國產(chǎn)iPhone6”,其采用的正是邁瑞微的指紋識別芯片,達到了與iPhone6指紋識別相近的水平。同時,邁瑞微也采用了“C-Q-T”架構(gòu)的指紋識別實現(xiàn)方式,避免開了專利的隱患。這也使得邁瑞微的指紋識別技術(shù)獲得了業(yè)內(nèi)的一定認可。

信煒

信煒科技由前敦泰科技副總莫良華先生于2015年創(chuàng)立,在公司成立之初就定位于指紋識別芯片領(lǐng)域,彼時已經(jīng)有很多的芯片廠商已經(jīng)進入到了這個領(lǐng)域,信煒科技可謂是指紋識別芯片領(lǐng)域的新兵,是一個后來者,但是信煒科技的核心研發(fā)團隊卻都是芯片領(lǐng)域的老兵。很多核心骨干都具備了十多年的傳感器及芯片設(shè)計經(jīng)驗。這也使得信煒短時間內(nèi)就很快發(fā)展了起來。

芯啟航

深圳芯啟航科技有限公司成立于2015年7月成立,主要從事生物識別安全芯片研究、開發(fā)與銷售。產(chǎn)品主要應(yīng)用于指紋支付安全認證、信息安全認證和指紋門禁等。據(jù)介紹,芯啟航目前擁有50多件芯片設(shè)計、算法、封裝的專利,其中發(fā)明專利20件。

據(jù)介紹,芯啟航指紋產(chǎn)品在解鎖速度、蓋板穿透力、低功耗、安全指標、ESD性能方面有著突出的優(yōu)勢,尤其最近推出的產(chǎn)品在0.12s內(nèi)解鎖,全球第一的解鎖速度。憑借優(yōu)異可靠的產(chǎn)品性能及綜合優(yōu)勢,已成為多家知名手機品牌廠商的指紋芯片供應(yīng)商之一。此前,在中興通訊2016年指紋IC選型招標當中,芯啟航CS2511P和CS2816就一舉中標。

貝特萊

深圳貝特萊電子科技有限公司成立于2011年7月,是一家高端集成電路設(shè)計國家級高新技術(shù)創(chuàng)新型企業(yè)。專注于消費類電子的IC設(shè)計,在觸控、AMOLED驅(qū)動、指紋識別及生命感知產(chǎn)品領(lǐng)域。目前主打觸控IC、指紋識別、生命感知(可穿戴)、MCU四條產(chǎn)品線。

2013年貝特萊開始指紋芯片研發(fā),是國內(nèi)較早推出小面陣指紋識別傳感器的企業(yè),并于2014年開始出貨滑動式指紋識別sensor。隨后又推出了壓力指紋識別芯片,由于蓋板方案良率相對偏低,所以這塊貝特萊選擇主推的是coating方案。

此外,貝特萊還與全球知名指紋識別算法廠商PreciseBiometrics(簡稱PB)已達成深度戰(zhàn)略合作,能提供快速、精淮、安全的用戶身份認證。

據(jù)介紹,貝特萊的指紋芯片采用0.18um數(shù)?;旌瞎に嚕四軌蜃龅娇焖傧ㄆ两怄i、超低功耗、干濕手指自適應(yīng)外,還具有面積很小、工藝要求簡單,成本較低等特點。并且,貝特萊指紋傳感器還集成了多種技術(shù),如True-Print射頻識別技術(shù),像素自校正技術(shù)等。通過這些新技術(shù),貝特萊號稱可實現(xiàn)高達99.9%的手指識別率,杜絕假手指。

兆易創(chuàng)新(思立微)

海思立微電子科技有限公司成立于2011年1月,主要從事多點觸摸傳感器、指紋傳感器、集成電路芯片和產(chǎn)品及相關(guān)電子元器件的研發(fā)等。早在2014年5月,思立微推出國內(nèi)首顆按壓式指紋識別傳感器GSL6162及其一體化解決方案。

