专栏名称: 传感器技术
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指纹芯片是否会引领新一轮缺货潮?

传感器技术  · 公众号  ·  · 2017-06-03 05:47

正文

季度全球指纹芯片发货量近3亿


2017年一季度全球搭载指纹识别智能手机出货量约1.8亿部,占全球智能手机总出货量的53.7%,同比上升约18个百分点;一季度全球指纹芯片出货量约2.7亿颗,同比增长约60.4%;晶圆厂的指纹识别的产能投入占比约13%。


指纹芯片出货量排行榜



为何一季度指纹芯片出货量如此之大呢,分析有以下原因:


晶圆涨价 指纹芯片厂家抢夺产能


随着指纹识别成为智能手机标配,FPC、汇顶、敦泰等指纹芯片厂商的IC产能需求呈现爆发式增长,台积电、联电、世界先进、中芯国际出现8寸晶圆产能提前争夺的现象,引发了一波抢产能热潮。今年三季度晶圆代工龙头台积电的8寸厂及12寸晶圆生产线已经出现满载情况,越来越多的芯片厂商向中芯国际和联电等晶圆代工厂调配产能。


据统计,在指纹芯片厂商中,除了苹果是采用台积电12寸晶圆的65nm制程外,其他10家指纹芯片厂商全部是使用8寸晶圆以及0.18um制程。



2017年年初指纹芯片需求还在持续增长,加快了芯片厂预备库存的步伐,对国内晶圆厂商中芯国际、华润上华以及华虹宏力等的晶圆扩产能力提出了新的挑战。TSMC台积电、UMC台联电以及美光在内的半导体公司都接到了上游供应链厂商的涨价通知,要求2017年Q1季度将12寸晶圆价格提升10-20%。加上晶圆厂库存处于低位水平,加重了晶圆制造的不确定因素,明年的部分型号价格预计还会上涨30-50%。


晶圆价格上涨速度令人咋舌,指纹芯片厂商抢夺产能,卯足劲生产以占得市场先机,怪不得出货量猛增了!


指纹识别成行业新宠,新入厂商增多


过去一年,指纹识别已然成为行业新宠。根据上市公司公布的财报显示,2016年,指纹芯片行业是消费电子领域少有的高利润产业,平均毛利维持在40%-50%。进入一季度后,镀膜(Coating)电容式指纹识别模组的价格遭遇了激烈的竞争,电容式指纹识别模组的平均价格均保持下行趋势。总出货量呈上行态势


指纹芯片厂家积极投入研发


2017年全球曲面屏智能手机出货量约1.5亿部水平,除了Samsung S8之外, Apple iphone8、华为、Oppo、Vivo等整机厂的大量曲面屏手机将在下半年上市,前置隐藏式的指纹识别方案,即所谓的in-display方案相信很快会到来。传统电容式的前置隐藏式指纹方案也可能会有所突破。指纹芯片厂家的高积极性,以及对未来指纹芯片行业前景的看好,给全球指纹芯片的高出货量助了把力!


指纹芯片行业历年大事回顾



未来指纹芯片发展预测


业内预期为2017年指纹芯片需求量可望从2亿颗倍增至4亿颗。 包括FPC、思立微、神盾、汇顶等指纹芯片厂商持续放量,也带动晶圆代工厂订单大增,指纹芯片将持续塞爆8寸厂产能。


亚洲厂商或独占市场


2017年指纹芯片晶圆代工订单变化将比较大,几乎每家晶圆代工厂都参与战局。很多指纹芯片厂商凭借出货量规模优势,开始寻求第二供应商,这将带动指纹芯片上、下游产业百花齐放。


从2016年大趋势看,中国厂商崛起速度惊人,打着物美价廉的旗帜,2017年FPC已成为众多厂商对标的目标。业内认为,欧美系指纹芯片厂商在成本上还是无法拼过中国厂商,预计未来指纹芯片行业将重演LCD Driver IC产业历史,最终由亚洲厂商独占市场。


