基于電容和無線射頻半導體傳感器

隨著移動互聯(lián)、物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)浪潮的到來，傳統(tǒng)的一些對人的認證識別方式已經(jīng)無法滿足社會發(fā)展需求。通過計算機與光學、聲學、生物傳感器和生物統(tǒng)計學原理等高科技手段密切結(jié)合，利用人體固有的生理特性，如指紋、臉象、虹膜等進行個人身份的鑒定，成為大勢所趨。

目前來看，識別方式最簡便、最實用、最準確，發(fā)展最好的就是“指紋識別”方式。全球來看，指紋識別占整個生物識別市場的將近60%的市場份額。

我們能看到最常見的就是指紋打卡、指紋門禁等，不過移動互聯(lián)網(wǎng)的到來，包括信息安全、移動支付等大量需求生物識別認證，指紋識別已經(jīng)成為了主流智能設別廠商和消費者能夠快速接受的方式。

半導體指紋傳感器占市場主流

在智能手機應用市場爆發(fā)之前，指紋識別主要應用于考勤、門禁、鎖具等市場，其采用的傳感器類型和現(xiàn)在也完全不同。

指紋識別傳感器的技術(shù)已經(jīng)經(jīng)歷了幾代演進。目前主流的有光學傳感器、半導體傳感器及超聲波傳感器三種。光學指紋傳感器是最早規(guī)模商用的指紋識別傳感器，廣泛應用于門禁、箱鎖具等市場，成本較低但體積較大。

半導體指紋傳感器在近兩年取得了爆炸式發(fā)展，基本占據(jù)了智能手機領(lǐng)域全部市場。已成為指紋識別市場的絕對主流。

從全球市場來看，這一趨勢仍將繼續(xù)。2015年至2021年間，智能手機用指紋識別傳感器市場將持續(xù)保持40%的復合年成長率（CAGR），并在2021年以前達到20億顆的年出貨量。

iPhone激發(fā)了指紋傳感器在智能手機上的大量應用

蘋果公司于2013年發(fā)布了iPhone 5s，從而推動指紋傳感器的大量應用。此后幾年，指紋傳感器在消費類市場中的出貨量呈現(xiàn)出不可思議的增長。起初，指紋傳感器用于手機解鎖和信息保護。然而現(xiàn)在，指紋傳感器越來越多地應用于在線識別和移動支付等安全功能。

2016年對手機指紋產(chǎn)業(yè)來說是非常關(guān)鍵的一年。這一年不僅指紋芯片產(chǎn)業(yè)上下游供應鏈日漸成熟，硬軟件體驗大幅提升，而且用戶接受度和使用頻率迅速提升。品牌手機廠商也已經(jīng)將其普及到銷量最大千元機市場。

有數(shù)據(jù)顯示，2016年的指紋識別傳感器的出貨量已達6.89億顆，相較2013年的2300萬顆，CAGR達到210%。調(diào)研機構(gòu)Yole預測，未來5年，指紋識別市場的復合年增率（CAGR）將達到19%，市場規(guī)模有望從2016年的28億美元，增加到2022年的47億美元。

具體到今年中國智能手機指紋芯片市場上，業(yè)內(nèi)預期為2017年指紋芯片需求量可望從2億顆倍增至4億顆。

光學指紋識別傳感器直接感應于顯示屏

指紋傳感器的主要技術(shù)是主動式電容感應原理，其大小如按鈕形狀，以相對低的成本提供良好的性能。然而，最近智能手機廠商進行創(chuàng)新，側(cè)重于設計和使用改進，而不是性能。通過促進創(chuàng)新非常有吸引力的全玻璃顯示屏的發(fā)展，進而推動指紋傳感器廠商重新設計他們的傳感器和集成方式。

這幾天，凱基證券分析師Ming-Chi Kuo（之前多次準確預測新iPhone特性，估計也是有一定供應鏈相關(guān)資源）給出了今年iPhone8的一些最新情況。比如大家在幾年前看到的iPhone渲染圖是正面一整塊屏幕，這個設計很有可能在這代iPhone上實現(xiàn)。