目前思立微已經(jīng)擁有coating指紋識別方案、陶瓷鱷玻璃鱷藍寶石蓋板指紋識別方案,不過主推的還是背面的coating指紋識別方案。

2019年,兆易創(chuàng)新并購思立微,由此進入了指紋傳感領(lǐng)域。

集創(chuàng)北方

集創(chuàng)北方自2008年成立以來,專注于顯示芯片的設(shè)計創(chuàng)新,主要為LED顯示屏、LCD面板、OLED以及新型顯示屏提供完整的顯示芯片解決方案,包括驅(qū)動、觸控、指紋識別、時序控制、電源管理等。集創(chuàng)北方憑借自身在顯示芯片領(lǐng)域的深入研究和創(chuàng)新實力,強勢入圍2021年的科技創(chuàng)新全國500強,并于2020年8月獲評為北京市專精特新“小巨人”企業(yè)。自2014年,集創(chuàng)北方就進入了指紋市場,2015年推出了指紋產(chǎn)品并量產(chǎn)。目前集創(chuàng)北方的指紋識別產(chǎn)品覆蓋全面,產(chǎn)品涵蓋背面Coating、正面蓋板、側(cè)邊Coating、大面積光學(xué)指紋和CIS光學(xué)指紋等。算法方面,集創(chuàng)北方全面使用自有算法,技術(shù)成熟、安全性、可靠性高,已廣泛在一二線品牌客戶量產(chǎn)。

比亞迪微電子

深圳比亞迪微電子有限公司于2004年成立,初期主要承擔(dān)公司集成電路及功率器件的開發(fā)、整合性晶圓制造服務(wù)的生產(chǎn)任務(wù)。2014年開始布局指紋識別芯片領(lǐng)域。

2015年5月,比亞迪在深圳召開發(fā)布會,正式發(fā)布了適用于手機的三款指紋識別芯片:BF6611A、BF6621A和BF6631A。其中,BF6611A是蓋板方案,BF6621A和BF6631A則是Coating方案。

同時,為了進入指紋識別領(lǐng)域,比亞迪是申請了90件以上相關(guān)專利,其中發(fā)明專利在80%左右。據(jù)介紹,比亞迪擁有自己核心專利的指紋識別算法,通過潛心搭建算法架構(gòu),優(yōu)化圖像處理細節(jié)和比對策略,結(jié)合自身的傳感器芯片,技術(shù)指標已達到:拒真率小于百分之一,認假率小于十萬分之一,比對時間小于100毫秒。

目前比亞迪的指紋檢測方案包括主動式和被動式,在被動式檢測方案上,也可以做到在應(yīng)用設(shè)計上完全不需要金屬環(huán)。不過在出貨量方面,目前還比較少。

茂丞科技

中國臺灣的茂丞科技(J-Metrics)成立于2008年,從事多種微控制器、指紋識別傳感器及相關(guān)運用軟硬件、模塊之研發(fā),以及其相關(guān)衍生系列產(chǎn)品。早在2014年8月,就發(fā)布了一款基于主動式垂直射頻技術(shù)的新型指紋識別傳感器。

據(jù)介紹,茂丞還擁有自主研發(fā)的封裝材料的創(chuàng)新技術(shù)以及影像自動調(diào)整技術(shù)。所謂封裝材料創(chuàng)新是指,一般的樹脂比較脆弱,于是茂丞自己加入一些特殊材料去固化它,同時再填充進二氧化硅玻璃球,讓芯片得到堅固的保護。而影像自動調(diào)整技術(shù)是指,在主動電容式指紋識別芯片方面,遇到干手指時芯片會自動進行調(diào)整,增加電荷發(fā)射量,讓手指帶有更多的電荷,使識別到的影像更加清晰;當遇到濕手指時識別到的影像是一片黑影,這時芯片就自動調(diào)整減少電荷的發(fā)射量,得到更加清晰的影像。

此外,茂丞還擁有自己的指紋識別算法,同時還與義隆電子、星友,敦泰、映智、IDEX等廠商有策略聯(lián)盟。不過目前茂丞在國內(nèi)的出貨似乎還非常少。

圖正

上海圖正信息科技股份有限公司成立于2013年1月,主要從事信息科技、生物識別科技、電子科技、系統(tǒng)解決方案專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)開發(fā)等。旗下有指紋識別品牌貝爾賽克,可提供指紋識別芯片、指紋識別算法、指紋識別算法芯片及指紋模組。

