2013年蘋(píng)果推出了iphone5S,第一次在手機上加入指紋應用,其中第一個(gè)應用就是指紋解鎖。隨后支付寶、微信支付開(kāi)始逐漸支持指紋驗證。隨著(zhù)指紋芯片逐漸成為入門(mén)級智能手機標配,如何提供高性?xún)r(jià)比的方案成為業(yè)界關(guān)注焦點(diǎn)。近期360手機F4推出的指紋手機更是打破了600元價(jià)格線(xiàn),成為最便宜的指紋手機之一,市場(chǎng)急需高性?xún)r(jià)比的指紋芯片出現。

在FPC、匯頂、新思等廠(chǎng)商占據指紋芯片市場(chǎng)領(lǐng)導地位的情況下,來(lái)自成都的指紋芯片廠(chǎng)商費恩格爾提出要做指紋芯片行業(yè)的“性?xún)r(jià)比之王”,費恩格爾CEO黃昊直言,費恩格爾的指紋芯片價(jià)格是目前市場(chǎng)上最具有競爭力的價(jià)格,沒(méi)有“之一”。

指紋芯片競爭進(jìn)入性?xún)r(jià)比時(shí)代

黃昊認為,手機品牌對于指紋識別的認知經(jīng)歷了幾個(gè)階段。一開(kāi)始是高端旗艦機型采用,當時(shí)滿(mǎn)足的是“有和無(wú)”的問(wèn)題。到了第二階段,開(kāi)始對指紋芯片的性能、測試標準有了更高的要求。到了今天,在入門(mén)級手機也開(kāi)始標配指紋識別功能的當下,終端品牌開(kāi)始進(jìn)入追求性?xún)r(jià)比的階段。

“在業(yè)內,芯片公司成本線(xiàn)是15~20%毛利,有些公司也許會(huì )接低于15~20%毛利的訂單,雖然表面上看起來(lái)是盈利,但實(shí)際上企業(yè)是虧損的。也就是說(shuō),行業(yè)大洗牌勢在必行。一旦價(jià)格戰開(kāi)打,很多指紋芯片廠(chǎng)商會(huì )立刻觸及底線(xiàn)。” 黃昊認為,指紋芯片領(lǐng)域的門(mén)檻較低,因此第一波進(jìn)入指紋領(lǐng)域的企業(yè)魚(yú)龍混雜,最開(kāi)始只要能做出東西來(lái)就能賣(mài)出去。到了第二波拼性能的時(shí)候,對于指紋芯片原廠(chǎng)來(lái)說(shuō),主要拼兩點(diǎn):一是跟算法匹配的最小識別面積和最好穿透率;二是軟件部分,比如安全支付。但是到了第三波拼性能和價(jià)格的競爭階段,行業(yè)將面臨一輪新的洗牌。

如何做到更高性?xún)r(jià)比?

拼價(jià)格的關(guān)鍵就是看本身芯片設計技術(shù)上是否有獨到的共性?xún)r(jià)比方案,黃昊表示,費恩格爾的優(yōu)勢在于:有算法制程的最小陣列,也有工藝和封裝的產(chǎn)業(yè)鏈支持。采用純電容式技術(shù)的單芯片結構傳感器+自有算法+晶圓制程工藝上的優(yōu)勢+不采用Trench和TSV封裝技術(shù)可以在最大程度上降低指紋模組的成本價(jià)格。

__費恩格爾在現有設計架構下能從三個(gè)方面進(jìn)行成本控制__:

1.不需要特殊封裝工藝處理,封裝不需要trench,也不需要tsv,對塑封的要求也是最低的。目前正在切入用最便宜的QFN封裝方法,QFN封裝未來(lái)成本在0.1美金左右;

2.因為沒(méi)有采用trench和tsv,提供給模組廠(chǎng)的芯片顆粒在不做cp和ft的情況下,直通率可以達到99%。本身 芯片的設計和生產(chǎn)流程控制的比較好,因此對模組廠(chǎng)來(lái)說(shuō)也是一個(gè)很好的成本控制。從顆粒測試方面來(lái)說(shuō),因為顆粒測試在目前會(huì )給模組廠(chǎng)較大的機臺壓力或普工壓力,這就幫模組廠(chǎng)做了成本控制;   3.費恩格爾自主研發(fā)了的小面積算法,是向蘋(píng)果的算法靠攏。因此,費恩格爾的芯片面積可以做到96x96,這是業(yè)界默認能提供良好使用體驗的最小面積。同時(shí),費恩格爾的芯片在一個(gè)8寸晶圓上能切出800顆以上。