随着指纹芯片技术和产业的成熟,越来越多国内指纹芯片厂商参与其中,目前中国厂商中汇顶势头最为迅猛,拿下了几乎所有的国内主要的手机品牌厂商。包括vivo、小米、魅族、乐视、金立、中兴等等。华为以前几乎全部FPC为主,目前也已经开始扩展到思立微和汇顶的解决方案。预计国内厂商将在今年下半年取代FPC,成为华为第一大供应商。


价格战不可避免


整体看,2017年指纹芯片市场价格战不可避免。很多国际大品牌因为成本或服务,将被中国厂商取代。而中国厂商内部,很多竞争力比较弱小的厂商更会做出拼死一搏的举动,利用价格战搅局市场。要保持持续领先,还需厂商持续不断的提高技术和服务水平。


另外,现有指纹表现形式能否在今年有所突破也是看点之一,例如人们希望全屏指纹识别等。


全球指纹芯片厂家大盘点


目前国外的指纹芯片厂家主要有AuthenTec(2012年被苹果收购)、FPC、SynapTIcs等几个国际大厂,以及神盾、义隆、敦泰、茂丞等台湾厂商之外,国产指纹芯片厂商主要有汇顶、迈瑞微、费恩格尔、信炜、芯启航、贝特莱、思立微、集创北方、比亚迪等十多家企业。以下为最新全球指纹芯片厂家汇总:


1、FPC(Fingerprint Cards)


FPC是一家瑞典生物识别传感器科技公司,主要开发、生产和销售指纹识别技术,提供有触摸式和划擦式两种指纹识别传感器。早在2013年的时候FPC也开始大举进军智能手机市场。得益于AuthenTec只对苹果提供产品和技术,FPC成了非苹果手机阵营的老大。


国内第一款带有指纹识别的手机康佳K5,以及韩国第三大手机供应商泛泰最新款5.5英寸旗舰机和平板电脑都搭载了FPC划擦式指纹传感器。在2013年10月,日本富士通公司发布带FPC划擦式指纹识别传感器的4款安卓智能机和2款安卓平板电脑。


2014年华为Mate 7采用了FPC触触式指纹识别传感器。随后,国内的小米等品牌都有开始采用FPC的触触式指纹识别传感器。


FPC的技术竞争优势包括独特的图像质量、低功耗和完整的生物识别系统,但它的传感器价格也不低。不过随着众多国产指纹芯片厂商(特别是汇顶)的冲击,FPC的价格也在不断下滑。


2、 AuthenTec


AuthenTec成立于1998年,一直是全球感应性指纹识别传感器最大供应商,其指纹识别组件很多年前就被嵌入了Windows笔记本。2011年,AuthenTec研发出了一种基于电容和射频识别的指纹识别新技术,称之为“TruePrint”,TruePrint专利技术能够读取皮肤表层下的活动层(人的指纹真正所在之处),实现极其精确可靠的指纹成像。


在2012年被苹果收购之前,AuthenTec就已经成为世界领先的指纹传感器及芯片与模组、身份识别软件和加密安全方案的供应商,年销售额达7千万美元,拥有200多项专利和230名员工,在世界范围内使用的传感器超过3500万个,其客户包括阿尔卡特-朗讯,思科,惠普,三星,联想,LG,摩托罗拉,诺基亚等等。


2012年7月苹果公司斥资3.56亿美元收购了AuthenTec公司,AuthenTec开始停止向第三方销售指纹芯片。2013年苹果iPhone5s Touch ID芯片便是AuthenTec的产品,得到市场一致好评,也掀起了指纹识别热潮。随后苹果的众多新品中均搭载AuthenTec指纹识别芯片。


3、SynapTIcs(新思)


SynapTIcs成立于1986年,自从2013年10月synapTIcs以2.55亿美元收购收购Validity之后,Synaptics便开始涉足指纹识别行业。不过之前其指纹识别传感器主要以刮擦式(滑动采集)的为主,三星GalaxyS5、HTC One Max等手机上的刮擦式指纹识别传感器正是由Synaptics提供。但是刮擦式体验还是差于按压式传感器。


