来源 | 海通证券
分析师 | 陈平
指纹识别迎来产业新变革。自进入2017 年之后，指纹识别行业站到了“产业变革”的时间节点上。在光学式和超声波式指纹识别技术方案还不够成熟，既要实现正面隐藏式指纹识别，又不得不采用电容式方案的背景之下，盲孔电容式指纹识别就成为了近期最有前景的under glass 方案。我们通过本报告，详细地分析了领先者汇顶科技的IFS 方案和苹果前后两代产品细节方面的不同，进而发现，一旦电容式Under Glass 成为近期主流，在硬件层面最显著受益的将是TSV 先进封装和先进玻璃加工，指纹识别庞大的用户基础和手机厂商不断的创新动力，将为先进封装和盖板玻璃加工行业带来巨大的新市场。除了电容式underglass 有望成为近期主流外，可以嵌入玻璃的“超薄式”正面玻璃/陶瓷盖板模组的指纹识别，可以有效提高屏占比，今年也可能被一些旗舰机型采用。要做到超薄，先进的TSV 封装工艺也是不可避免的。
指纹识别行业正发生“大变化”。比较正面、背面和侧面这三种不同的方案，还是以苹果为代表的正面指纹识别方案最受欢迎，从2016 年下半年开始，安卓阵营开始“从后向前”迁移；Home 键易损坏、维修成本高、无法实现高品质防水、外观不够美观、屏占比低等缺点，使得取消Home 键成为行业发展的大趋势，因此，正面Underglass 隐藏式技术开始获得关注；另外“超薄式”正面玻璃/陶瓷盖板指纹模组由于可以提高屏占比，也可能成为近期趋势之一。
电容式Under Glass 和正面玻璃/陶瓷盖板“超薄式”方案有望成为近期主流。在基于电容式原理的三种隐藏式方案中，相比于 Under Cover Glass 和InGlass 方案而言，盲孔式Under Glass 最具有可行性，因为Under Cover Glass超出电容原理极限，In Glass 不具备量产条件。而采用盲孔式Under Glass 方案的汇顶IFS 技术已经成功商用到联想ZUK Edge 和华为P10 手机上，直接带来防水防尘和一体化盖板的效果。同时，“超薄式”正面玻璃/陶瓷盖板指纹模组可以提高屏占比，也可能被一些旗舰机型采用，成为近期重要趋势之一。
TSV先进封装与先进玻璃加工重要性凸显。在盲孔电容式Under Glass 方案中，TSV 封装将取代wire bonding 成为必然之选，因为wire bonding 的方式，由于打线有一定的高度，再添加塑封可能就会影响信号强度，TSV 就可以解决此问题，使得封装更薄。与此同时，SiP（系统级封装）也是芯片小型化封装的大趋势。玻璃槽面的平整度、直角的弧度、锲边的垂直度对于指纹识别的最终效果影响极大，这对于玻璃加工的要求非常之高。芯片设计和算法也是识别效果的核心因素。另外，“超薄式”正面玻璃/陶瓷盖板指纹模组方案也将使得TSV封装产能更加紧张。
行业“增持”评级，关注优势企业。近期来看，电容式Under Glass 方式是大趋势，建议关注，芯片设计端的汇顶科技（603160），TSV 先进封装领域的华天科技（002185）、晶方科技（603005），先进玻璃加工领域的星星科技（300256）、蓝思科技（300433）。“超薄式”正面玻璃/陶瓷盖板指纹模组方案也是近期重要趋势之一，将有利于先进TSV 封装行业。长期来看，光学式方案将为近红外LED 光源、RGBIR 滤色片、图像传感器带来新机会，超声波方案将为压电陶瓷材料、MEMS 制造带来新机遇。
风险提示：盖板玻璃盲孔式指纹识别方案进展过慢，用户体验不佳，玻璃加工良率过低；国内相关公司缺乏技术竞争力；光学式与超声波式指纹识别技术成熟度不够。
2013年发布的iPhone5s首次搭载指纹识别，并大获成功。随后几年，指纹识别凭借其便捷性、准确性、时尚型的优点迅速普及，目前已经成为了智能手机的标配。现阶段的指纹识别主要以第二代电容式为主，具体的产品形式五花八门。但是，自进入2017年之后，指纹识别行业站到了“产业变革”的时间节点上。