費恩格爾的指紋芯片信號穿透力強,不管是100μm的coating還是100μm以上的陶瓷蓋板、underglass方案,都能做到與競爭對手一樣性能。在工藝設計上,費恩格爾采用獨特的設計架構,而不是采用Authen tec和FPC那樣的adc放大器架構。指紋識別芯片現階段的難點(diǎn)在于寄生信號的消除,解決這一難點(diǎn)不光需要自身設計有長(cháng)時(shí)間的經(jīng)驗積累,更需要半導體廠(chǎng)的技術(shù)工藝支持。另外,費恩格爾一律單芯片封裝,芯片整體成本估計是友商的1/2。而像熄屏喚醒、指紋拍照、干濕手指自適應等基本功能都應有盡有。

“我們的通過(guò)率在保證優(yōu)良的情況下保證最小陣列的用戶(hù)體驗;跟競爭對手競爭的比對速度小于0.2秒”,黃昊表示,業(yè)界普遍認為純電容的傳感器無(wú)法達到很高的靈敏度,但是費恩格爾通過(guò)研究認為,純電容也可以達到主動(dòng)一樣的靈敏度??梢蕴綔y非常微小的電容,在塑封封裝的時(shí)候,不要降低表面的塑封厚度,足夠達到探測電容。

在軟件支持方面,費恩格爾提供對Android6.0原生系統以及定制系統如阿里云OS的支持。并承諾在深圳、上海、北京隨時(shí)有FAE支持,提供傻瓜式的軟件部署。費恩格爾軟件應用接入總監楊智鵬表示,目前在主流的手機平臺,如高通、MTK、展訊軟件都已調通,下一步將針對X86平臺。

目前,費恩格爾與蘋(píng)果指紋模組供應商之一的晶方科技結為戰略合作伙伴,主要以coating方案為主,同時(shí)也獲得了芯片封測廠(chǎng)商華虹的大力支持,可以做到指紋膜組的直通率98%。

“我們第三季度會(huì )推出FPS2198,這個(gè)產(chǎn)品特點(diǎn)是活體檢測,特點(diǎn)是加入心率檢測。另外一個(gè)是正在開(kāi)發(fā)的FPS1498,特點(diǎn)是芯片上會(huì )有蓋板集成,這是跟封裝供應商共同開(kāi)發(fā)的封裝技術(shù),所以稱(chēng)為Cover soc。未來(lái)提供的是已經(jīng)有玻璃蓋板的解決方案?,F階段能支持的最大尺寸是12.1寸。”黃昊表示,費恩格爾不光在電容陣列傳感器有積累,在圖像\光學(xué)傳感器也有積累,所以可以做到活體檢測檢測透光率。

指紋識別專(zhuān)利競爭,升壓調制與純電容路線(xiàn)

除了價(jià)格之外,指紋芯片的核心競爭也包括專(zhuān)利及算法。由于越來(lái)越多的中國手機終端品牌進(jìn)入海外市場(chǎng),因此非常關(guān)注專(zhuān)利的問(wèn)題。雖然電容式指紋傳感器及專(zhuān)利早在20年前就已經(jīng)存在,但其穿透能力比較弱,不能滿(mǎn)足現今的手機應用。為了提高指紋傳感器的穿透能力,各指紋傳感器設計公司都是在原有電容傳感器專(zhuān)利的基礎上進(jìn)行改進(jìn)并申請專(zhuān)利。

2013年,蘋(píng)果申請專(zhuān)利,開(kāi)創(chuàng )浮地高壓驅動(dòng)/調制電路先河。于是新思和IDEX采用ASIC芯片來(lái)處理信號,繞開(kāi)蘋(píng)果的專(zhuān)利。但是這種方式難以實(shí)現陣列傳感器,像素布線(xiàn)精度不夠,同時(shí)分辨率和靈敏度也不高。該方法雖然能極大提升芯片穿透力,但也帶來(lái)了功耗多的缺點(diǎn)。另外,有些人對電壓比較敏感,在使用時(shí)會(huì )有刺痛感。目前采用升壓方式提升穿透力的芯片廠(chǎng)商主要有思立微、信煒等。

純電容技術(shù)的源頭來(lái)自于上世紀80年代的平板電容原理。由于已經(jīng)過(guò)去20年,該技術(shù)專(zhuān)利目前已經(jīng)過(guò)期,成為公用專(zhuān)利,因此不存在專(zhuān)利侵權的風(fēng)險。純電容式技術(shù)使用電荷泵結構的單芯片設計,不需要使用外圍驅動(dòng)芯片配合來(lái)消除寄生電容,也可以不帶金屬環(huán)。目前采用純電容式技術(shù)的芯片廠(chǎng)商主要有費恩格爾、邁瑞微、神盾等,另外,匯頂也剛推出單芯片產(chǎn)品。采用純電容式技術(shù)的傳感器具有成本低(單芯片)、功耗低(射頻式傳感器的四分之一)的優(yōu)點(diǎn)。但相對的,該技術(shù)對半導體工藝及傳感器設計團隊的要求較高。費恩格爾與競爭對手有兩大差異化特點(diǎn):公司在芯片設計上采取了新型的結構方法,擁有自主發(fā)明專(zhuān)利。