2015年初,Synaptics也针对高端移动设备推出了按压式(Natural ID)指纹识别技术。目前国内的联想、中兴、金立、酷派等也有采用Synaptics的指纹识别传感器。


美国当地时间2016年12月12日,Synaptics宣布旗下的第三代Natural ID玻璃内层(under-glass)指纹传感器Natural ID FS4500已经从9月份开始出样。FS4500最大的特色就是可以透过玻璃或者陶瓷按键扫描指纹,在出样之后,大规模量产预计在今年第四季度就能实现。


12月13日,Synaptics又宣布推出业内首款面向智能手机和平板电脑的光学指纹传感器的Natural ID?系列生物认证解决方案FS9100。据介绍,Natural ID FS9100系列光学指纹传感器可透过1mm的完整盖板玻璃完成高分辨率扫描,并实现简洁、无需按键的工业设计。


4、敦泰


敦泰作为触控行业的龙头企业,虽然很早就进入了指纹识别领域,但是却真的是起了个大早,赶了个晚集。2014年9月24日敦泰与挪威指纹辨识厂IDEX合作(IDEX专注指纹辨识技术开发,拥有多达200多项专利权,其中包括与AuthenTec有专利交叉授权),共同开发滑条式指纹感测器,抢攻指纹辨识市场。


2014年底敦泰正式发布了完整的指纹识别方案,随后基于敦泰FT9200指纹识别方案的智能手机也于2015年2月正式上市,但是之后敦泰的指纹业务差不多就陷入了停滞。目前敦泰指纹芯片出货非常少。


而主要原因则是其原有指纹识别技术团队大部分骨干的出走。一部分人跟着莫良华(敦泰原副总)成立了信炜科技,另外一批人则成立了芯启航,这两家公司都定位于指纹识别领域。


5、高通


在2015年的MWC展会上,高通发布了Sense ID 3D超声波指纹识别技术。相比按压电容传感器捕捉的是2D指纹图像,而Sense ID的超声波扫描可以穿透手指的外层皮肤,捕捉到指纹脊和汗毛孔等独特特征,从而识别出用户指纹独特的3D特征。这样能够产生细节丰富,难于仿制的指纹表面图。


它最大的特色在于,不需要电容传感器或者按钮,可以隐藏于多种材质表面之下,比如玻璃、塑料甚至金属。同时,扫描指纹的精度也不受手指污垢、油脂以及汗水的影响,这一点是苹果Touch ID无法做到的。


目前这种技术已经被不少专业机构和政府部门所使用,小米5S搭载的正是高通的超声波指纹识别芯片。不过,目前高通的超声波技术只支持高通骁龙800系列平台。


6、神盾


神盾股份有限公司(EgisTec)是台湾指纹生物识别和数据加密系统的主要芯片供应商,专门提供整合的系统解决方案,设计重点在Senser的性能和软件可用性。2015年底神盾在台湾上市,神盾宣称是全球唯一的被动式指纹识别芯片厂商,其产品已被三星等国际大公司和国内中兴等手机品牌公司采用,神盾产品在全世界拥有超过60种专利,在全球无专利困扰。


7、义隆电子


义隆电子成立于1994年,是台湾一家IC设计公司,主要以研发和营销集成电路产品为主。2001年9月,义隆电子在台湾集中市场挂牌上市。


虽然义隆电子2014年才开始正式布局指纹识别芯片,但在此之前,义隆电子对于指纹芯片就早有研究。义隆电子的第一代指纹识别芯片是分辨率176*176的大尺寸芯片,主要用于信用卡,随后推出用于手机的指纹识别芯片是其第二代指纹识别芯片,并于2015年下半年量产。