首先，出于用户体验的需求，背面和侧面的指纹识别已经开始向正面迁移；其次，防水、美观、大屏占比的需求使得取消Home键成为行业发展的大趋势。在光学式和超声波式指纹识别技术方案不够成熟，中短期内难以大规模商用的背景之下，既要实现正面隐藏式指纹识别，又不得不采用电容式方案。因此，Under Glass盲孔电容式指纹识别，就成为了近期非常有前景的方案。
同时，可以嵌入玻璃的“超薄式”正面玻璃/陶瓷盖板模组的指纹识别，由于可以提高屏占比，今年也可能被一些旗舰机型采用，也是近期的重要趋势之一。
我们通过本报告，详细地分析了领先者汇顶科技的IFS方案和苹果前后两代产品细节方面的不同，进而发现，一旦电容式Under Glass成为近期主流，在硬件层面最显著受益的将是TSV先进封装和先进玻璃加工，指纹识别庞大的用户基础和手机厂商不断的创新动力，将为先进封装和盖板玻璃加工行业带来巨大的新市场。
除了电容式underglass有望成为近期主流外，可以嵌入玻璃的“超薄式”正面玻璃/陶瓷盖板模组的指纹识别，也是近期的重要趋势之一，要做到超薄，先进的TSV工艺也是不可避免的。
（一）指纹识别正发生“大变化”，电容式Under Glass和正面玻璃/陶瓷盖板“超薄式”方案有望成为近期主流。
从背面到正面，安卓机指纹识别实现“大搬迁”。安卓阵营的多数手机，采用背面Coating的方式集成指纹识别。比较正面、背面和侧面这三种不同的方案，还是以苹果为代表的正面指纹识别方案最受欢迎，背面和侧面指纹识别使用不够方便，用户体验不佳。因此，包括华为在内的手机厂开始转向正面Home键下的指纹识别。
Underglass不开孔，取消Home键是大趋势。2007年苹果手机横空出世，其创造的“大尺寸触控显示屏+Home键”成为了里程碑式的产品。但是，随着智能手机的普及，Home键的缺点也逐渐展现出来，如易损坏、维修成本高、无法实现高品质防水、外观不够美观、屏占比低等，这使得取消Home键成为行业发展的大趋势。
电容式Under Glass有望成为近期内主流方案。经过指纹大爆发之后，衍生出来的商机令各大指纹技术公司更热衷开发新技术——隐藏式指纹识别技术。主流的方案可以分为三种：第一种（Under Cover Glass）方案超出电容原理极限，效果不理想；第二种Under Glass玻璃面板开盲孔，然后放入Sensor（如汇顶IFS、FPC、LGInnotek的方案），被广泛看好；第三种（In Glass）更是将Sensor融合进玻璃之中，具有非常高的难度，中短期内不具备量产的条件。
采用汇顶IFS技术的联想和华为手机已经推出，市场即将被点燃。2016年12月，采用汇顶IFS技术的联想ZUK Edge手机发布。2017年2月，华为发布全新旗舰机P10，部分手机采用了汇顶的IFS技术，这表明盲孔电容式Under Glass指纹技术已经具备量产所需的成熟度。
正面玻璃/陶瓷盖板“超薄式”方案也是近期内的重要趋势。采用“超薄式”正面玻璃/陶瓷盖板的指纹识别模组，可以有效缩小整个模组的体积，使得整个模组的厚度不超过盖板玻璃，手机的显示屏幕便可以向下拓展，而大幅提升整个屏幕的屏占比。因此，该方案今年也可能被一些旗舰机型采用，也是重要趋势之一。
（二）指纹识别产业链迎来“新机遇”，TSV封装与玻璃加工重要性凸显
电容式Under Glass指纹识别典型方案分析——汇顶IFS。汇顶的IFS方案采用Under Glass开盲孔的方式，即将指纹芯片正面的盖板玻璃进行减薄处理，已达到信号有效穿过玻璃的目的。方案的困难之处是显而易见的，首先对玻璃的强度和玻璃加工的要求非常高，目前产品良率较低。其次，为了指纹识别的精度，芯片和玻璃需要非常平整的对齐，这对芯片的封装要求也是极高的。