據(jù)介紹,貝爾賽克最早從1997年開始就從事指紋識別算法研究。隨后曾為TIFDK5515提供指紋識別技術(shù)應(yīng)用方案,被全球最大的智能鎖和安防解決方案供應(yīng)商亞薩合萊、全球掛鎖和便攜式安全產(chǎn)品的最大制造商MasterLock、國內(nèi)三大智能門鎖生產(chǎn)商之一科裕、全國規(guī)模最大的保險柜生產(chǎn)企業(yè)艾譜采用。

隨著指紋識別在智能手機市場的迅速增長,圖正也開始布局手機指紋識別市場。目前有Coating方案和蓋板方案,主要針對的是需求高性能、低成本的市場。

據(jù)了解,圖正的指紋識別芯片也完全是自主設(shè)計,由聯(lián)電代工,在國內(nèi)進行封裝。

?利潤下滑,指紋芯片的轉(zhuǎn)型之路

自2018年開始,安卓手機出現(xiàn)了全面屏趨勢、取消指紋識別按鍵成為潮流和趨勢。屏下指紋解決方案迅速成為安卓陣營旗艦機的標配,形成了一條與蘋果的FaceID(臉部識別)不同的技術(shù)路線。通過押寶光學(xué)屏下指紋技術(shù)取得技術(shù)突破,匯頂順利趕上并享受了行業(yè)紅利,成為安卓陣營全球指紋識別方案第一供應(yīng)商。

匯頂科技曾經(jīng)的成功,主要源于其對于屏下指紋解決方案的押注,但也正是因為依賴核心產(chǎn)品、業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)單一,為其衰退埋下伏筆。在指紋識別爆發(fā)的2014年,匯頂單顆指紋識別芯片的價格是61.1元,到了2015年這一價格已經(jīng)下滑到了22.8元,下滑幅度達到63%,2018年屏下指紋識別芯片還未量產(chǎn)之前,匯頂單顆芯片的價格已經(jīng)跌到了6.33元,差不多跌了90%左右。在這種毛利率不斷被擠壓的趨勢之下,最后只會出現(xiàn)強者越強,弱者越弱的局面,唯有占據(jù)更大的市場份額才能抵消毛利潤下降所帶來的消極影響。

2020年,匯頂科技的凈利潤、毛利率、凈利率都表現(xiàn)出現(xiàn)了明顯下滑。而盈利能力下滑背后,是其嚴重依賴的生物識別芯片業(yè)務(wù)正面臨激烈競爭,在技術(shù)迭代面前有心無力。思立微、神盾科技、高通等越來越多的掠食者的加入,導(dǎo)致匯頂科技不得不以更低的利潤率來穩(wěn)住市場份額。除了現(xiàn)有產(chǎn)品的激烈競爭,高通的超聲波指紋識別技術(shù)、TCL華星等廠商正在研發(fā)的全屏多點屏內(nèi)指紋技術(shù),都在給匯頂科技施加壓力,甚至是降維打擊。有內(nèi)憂也有外患。蘋果的FaceID一旦將指紋識別淘汰,以后各家手機指紋識別減少,F(xiàn)aceID成為趨勢。本來國內(nèi)智能手機出貨量增速已經(jīng)放緩,造成終端對指紋識別的需求減少,如果未來人臉識別成為主流,給企業(yè)帶來的壓力也會越來越大。

因此,指紋芯片企業(yè)也在積極探索手機之外其它賽道的發(fā)展方向:

第一個賽道是智能門鎖。根據(jù)《葵花大數(shù)據(jù):2021中國智能家居行業(yè)白皮書》,2021年中國智能門鎖的整體銷售量大約是1300萬套,同比增長62%;預(yù)計2022年中國智能門鎖的整體銷售量大約是1900萬套,同比增長46%。目前,智能門鎖的識別技術(shù)仍以指紋為主,主要包括光學(xué)指紋識別和半導(dǎo)體指紋識別,中高端產(chǎn)品會加入人臉識別和其他技術(shù),不過價格相應(yīng)也會高出很多。智能門鎖電容指紋芯片單價也是手機的2倍以上。