指纹芯片生产方面,义隆电子主要是交给台湾联电和韩国Magnachip,封装则是在台湾。不过因生产问题与指纹算法等方面的影响,义隆今年进展不如预期,全年出货量将约300万套,低于原预期的500万套目标。


8、费恩格尔


成都费恩格尔科技有限公司成立于2012年底,是一家旨在指纹识别传感器芯片、模组、算法及系统产品为主营方向的集成电路芯片设计公司。早期主要也主要面对门锁、考勤、银行等领域。随后,随着智能手机市场的爆发,费恩格尔也开始进入手机指纹传感器领域,去年年底其首款指纹识别芯片FPS1196开始出货。


费恩格尔采用了与苹果/ AuthenTec完全不同的电荷泵(C-Q-T)技术架构的指纹识别实现方式,拥有自主知识产权,并且申请了多项核心专利,避免开了专利的隐患。其产品的主要优势在于:无需驱动芯片和金属环,减少制程工序和成本,降低了模组生产难度,方便模组厂大规模生产,再加上具有竞争力的价格。这也使得费恩格尔的产品很快打开了市场。


值得一提的是,华虹集团是费恩格尔的大股东,当前费恩格尔所有的指纹芯片产品均在华虹集团自主的 Foundry工厂华虹宏力生产,产品直通率可以达到98%,所以这使得费恩格尔指纹识别芯片在品质和产能有了很好的保障。此外,在指纹算法方面,费恩格尔也是用于自主的独有算法,甚至可以适应56×56 pixels的传感器阵列。


此外,近期费恩格尔还进行了品牌升级,更换了新的LOGO,相比之前的LOGO来说,新LOGO更加简洁,更具辨识度。并且近期费恩格尔还加大了品牌宣传力度,意图进入品牌市场。


并且费恩格尔打出了“费恩格尔=指纹标准件”的口号。在费恩格尔看来,指纹未来将成为何电阻一样的标准器件。为此,费恩格尔希望推动指纹识别的性能标准:通过定义FAR/FRR响应速度、静电等指标确定整个指纹系统的标准;结构标准:定义不同形态的模组,如Coating、盖板、IFS的尺寸、厚度等;模组报价标准:在前两个标准形成的基础上,形成透明化的模组报价体系。看来,费恩格尔是想进一步推动指纹识别的普及。


9、汇顶科技


汇顶科技自2002年成立以来,主要就聚焦在人机交互芯片设计领域,自2013年杀入指纹识别市场以来,就在这一细分领域投入大量的资金、人力,再加上联发科的背后支持,汇顶发展非常之快,在技术创新和市场方面也不断取得突破,成为了目前业界唯一能够提供镀膜、盖板(玻璃、蓝宝石、陶瓷)、隐藏式(IFS)、活体指纹检测全系列芯片的公司。


凭借技术和成本优势,汇顶的指纹识别产品目前已经成功获得华为、OPPO、vivo、乐视、中兴、小米、魅族、联想、金立、TCL、Amazon、Dell、HP、ASUS、acer 、TOSHIBA、Panasonic等众多海内外知名终端厂商的认可。近日,魅族新旗舰PRO 6 Plus还首发搭载了汇顶的活体指纹识别芯片。得益于众多品牌厂商的采用,汇顶今年的指纹识别芯片出货出现了爆炸式的增长。


对于未来,汇顶计划在2017年推出其第四代指纹识别芯片,将支持210μm厚度的盖板,将Sensor占比提高到70%,提供更低功耗,更快的解锁速度。第五代指纹识别芯片将可支持高达700μm厚度的盖板。而最为引人瞩目的则是其第六代指纹识别芯片,支持In Display的指纹识别技术,即指纹识别和触控屏合二为一,而这也将会对指纹识别行业带来新的革命。


10、信炜


信炜科技由前敦泰科技副总莫良华先生于2015年创立,在公司成立之初就定位于指纹识别芯片领域,彼时已经有很多的芯片厂商已经进入到了这个领域,信炜科技可谓是指纹识别芯片领域的新兵,是一个后来者,但是信炜科技的核心研发团队却都是芯片领域的老兵。很多核心骨干都具备了十多年的传感器及芯片设计经验。这也使得信炜短时间内就很快发展了起来。