新一代的光學指紋識別傳感器就是可以透過玻璃或者陶瓷按鍵掃描指紋。全新的光學指紋傳感器可穿透 1mm 厚度的玻璃面板，并完成高分辨率掃描，用戶只需要將手指頭按壓在面板上，就能順利解鎖手機，這讓簡潔化、無需物理按鍵的手機工業(yè)設計變?yōu)榱丝赡懿⒓稍陲@示屏下方的發(fā)光區(qū)域。

光學指紋識別解決方案可以實現(xiàn)出眾的濕手指紋識別性能，并且得益于表面玻璃的保護，能夠解決普通手機指紋耐用性、耐刮性、防水與抗靜電性較差的問題。

如果這個消息屬實的話，那么今年大家看到的iPhone8最終可能就是渲染圖的樣子了。

國內(nèi)指紋芯片廠商崛起

縱觀全球指紋芯片廠商，目前國外的指紋識別廠商主要有AuthenTec、FPC、Synaptics等幾個國際大廠，以及神盾、義隆、敦泰、茂丞等臺灣廠商之外，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、思立微、集創(chuàng)北方、比亞迪等十多家企業(yè)。

其中，美國AuthenTec是全球規(guī)模最大和技術(shù)最好的按壓式指紋識別傳感器供應商，但是只對蘋果提供產(chǎn)品和技術(shù)。美國Synaptics的指紋識別傳感器主要供應三星。瑞典FPC的指紋識別則廣泛應用于安卓手機，如：華為榮耀系、mate系、中興ARON、魅族MX5、OPPO R7Plus、一加OnePlus 2等等。現(xiàn)時預計FPC的芯片出貨量超過20KK/每月，可以說是當之無愧的指紋芯片霸主。

這三家國際廠商占據(jù)了全球指紋芯片大部分市場，除了這三家國際廠商之外還值得一提的便是匯頂科技和芯啟航了。其中，匯頂科技自2013年殺入指紋識別市場以來，憑借技術(shù)和成本優(yōu)勢迅速獲得市場認可，2016年匯頂科技指紋識別芯片出貨有望超過1億顆，同比增長900%。而成立于2015年的芯啟航，更是開發(fā)出了全球第一解鎖速度的指紋產(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，已成為多家知名手機品牌廠商的指紋芯片供應商之一。

除此之外，邁瑞微、費恩格爾、信煒、貝特萊、思立微、集創(chuàng)北方、比亞迪等國內(nèi)指紋廠商在2016年也有不同程度的突破。

競爭加劇，價格戰(zhàn)開始打響

隨著指紋芯片技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的成熟，越來越多國內(nèi)指紋芯片廠商參與其中，過去一年指紋芯片雖然放量，但是單價也迅速下滑。

來自Yole的報告指出，指紋傳感器元件均價在同一時間已從5美元下滑到3美元，甚至更低的2美元，未來供應商仍將持續(xù)面臨價格壓力。

整體看，2017年指紋芯片市場價格戰(zhàn)不可避免。很多國際大品牌因為成本或服務，將被中國廠商取代。而中國廠商內(nèi)部，很多競爭力比較弱小的廠商更會做出拼死一搏的舉動，利用價格戰(zhàn)攪局市場。要保持持續(xù)領(lǐng)先，還需廠商持續(xù)不斷的提高技術(shù)和服務水平。

主流手機指紋識別方案的廠商狀況

1.Authen Tec（已被蘋果公司收購）

總部：美國

指紋識別方案：與Home結(jié)合正面按壓

采集技術(shù)：基于電容和無線射頻半導體傳感器

手機合作廠商：蘋果

代表產(chǎn)品：iPhone系列

全球最好的指紋芯片原廠之一，2012年被蘋果收購，目前只對iPhone等蘋果產(chǎn)品提供指紋芯片，主要為正面按壓式藍寶石蓋板指紋識別方案。

2.新思Synaptics

總部：美國

指紋識別方案：與Home結(jié)合正面滑動、置于手機后蓋背面滑動

采集技術(shù)：有源電容式硅成像傳感器

手機合作廠商：三星、HTC

新思收購VALIDITY，進軍指紋芯片市場之后，其重點市場一直在三星，但也有聞其已將觸角伸到中國品牌的客戶。以其在觸控芯片的積累和中國客戶基礎，可能成為占據(jù)中國手機品牌指紋芯片市場的重要力量。

