正面指紋識(shí)別眾望所歸，核心技術(shù)沒(méi)那么容易

現(xiàn)在，指紋識(shí)別已經(jīng)不是什么新鮮技術(shù)了?？聪卢F(xiàn)在千元級(jí)已經(jīng)標(biāo)配指紋識(shí)別，甚至幾百元的低端手機(jī)也有配置，就知道這項(xiàng)技術(shù)受歡迎的程度了。這一迅猛發(fā)展的勢(shì)頭在 2016 年表現(xiàn)更加強(qiáng)勁，但也面臨指紋識(shí)別的放置位置更符合用戶需求和精確程度等仍然需要被進(jìn)一步提升等問(wèn)題。同時(shí)，在即將到來(lái)的 Under-glass 新技術(shù)方案影響下，指紋識(shí)別方案主流技術(shù)將呈現(xiàn)怎樣走勢(shì)呢？

多種安裝方式爭(zhēng)奪市場(chǎng) 正面識(shí)別眾望所歸　

從當(dāng)前智能手機(jī)來(lái)看，指紋識(shí)別主要有正面、背面和側(cè)面三種安裝方式，隨著智能手機(jī)的發(fā)展，主流的安裝方式會(huì)是哪種?為降低其成本并推廣其應(yīng)用，該識(shí)別方案要如何在兼顧成本優(yōu)勢(shì)的同時(shí)進(jìn)一步提升其性能？

眾所周知，指紋識(shí)別模組安裝在正面更符合人們的使用習(xí)慣，操作也更便捷，但是整機(jī)設(shè)計(jì)難度將加大，需要考慮和兼顧的因素也會(huì)更多，外觀的要求也更高；而指紋識(shí)別模組安裝在背面是最容易實(shí)現(xiàn)的，成本也最低，外觀要求相對(duì)正面方案也較低，因此被華為等手機(jī)廠商所采用，但是用戶的操作體驗(yàn)比正面方案要差。

至于側(cè)面按鍵，匯頂科技在接受采訪時(shí)告訴記者，側(cè)面方案由于技術(shù)性能較差，用戶體驗(yàn)也不好，設(shè)計(jì)難度也不小，因此并不會(huì)成為主流。進(jìn)一步從智能手機(jī)發(fā)展來(lái)看，背面指紋識(shí)別在適應(yīng)手機(jī)加外套和兼容無(wú)線充電方案方面也有更多困難。

邁瑞微總經(jīng)理郭小川也表示贊同，他表示基于技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀和用戶體驗(yàn)，未來(lái)一段時(shí)間側(cè)面指紋識(shí)別都只是作為差異化的方案存在。由此可以看出正面識(shí)別方案以及背面識(shí)別方案先讓更具市場(chǎng)空間，而隨著時(shí)間推移，正面識(shí)別方案由于其良好的用戶體驗(yàn)感將在智能手機(jī)領(lǐng)域獲取最大市場(chǎng)占比，成為指紋識(shí)別主流方案。不僅如此，從指紋識(shí)別在智能手機(jī)上的應(yīng)用發(fā)展也可以看出正面識(shí)別方案趨勢(shì)日漸明顯。

據(jù)郭小川告訴記者：“邁瑞微早在 2014 年底就大批量量產(chǎn)采用正面陶瓷蓋板的 TSV 封裝指紋芯片，但是由于國(guó)內(nèi)市場(chǎng)智能手機(jī)龍頭企業(yè)華為 MATE7 同時(shí)期的熱賣和引領(lǐng)，市場(chǎng)主力都轉(zhuǎn)向背面塑封 COATING 指紋識(shí)別。”

然而正是因?yàn)檫@一市場(chǎng)轉(zhuǎn)變，終端市場(chǎng)對(duì)指紋模組廠商提出了背面塑封 COATING 產(chǎn)品線的強(qiáng)烈需求，因此邁瑞微和匯頂這些首推都是蓋板模組用指紋芯片的公司都增加了背面塑封 COATING 產(chǎn)品線。

