智能手机指纹识别技术要变天 喜闻乐见

　　目前屏下光学指纹已经成为了中高端智能手机的标配。

　　根据IHS Markit预计，2019年屏下指纹的出货量预计将增长6倍，达到近1.8亿片。而根据天风证券预测，2019年屏下指纹手机出货量将达到2.8亿部，年增长率高达900-1000%。另外，根据灼识咨询的报告预测，到2023年，屏下指纹感应模块的市场规模将达到约人民币170亿元，估计2018-2023年的复合年增长率高达106%。

　　面对这样的一个市场，各家指纹识别厂商也在不断的推出新的解决方案来进行争夺。此前各家指纹芯片厂商主要比拼的还是解锁速度、准确率、安全性、成本等方面。而现在随着智能手机摄像头(旗舰都开始上四摄、五摄了)数量的不断增加，特别是随着5G手机市场爆发，手机内部增加了包括天线在内的很多器件，对结构设计也提出了更高的要求。

　　为了应对这一变化，汇顶科技去年就推出了体积更小的、厚度仅为凸透镜方案1/10的超薄屏下光学指纹方案，并得到了不少手机厂商的采用。

　　不过，据野村东方国际证券的分析报告称，今年3月份有迹象显示，部分智能手机商开始减少原本预计在2020年下半年进行的超薄屏下指纹识别项目，并将注意力转回到传统的镜头式光学屏下指纹识别。

　　根据野村东方国际证券的观察，归结为以下几大因素：

　　1)设计降级(由超薄屏向镜头式光学屏)开始出现;

　　目前为止，超薄屏下指纹识别最大的用户是华为(P 系列与 Mate 系列)，其次是小米、OPPO 和 vivo。野村东方国际证券预测2021年华为将在中高端产品上大量应用镜头式光学识别，包括 P 系列与 Mate 系列的大部分机型。而其他如 OPPO 等国内品牌可能也会紧随华为的步伐以削减成本。

　　在这样的形势下，野村预测超薄屏指纹识别需求在2020年约为3500万台，而2021年需求约为1500万台，远低于市场预期的7000-9000万台。事实上，2020年镜头式光学识别的销量也可能因为中、高端机型的销量下降而受到负面影响，而且部分中端智能手机还有可能进一步降级至使用侧边电容式识别，从而进一步挤压屏下指纹识别市场。

　　2)第二梯队的芯片供应商(如思立微、神盾股份、联咏科技等)在镜头式光学识别方面的技术正在逐渐缩小与龙头企业汇顶科技的差距;

　　野村认为二线芯片厂商，如思立微及神盾等，若其产品质量能够得到保障，可能会在2020年四季度起在中国市场占据20%-30%的市场份额，并具备一定的市场影响力。在2020年中之前，汇顶科技的市场占有率一度达到了90%以上。如果2020年下半年起二线厂商能够在保证产品质量的同时大量生产，其市场地位将在2021年快速提升，毕竟国内的智能手机厂商降低成本的意愿强烈。

　　如上文所述，二线芯片厂抢占市场份额的主要方式将是通过激进的价格战。根据预测2020年末至2021年初镜头式光学识别芯片/模组的价格将降低至1.5-2.0/3.0-3.5美元，光学产品降价将导致超薄屏产品的吸引力进一步下降。

　　此外，光学产品的价格降低还会让侧边电容式产品承压，厂商或将面临市场萎缩或降低售价的两难选择。虽然我们认为欧菲光与丘钛科技的市场占有率应该会相对稳定，但市场需求及价格下降依旧会对其营收与利润造成显著的影响。

　　3)考虑到行业竞争将逐渐向激烈转变，屏下指纹识别芯片及模组的价格和利润率可能会将在2020年末及2021年呈现出快速下滑的趋势。

　　虽然近两年来，屏下指纹识别方案已经成为了很多中高端智能手机的标配，但目前被应用在智能手机上的光学屏下指纹全部都需要AMOLED屏来进行配合，因为AMOLED屏幕是可以自发光的，且无需背光源，非常的纤薄，有较好透光度等特性，这也使得AMOLED屏下的指纹识别传感器能够捕捉到AMOLED屏发出的光线照射用户手指指纹后反射回来的光线，从而实现指纹识别。

　　同样，由于超声波的识别距离有限，要想实现屏下指纹识别也需要AMOLED屏来配合。

　　而LCD屏结构比较复杂与AMOLED屏完全不同，LCD屏不能自发光，其需要背光源，整体的模组厚度较高，现有的适用于AMOLED屏的屏下指纹技术，并不适用于LCD屏。

　　而AMOLED面板随着近年来被众多手机厂商的广泛采用，其原本高高在上的价格已日渐降低。这也进一步推动了基于AMOLED屏的光学屏下指纹的普及。

　　不过，目前AMOLED面板与LCD面板仍有数美元的价差，且LCD屏手机仍然具有很大的出货量，特别是在市场需求量庞大的中低端手机上，虽然OLED屏与LCD屏的价差已经缩小，但是对于价格敏感的中低端智能手机来说，成本依然是一个重要因素。

　　因此，这也推动了不少厂商开始研发可适用于LCD屏的屏下指纹识别技术。而根据芯智讯的了解，汇顶科技、上海箩箕、阜时科技、京东方、神盾、天马、TCL华星等厂商都在积极的研发LCD屏下指纹识别技术，并且不少已经进入了可量产的状态。此外，TCL华星还宣布，预计今年推出全屏单点屏内指纹技术，2021年将推出全屏多点屏内指纹技术。

　　需要指出的是，不论是全屏单点，还是全屏多点屏内指纹识别，对于目前的光学屏下指纹方案和超声波屏下指纹方案来说都有着很大的挑战。

　　有消息称，高通正计划在2021年上半年将其超声波指纹识别技术的感应范围由当前的4 x 9mm 及8×8mm 提升至20×30mm，但是距离全屏指纹识别还有很大的差距。

　　另外，根据当前趋弱的市场需求及智能手机组合的变化，无法确定在2020-2021年期间市场是否还具备满足高成本的大面积超声波指纹识别技术规模化应用的空间。

　　而相较超声波技术，大面积光学屏下指纹识别技术还面临着更大的问题：必须对感应范围方案进行调整，由感光元件(CMOS)图像感应方案转换为薄膜晶体管(TFT)阵列方案，而这意味着业务合作关系需要发生大幅度改变(合作伙伴将由CMOS 摄像头模组制造商转为 TFT LCD 显示屏幕制造商)。该解决方案最大的问题还在于应用 TFT 流程的光电二极管的量子效率(10%+)低于CMOS(40+)，这意味着成本上升(需要叠加层数以提高敏感度)，而良率、性能下降。

　　许多投资者还对全屏三合一芯片(FTDDI)的趋势存有兴趣，但野村东方国际证券认为 FTDDI 并不完全是一种市场趋势。首先，FTDDI 只能在大面积屏下识别得到应用的情况下才可能实现，但大面积识别技术还有多个难关需要攻克;其次，触控与显示驱动集成(TDDI)已经在 LCD 屏幕上实现，额外添加指纹感应功能意味着需要增加6-8层额外的掩膜(较当前低温多晶硅屏技术的10-12层有显著提高)，这会导致良率下降、成本提高以及较低的性能。

编辑：齐少恒