在智能門鎖市場,匯頂?shù)摹鞍踩玀CU+活體指紋”創(chuàng)新智能門鎖方案已在ASSAABLOY、云丁科技、小米等知名智能家居品牌的多款暢銷智能門鎖上獲得商用,以高安全性和創(chuàng)新力斬獲GSMA2019全球移動大獎。根據(jù)旭日大數(shù)據(jù)發(fā)布的“2021年智能門鎖指紋芯片TOP10”榜單,瑞典FPC公司在該領(lǐng)域排名第一,剩下9家全部是中企,匯頂科技、比亞迪之外,還有貝特萊、兆易創(chuàng)新、集創(chuàng)北方、邁瑞微、芯啟航、迪安杰、邦融微等諸多企業(yè)。

第二個賽道是車用市場。考慮到車規(guī)級芯片的通過周期較長,目前能夠進入車用市場的指紋芯片玩家還不多。據(jù)了解,目前匯頂?shù)南嚓P(guān)產(chǎn)品已在吉利、長安、奇瑞規(guī)模商用,并已導(dǎo)入國際一線車企。2020年3月18日,領(lǐng)克汽車發(fā)布具備多項黑科技的05車型。其中,在整個汽車行業(yè)首創(chuàng)應(yīng)用于智能座艙的車規(guī)級指紋識別方案就來自于匯頂。此外,除了現(xiàn)代Genesis車款外,神盾的解決方案也將應(yīng)用至起亞(Kia)最高規(guī)格的旗艦房車K9,用于汽車啟動/解鎖,取代原先使用的密碼模式,并支持KiaPay?支付。據(jù)了解,比亞迪也在積極拓展指紋芯片在汽車領(lǐng)域的市場。

筆電、汽車產(chǎn)品要求較高,來源:東方證券

目前來看,智能門鎖、汽車等新的市場不夠大,還不足以像手機一樣,支撐起指紋芯片企業(yè)快速的發(fā)展。對于市場前景和產(chǎn)品單一化的憂慮,也體現(xiàn)在了頭部企業(yè)的股價之中。筆者認為,在缺乏顛覆性技術(shù)升級的情況下,指紋芯片企業(yè)有可能在存量市場進一步產(chǎn)生內(nèi)卷,最終有可能行業(yè)前5的廠商占據(jù)90%的市場份額。

匯頂科技

匯頂科技

匯頂科技成立于2002年,作為全球人機交互及生物識別技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者,目前已在包括手機、平板電腦和可穿戴產(chǎn)品等在內(nèi)的智能移動終端領(lǐng)域構(gòu)筑了領(lǐng)先優(yōu)勢,先后推出全球領(lǐng)先的單層多點觸控芯片、全球首創(chuàng)的觸摸屏近場通信技術(shù)Goodix Link、全球首家應(yīng)用于Android手機正面的按壓式指紋識別芯片、全球首創(chuàng)的Invisible Fingerprint Sensor(IFS)、全球首創(chuàng)支持玻璃蓋板的指紋識別芯片、全球首創(chuàng)應(yīng)用于移動終端的活體指紋檢測技術(shù)Live Finger Detection等。

匯頂科技成立于2002年,作為全球人機交互及生物識別技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者,目前已在包括手機、平板電腦和可穿戴產(chǎn)品等在內(nèi)的智能移動終端領(lǐng)域構(gòu)筑了領(lǐng)先優(yōu)勢,先后推出全球領(lǐng)先的單層多點觸控芯片、全球首創(chuàng)的觸摸屏近場通信技術(shù)Goodix Link、全球首家應(yīng)用于Android手機正面的按壓式指紋識別芯片、全球首創(chuàng)的Invisible Fingerprint Sensor(IFS)、全球首創(chuàng)支持玻璃蓋板的指紋識別芯片、全球首創(chuàng)應(yīng)用于移動終端的活體指紋檢測技術(shù)Live Finger Detection等。收起

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