3.Fingerprint Cards AB

總部：瑞典

指紋識別方案：置于手機后蓋背面觸摸、置于手機后蓋背面滑動

采集技術(shù)：電容式傳感器

手機合作廠商：華為/OPPO、vivo

全球最好的指紋芯片原廠之一，目前是安卓陣營最大的指紋芯片供應商，各大安卓手機品牌旗艦機幾乎都采用該公司方案，主打背面按壓式coating指紋識別方案，同時也有正面與側(cè)面解決方案。

因為進入中國大陸手機品牌市場比較早，瑞典FPC一度占有壟斷地位，2015年出貨約100KK，到2016年也會無法替代的成為這行業(yè)的老大。

目前出貨的主要產(chǎn)品型號有：FPC1021、 FPC1022、 FPC1150、FPC1140等。從技術(shù)上看，F(xiàn)PC現(xiàn)在的產(chǎn)品只能支持coating方案，但馬上會推出支持玻璃蓋板方案。

優(yōu)勢：1、量產(chǎn)經(jīng)驗豐富。2、產(chǎn)品及軟件成熟穩(wěn)定。3. 已有廣泛客戶基礎，有CT、歐菲等模組廠合作，得到大客戶的認同。

不足：1、價格比較貴。2、暫時不能做厚玻璃方案。3、技術(shù)支持力度較差。4、產(chǎn)能或有限制。

4.Goodix匯頂科技

總部：深圳

指紋識別方案：與Home結(jié)合正面按壓

采集技術(shù)：電容式傳感器

手機合作廠商：魅族

匯頂在手機用指紋識別芯片的進入時間也相對較強，投入的資源較多，2015年芯片出貨約10KK。

目前產(chǎn)品主要型號：GF316/318M、 GF516/318M、GF818M。目前Coating和玻璃方案都已經(jīng)比較成熟，現(xiàn)在跟模組廠合作開發(fā)可量產(chǎn)的IFS方案，并聽說已經(jīng)可以達到量產(chǎn)狀態(tài)；今年會推出其成熟的低成本IFS方案。

優(yōu)勢：1、已經(jīng)得到一線手機品牌終端認可，并已經(jīng)開始量產(chǎn)；2、支持各方案的產(chǎn)品系列齊全；3、代理體系成熟，技術(shù)服務到位。

不足：1、價格較貴，因為是4合1方案，降價空間較小；2、抗干擾、功耗問題較大，代碼不開放，成熟度有提升的空間。3、專利存在風險。

5.j-Metrics茂丞科技

總部：臺灣

指紋識別方案：滑動及按壓式

采集技術(shù)：主動式垂直射頻技術(shù)

6.F-敦泰

總部：臺灣

指紋識別方案：滑動及按壓式

采集技術(shù)：電容式傳感器

是全球領(lǐng)先的人機界面解決方案提供商，擁有全球最完整的電容屏觸控方案、全方位的TFT LCD顯示驅(qū)動&控制方案、指紋識別方案以及Force Touch（壓力觸控）方案。敦泰推出業(yè)界最完整的指紋識別解決方案，可支持滑動式、按壓式、小面積按壓式三種從低到高的指紋IC方案，并采用安全性最高的硬件加密技術(shù)和自主研發(fā)的商業(yè)級算法。

敦泰在指紋識別芯片的策略一直是等風來，但不可忽視的是其在觸控IC領(lǐng)域的市場能力及其在成本方面的優(yōu)勢。但是據(jù)說已經(jīng)從其內(nèi)部分出去兩股勢力，已經(jīng)削弱了其力量。