目前信炜主要有适用于玻璃、陶瓷、蓝宝石等材质的盖板方案SW9562N以及Coating方案SW9651/9661。此外信炜还有Underglass方案SW9580,不过目前似乎还未量产。目前出货的主力产品是SW9562N盖板方案。


在生产方面,信炜科技的指纹识别芯片是在中芯国际投片,在安靠进行封装,采用低噪声LGA封装,后段测试方面是由安博公司负责。所以在产品品质方面有一定的保障。


11、迈瑞微


苏州迈瑞微电子有限公司成立于2014年,是一家专注于半导体指纹传感器的设计和应用解决方案的公司。由中星微做了15年副总裁的郭小川和在指纹算法和芯片领域有十年经验的费恩格尔前李扬渊联合创立。


迈瑞微最初在指纹门锁市场获得了成功,积累了一定的经验和技术。随后便开始积极投入面向智能手机的微型触控式指纹传感器以及应用解决方案的研发。


2014年底,当时在网上引起极大关注的“国产iPhone 6”,其采用的正是迈瑞微的指纹识别芯片,达到了与iPhone 6指纹识别相近的水平。


同时,迈瑞微也采用了“C-Q-T”架构的指纹识别实现方式,避免开了专利的隐患。这也使得迈瑞微的指纹识别技术获得了业内的一定认可。


此外,迈瑞微的指纹识别技术在芯片封装与模组制造方面也有一定优势。迈瑞微号称是全球首家采用TSV封装技术的指纹芯片供应商。TSV封装技术,是目前Apple Touch 采用技术方案,技术成熟,可以提升晶圆级加工时产能、良率, 成本也具有很大竞争力。


12、贝特莱


深圳贝特莱电子科技有限公司成立于2011年7月,是一家高端集成电路设计国家级高新技术创新型企业。专注于消费类电子的IC设计,在触控、AMOLED驱动、指纹识别及生命感知产品领域。目前主打触控IC、指纹识别、生命感知(可穿戴)、MCU四条产品线。


2013年贝特莱开始指纹芯片研发,是国内较早推出小面阵指纹识别传感器的企业,并于2014年开始出货滑动式指纹识别sensor。随后又推出了压力指纹识别芯片,由于盖板方案良率相对偏低,所以这块贝特莱选择主推的是coating方案。


此外,贝特莱还与全球知名指纹识别算法厂商Precise Biometrics(简称PB)已达成深度战略合作,能提供快速、精准、安全的用户身份认证。


据介绍,贝特莱的指纹芯片采用0.18um数模混合工艺,除了能够做到快速熄屏解锁、超低功耗、干湿手指自适应外,还具有面积很小、工艺要求简单,成本较低等特点。并且,贝特莱指纹传感器还集成了多种技术,如True-Print射频识别技术,像素自校正技术等。通过这些新技术,贝特莱号称可实现高达99.9%的手指识别率,杜绝假手指。


13、芯启航


深圳芯启航科技有限公司成立于2015年7月成立,主要从事生物识别安全芯片研究、开发与销售。产品主要应用于指纹支付安全认证、信息安全认证和指纹门禁等。据介绍,芯启航目前拥有50多件芯片设计、算法、封装的专利,其中发明专利20件。


目前芯启航的指纹识别产品主要有CS2511P和CS2816,分别支持Coating方案及玻璃、蓝宝石、陶瓷盖板方案,可实现120ms的解锁速度。


在供货方面,芯启航称已与世界第二大晶圆代工厂达成战略合作协议,产品供货稳定有保障。


14、集创北方


北京集创北方科技股份有限公司成立于2008年,是一家专注于平面显示技术的芯片设计公司,产品涵盖各类驱动及触控芯片。自2015年,集创北方也开始进入指纹识别市场。


目前集创北方的指纹识别芯片产品覆盖齐全,可同时支持coating和玻璃、陶瓷、蓝宝石等多种盖板方案。产品具有低功耗、功能完备等技术优势。


此外,集创北方还计划推出Under glass方案。算法方面,2016年3月集创北方与瑞典指纹识别算法厂商PB达成合作协议。集创北方可以使用PB授权的全套算法,技术成熟,安全性、可靠性高,无专利纠纷。