不過(guò) 2016 年開始 OPPOR9 的上市引領(lǐng)市場(chǎng)再度從背面 COATING 為主轉(zhuǎn)向正面蓋板為主。從這個(gè)歷史來(lái)看，市場(chǎng)需求自有她內(nèi)在的驅(qū)動(dòng)力，是工業(yè)設(shè)計(jì)需要、技術(shù)發(fā)展、供應(yīng)鏈完善和成本核算等多方面綜合的結(jié)果。面對(duì)復(fù)雜多變的市場(chǎng)形勢(shì)，郭小川提出：“作為上游芯片供應(yīng)商，需要做好兩手都要抓，兩手都要強(qiáng)，才能配合手機(jī)廠商滿足不斷求新求異的需求”。

至此，匯頂科技則總結(jié)出指紋識(shí)別模組未來(lái)發(fā)展的主流方向會(huì)以正面方案為主，而低端方案才會(huì)采用背面方案。他進(jìn)一步提出：“從更長(zhǎng)遠(yuǎn)的趨勢(shì)來(lái)看，用戶體驗(yàn)始終是第一位的，而降低成本的方法也會(huì)越來(lái)越多，因此正面方案的應(yīng)用將會(huì)越來(lái)越廣泛。”

綜上可以看出，無(wú)論是市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下，還是在多種工藝條件下，正面指紋識(shí)別方案均能快速切入市場(chǎng)，滿足市場(chǎng)需求并給指紋模組廠商帶來(lái)良好的效益，因此正面指紋識(shí)別方案將成為市場(chǎng)主流形式。然而由于市場(chǎng)需求并非一成不變，背面指紋識(shí)別仍會(huì)在將來(lái)的低端智能手機(jī)市場(chǎng)占據(jù)一定市場(chǎng)份額，因此指紋識(shí)別廠商只有兩手齊抓，完善前、背面兩條不同的工藝產(chǎn)線才能在競(jìng)爭(zhēng)形勢(shì)已達(dá)白熱化的智能手機(jī)領(lǐng)域跳出重圍，滿足市場(chǎng)需求從而獲取效益。

單芯片支持厚蓋板 差異化封裝更具性價(jià)比

正面指紋識(shí)別方案將成為市場(chǎng)主流已被業(yè)界達(dá)成共識(shí)，目前有多種工藝的正面識(shí)別方案均可滿足市場(chǎng)需求，貼合人類使用習(xí)慣，但在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境下，正面指紋識(shí)別方案的多種蓋板技術(shù)正悄然上演著差異化之爭(zhēng)。就目前來(lái)看，以小米 5 為代表搭載的介電常數(shù)號(hào)稱高于藍(lán)寶石的陶瓷蓋板指紋識(shí)別方案，以及以樂(lè)視 1S 為首例的玻璃蓋板指紋識(shí)別方案更具發(fā)展?jié)摿?，?duì)于這兩種不同蓋板下的指紋識(shí)別方案在工藝和封裝上還有哪些技術(shù)難點(diǎn)呢?

目前，COATING 蓋板方案已經(jīng)被華為、努比亞、vivo、小米等知名終端客戶已廣泛采用，同時(shí)，vivo、魅族、樂(lè)視、金立等一批終端客戶也開始采用玻璃或陶瓷蓋板方案。其中玻璃蓋板方案較典型案例有魅族 Pro 6、樂(lè)視 1s、樂(lè)視 2/2pro/2max 等采用的匯頂科技 175μm 蓋板等;而陶瓷蓋板方案主要有 vivo X7 采用的是匯頂科技 120μm 蓋板。匯頂科技的 175μm 玻璃蓋板方案為業(yè)界樹立了標(biāo)準(zhǔn)，而 120μm 陶瓷蓋板方案也隨著 vivo X7 的成功量產(chǎn)，被認(rèn)為是目前最佳的陶瓷蓋板方案。