7.義隆電子

總部：臺灣

采集技術(shù)：電容式傳感器

是亞太區(qū)著名的芯片設計公司，義隆指紋芯片在去年6月份開始導入量產(chǎn)。目前從12.5寸一直到21寸大屏的觸控芯片，義隆出貨量世界第一，義隆希望將這個經(jīng)驗帶入到指紋芯片領(lǐng)域。

8.比亞迪

總部：深圳

指紋識別技術(shù)：前置方案：BF6611A、BF6621A；后置方案：BF6631A

一直致力于集成電路及功率器件的開發(fā)。去年5月發(fā)布首款指紋芯片，均為按壓式，有正面和背面兩種方案。

9、神盾

總部：臺灣

指紋算法處于行業(yè)領(lǐng)先地位。已經(jīng)打入三星供應鏈的成績令人矚目。

神盾宣稱使用被動式的電容方案，在2015年已與某全球品牌及國內(nèi)的一些手機品牌已有合作；且有批量出貨的經(jīng)驗，其產(chǎn)品及軟件已經(jīng)比較成熟，并有自己的小芯片算法。不足的是目前產(chǎn)品形式還較單一。價格優(yōu)勢也不明顯。支持力度還不夠好。神盾在2015年底已在臺灣上市，如果其能克服其弱勢，或許可以快速成長起來并占據(jù)一席之地。

10、邁瑞微

總部：蘇州

國內(nèi)主要指紋芯片供應商之一，擁有獨創(chuàng)的“C-Q-T”電容傳感理論，2015年初成功量產(chǎn)陶瓷蓋板指紋方案，2015年Q3成功量產(chǎn)塑封coating方案后，又在Q4推出行業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的IFS指紋方案。

11、上海思立微電子科技有限公司

總部：上海

國內(nèi)主要指紋芯片供應商之一，借助于格科微的發(fā)展模式，思立微在短時間內(nèi)聚集大量客戶，目前仍以中低端市場為主。主推背面coating按壓式方案。按壓式指紋識別傳感器GSL6162。搶下中興手機訂單。

12、晨星半導體（Mstar）

總部：臺灣

是一家專注于混合視頻信號控制芯片技術(shù)研發(fā)的國際化高科技公司，目前也涉足指紋芯片領(lǐng)域的研發(fā)與銷售業(yè)務。

13、深圳信煒科技有限公司

總部：深圳

由硅谷資深技術(shù)和管理專家歸國成立的集成電路設計企業(yè)。主要從事新型生物識別安全芯片研究與開發(fā)，為客戶提供“turn-key”的安全解決方案。產(chǎn)品主要應用于移動支付安全認證，信息安全認證和門禁等。

這是一家有較深厚技術(shù)背景的新公司，其產(chǎn)品一面市，就給業(yè)界驚艷感覺：1、其芯片穿透能力強。據(jù)稱其玻璃方案，芯片已經(jīng)支持穿透300UM以上，且有自己算法；2、產(chǎn)品系列全，更新快，據(jù)稱其已經(jīng)有成熟的under glass、玻璃和coating等全系列方案。3、價格親民。4、本土適應性好，市場響應速度快，信煒或?qū)⒊蔀橐黄ズ隈R，能快速的搶占一定的市場份額。

14、深圳貝特萊電子科技有限公司

總部：深圳

是一家高端集成電路設計國家級高新技術(shù)創(chuàng)新型企業(yè)，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。貝特萊的指紋識別技術(shù)是第三代RF生物識別技術(shù)。已于去年10月申請新三板上市。

15、北京集創(chuàng)北方科技有限公司

總部：北京

產(chǎn)品涵蓋電源管理芯片、LED驅(qū)動芯片、觸控芯片及指紋芯片。

16、亞略特

總部：深圳

傳統(tǒng)行業(yè)指紋芯片原廠，是全球領(lǐng)先的生物識別核心方案供應商、中國生物識別行業(yè)標準研制單位、國家863計劃信息安全聯(lián)盟成員。

17、美法思

總部：韓國

開發(fā)、銷售世界領(lǐng)先水平的觸控IC、觸摸屏模組及觸摸鍵的觸控解決方案。目前也涉及指紋芯片研發(fā)與銷售業(yè)務。