据了解,目前集创北方的指纹芯片已有一些终端品牌客户开始采用。


15、思立微


上海思立微电子科技有限公司成立于2011年1月,主要从事多点触摸传感器、指纹传感器、集成电路芯片和产品及相关电子元器件的研发等。早在2014年5月,思立微推出国内首颗按压式指纹识别传感器GSL6162及其一体化解决方案。


目前思立微已经拥有coating指纹识别方案、陶瓷/玻璃/蓝宝石盖板指纹识别方案,不过主推的还是背面的coating指纹识别方案。很多的指纹模组厂商都有与思立微合作(其中包括凯尔光电、三赢兴、合力泰、信利、桑莱士、华天科技、金龙电子、赛华、盛泰影像、凯木金、鑫鸿博等出货量较多的模组厂商)。


但是由于在产品性能和成本(没有支持无金属环的方案)方面优势并不明显,并且在客户维护和技术支持方面有些跟不上,所以整体出货并不算多。终端品牌方面,有拿下华为的一个案子出了大概出了有100多万颗。其他主要是一些中小微品牌有采用思立微的指纹识别方案。


不过,据了解,思立微新的指纹识别芯片产品将会有不带金属环的方案,弥补了一代产品必须金属环的短板,从而能更加灵活地参与市场竞争。


16、图正


上海图正信息科技股份有限公司成立于2013年1月,主要从事信息科技、生物识别科技、电子科技、系统解决方案专业领域内的技术开发等。旗下有指纹识别品牌贝尔赛克,可提供指纹识别芯片、指纹识别算法、指纹识别算法芯片及指纹模组。


此外,图正还提供了晶园表面做LOGO 的服务(据说是通过光学手法实现,可以使得应用在手机上的指纹识别模组直接显示客户LOGO,配合透明涂层/玻璃),再加上自主的指纹算法,还是具有一定特色的。


17、比亚迪微电子


深圳比亚迪微电子有限公司于2004年成立,初期主要承担公司集成电路及功率器件的开发、整合性晶圆制造服务的生产任务。2014年开始布局指纹识别芯片领域。


2015年5月,比亚迪在深圳召开发布会,正式发布了适用于手机的三款指纹识别芯片:BF6611A、BF6621A和BF6631A。其中,BF6611A是盖板方案,BF6621A和BF6631A则是Coating方案。


同时,为了进入指纹识别领域,比亚迪是申请了90件以上相关专利,其中发明专利在80%左右。据介绍,比亚迪拥有自己核心专利的指纹识别算法,通过潜心搭建算法架构,优化图像处理细节和比对策略,结合自身的传感器芯片,技术指标已达到:拒真率小于百分之一,认假率小于十万分之一,比对时间小于100毫秒。


目前比亚迪的指纹检测方案包括主动式和被动式,在被动式检测方案上,也可以做到在应用设计上完全不需要金属环。不过在出货量方面,目前还比较少。


18、茂丞科技


台湾的茂丞科技(J-Metrics)成立于2008年,从事多种微控制器、指纹识别传感器及相关运用软硬件、模块之研发,以及其相关衍生系列产品。早在2014年8月,就发布了一款基于主动式垂直射频技术的新型指纹识别传感器。


据介绍,茂丞还拥有自主研发的封装材料的创新技术以及影像自动调整技术。茂丞还拥有自己的指纹识别算法,同时还与义隆电子、星友,敦泰、映智、IDEX等厂商有策略联盟。不过目前茂丞在国内的出货似乎还非常少。