电容式Under Glass方案产业链分析。现阶段，开通孔的指纹识别方案仍然是主流，按照正面盖板材料的不同，可以分为Coating（镀膜）、蓝宝石盖板、玻璃盖板和陶瓷盖板四类。Under Glass盲孔电容式指纹识别方案相比于目前的指纹识别会有非常大的变化。不需要蓝宝石、玻璃、陶瓷等盖板材料，不需要金属环，不需要触控开关，不需要芯片正面的粘合材料；芯片制造并不会发生大的变化，但是芯片设计和芯片封装，以及玻璃加工的重要性越发明显。
1）芯片封装地位提升，TSV封装将成为必然之选
目前，大多数指纹识别方案，芯片采用wire bonding工艺进行封装，技术成熟，成本低。2016年以来，一些手机厂商开始向苹果学习，对指纹识别芯片进行小规模的trench或TSV封装。整体而言，采用先进封装工艺的比例仍然很低，主要原因就在于TSV封装资源有限，同时成本高。但是在Under Glass盲孔电容式方案中，TSV封装将取代wire bonding成为必然之选，因为wire bonding的方式，如果添加塑封就会影响信号，如果不加塑封无法实现紧密贴合。与此同时，SiP（系统级封装）仍然是手机端芯片封装的大趋势，未来的指纹识别整体封装也需要SiP的参与。
2）玻璃加工至关重要，工艺难度大，良率问题是瓶颈
对于Under Glass盲孔电容式指纹识别，目前非常大的困难在于玻璃挖槽的良率问题，因为现如今的手机正面玻璃非常薄，直接进行挖槽的话，极容易造成玻璃的损坏。玻璃槽面的平整度、直角的弧度、锲边的垂直度对于指纹识别的最终效果影响极大，这对于玻璃加工的要求非常之高。
3）芯片设计和算法是识别效果的核心因素
对于电容式Under Glass方案而言，指纹信号需要穿透的玻璃厚度为0.2-0.3mm，传统的电容式算法是无法回收足够信噪比的信号。除了要提升驱动IC的信噪比外，软件算法的know how更重要。需要指纹识别芯片设计与算法公司，在信号处理、信噪比改善方面花费非常大的精力和投入，才能够保证识别的效果和体验。
正面玻璃/陶瓷盖板“超薄式”方案产业链分析。可以嵌入玻璃的“超薄式”正面玻璃/陶瓷盖板模组的指纹识别，可以提高屏占比，今年也可能被一些旗舰机型采用，也是重要趋势之一。该方案与目前主流的正面盖板开孔式方案在产品结构方面基本一致，最大的区别在于出于模组减薄的考虑，芯片的封装形式将由传统的wirebonding改为TSV封装。
（三）受益标的分析
从近期来看，电容式Under Glass方式是大趋势，建议关注，芯片设计端的汇顶科技（603160），TSV先进封装领域的华天科技（002185）、晶方科技（603005），先进玻璃加工领域的星星科技（300256）、蓝思科技（300433）。“超薄式”正面玻璃/陶瓷盖板指纹模组方案也是重要趋势之一，将有利于先进TSV封装行业。指纹识别庞大的用户基础和手机厂商不断的创新动力，将为先进封装和盖板玻璃加工行业带来巨大的市场。
长期来看，光学式方案是未来重要的方向之一。产业链与电容式方案将大为不同，整个产品的核心除了算法之外，在硬件端最重要的变化，就是多了近红外光源、RGBIR滤色片、图像传感器等。建议关注国内潜在受益标的：三安光电（600703）、旭晟股份（837094）、北京君正（300223）、水晶光电（002273）。
长期来看，超声波是式方案也是未来的重要方向之一。国内公司在硬件端（压电陶瓷、MEMS制造）有望受益，建议关注潜在受益标的：三环集团（300408）、捷成科创（824951）、耐威科技（300456）、华灿光电（300323）、苏州固锝（002079）。
风险提示：盖板玻璃盲孔式指纹识别方案进展过慢，用户体验不佳，玻璃加工良率过低；国内相关公司缺乏技术竞争力；光学式与超声波式指纹识别技术成熟度不够。
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