對(duì)于工藝上的難點(diǎn)及解決方案，匯頂科技告訴記者：“普通的指紋識(shí)別芯片由于指紋信號(hào)檢測(cè)能力弱，只能穿透 50μm 的 COATING 涂層或 80μm 的陶瓷蓋板，因此需要增加一片懸浮的 floating ground 芯片。”

但匯頂科技利用芯片設(shè)計(jì)和軟件算法的高度統(tǒng)一，以 GF32XX 系列產(chǎn)品單芯片便可支持 COATING 方案，以 GF52XX 系列產(chǎn)品單芯片便可支持 175μm 玻璃蓋板或 120μm 陶瓷蓋板。

通過(guò)提供支持 175μm 玻璃蓋板指紋識(shí)別方案和 120μm 陶瓷蓋板指紋識(shí)別方案，蓋板方案模組的直通率高達(dá) 95%，因此匯頂科技通過(guò)具有單芯片支持厚蓋板的核心獨(dú)創(chuàng)技術(shù)大有替代高光 COATING 指紋識(shí)別方案的之意，從根本上解決陶瓷和玻璃蓋板方案指紋信號(hào)檢測(cè)能力弱的問(wèn)題。

此外，在封裝工藝方面，由于封裝對(duì)指紋識(shí)別模組的成本和良率有所影響，因此許多廠家研發(fā)了多種具有成本效益的封裝方式。蘋果首次倡導(dǎo)的 Trench 工藝，國(guó)內(nèi)匯頂早期也有相應(yīng)的跟進(jìn)方案，不過(guò)目前為止蘋果與匯頂兩家公司都停止了該方案的量產(chǎn)。而 TSV 工藝由邁瑞微在指紋行業(yè)首次推出量產(chǎn)，蘋果緊隨其后跟進(jìn)量產(chǎn)。雖然中國(guó)公司在指紋領(lǐng)域有很多第一，但能讓蘋果跟進(jìn)的技術(shù)也從側(cè)面證明了邁瑞微的技術(shù)實(shí)力。

目前 TSV 在邁瑞微和蘋果公司都是大規(guī)模量產(chǎn)狀況，當(dāng)然兩者銷量沒(méi)有比較性。據(jù)郭小川介紹：“TSV 有很多先進(jìn)性，比如從非技術(shù)角度的工業(yè)設(shè)計(jì)上，如果想做最薄的蓋板模組，TSV 封裝是首選。”

郭小川告訴記者，邁瑞微在封裝上采用了多種靈活的封裝方式來(lái)滿足客戶和產(chǎn)品需求，從 TSV 到各種塑封方式都有，而目前出貨主力是塑封。而這一點(diǎn)也正與匯頂科技不謀而合。，

匯頂科技強(qiáng)調(diào)：“我們的產(chǎn)品會(huì)靈活選擇多種封裝工藝，不會(huì)固定某一種工藝，”其解釋稱：“采用何種具體工藝的根本原因無(wú)外乎是如何提高生產(chǎn)良率來(lái)降低成本以及如何提高產(chǎn)品性能及保障產(chǎn)品品質(zhì)。所以技術(shù)能力是基礎(chǔ)，能否根據(jù)具體應(yīng)用條件選擇不同的工藝方式，從根本上來(lái)講考驗(yàn)的是芯片的信號(hào)穿透能力。”

比如，同樣支持 COATING 方案的芯片，匯頂科技的芯片由于能支持更大的厚度，所以可以去掉 trench 工藝，而且能支持更寬的實(shí)際模組 COATING 厚度誤差，幫助提升模組良率。此外，因?yàn)閾碛行酒蛙浖惴ㄕ祥_發(fā)能力，所以匯頂科技的芯片能適應(yīng)不同工藝的要求，同時(shí)通過(guò)與世界頂級(jí)晶圓及封測(cè)廠的良好合作，從而在品質(zhì)保障、交付及時(shí)和良率等方面十分突出。