2013年蘋果推出了iphone5S,第一次在手機(jī)上加入指紋應(yīng)用，其中第一個(gè)應(yīng)用就是指紋解鎖。隨后支付寶、微信支付開始逐漸支持指紋驗(yàn)證。隨著指紋芯片逐漸成為入門級(jí)智能手機(jī)標(biāo)配，如何提供高性價(jià)比的方案成為業(yè)界關(guān)注焦點(diǎn)。近期360手機(jī)F4推出的指紋手機(jī)更是打破了600元價(jià)格線，成為最便宜的指紋手機(jī)之一，市場(chǎng)急需高性價(jià)比的指紋芯片出現(xiàn)。
在FPC、匯頂、新思等廠商占據(jù)指紋芯片市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)地位的情況下，來自成都的指紋芯片廠商費(fèi)恩格爾提出要做指紋芯片行業(yè)的“性價(jià)比之王”，費(fèi)恩格爾CEO黃昊直言，費(fèi)恩格爾的指紋芯片價(jià)格是目前市場(chǎng)上最具有競(jìng)爭(zhēng)力的價(jià)格，沒有“之一”。
指紋芯片競(jìng)爭(zhēng)進(jìn)入性價(jià)比時(shí)代
黃昊認(rèn)為，手機(jī)品牌對(duì)于指紋識(shí)別的認(rèn)知經(jīng)歷了幾個(gè)階段。一開始是高端旗艦機(jī)型采用，當(dāng)時(shí)滿足的是“有和無(wú)”的問題。到了第二階段，開始對(duì)指紋芯片的性能、測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)有了更高的要求。到了今天，在入門級(jí)手機(jī)也開始標(biāo)配指紋識(shí)別功能的當(dāng)下，終端品牌開始進(jìn)入追求性價(jià)比的階段。
“在業(yè)內(nèi)，芯片公司成本線是15~20%毛利，有些公司也許會(huì)接低于15~20%毛利的訂單，雖然表面上看起來是盈利，但實(shí)際上企業(yè)是虧損的。也就是說，行業(yè)大洗牌勢(shì)在必行。一旦價(jià)格戰(zhàn)開打，很多指紋芯片廠商會(huì)立刻觸及底線。” 黃昊認(rèn)為，指紋芯片領(lǐng)域的門檻較低，因此第一波進(jìn)入指紋領(lǐng)域的企業(yè)魚龍混雜，最開始只要能做出東西來就能賣出去。到了第二波拼性能的時(shí)候，對(duì)于指紋芯片原廠來說，主要拼兩點(diǎn)：一是跟算法匹配的最小識(shí)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(jìng)爭(zhēng)階段，行業(yè)將面臨一輪新的洗牌。
如何做到更高性價(jià)比？
拼價(jià)格的關(guān)鍵就是看本身芯片設(shè)計(jì)技術(shù)上是否有獨(dú)到的共性價(jià)比方案，黃昊表示，費(fèi)恩格爾的優(yōu)勢(shì)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(jié)構(gòu)傳感器+自有算法+晶圓制程工藝上的優(yōu)勢(shì)+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(fèi)恩格爾在現(xiàn)有設(shè)計(jì)架構(gòu)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(duì)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封裝未來成本在0.1美金左右；
2.因?yàn)闆]有采用trench和tsv，提供給模組廠的芯片顆粒在不做cp和ft的情況下，直通率可以達(dá)到99%。本身 芯片的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)流程控制的比較好，因此對(duì)模組廠來說也是一個(gè)很好的成本控制。從顆粒測(cè)試方面來說，因?yàn)轭w粒測(cè)試在目前會(huì)給模組廠較大的機(jī)臺(tái)壓力或普工壓力，這就幫模組廠做了成本控制； 3.費(fèi)恩格爾自主研發(fā)了的小面積算法，是向蘋果的算法靠攏。因此，費(fèi)恩格爾的芯片面積可以做到96x96，這是業(yè)界默認(rèn)能提供良好使用體驗(yàn)的最小面積。同時(shí)，費(fèi)恩格爾的芯片在一個(gè)8寸晶圓上能切出800顆以上。
費(fèi)恩格爾的指紋芯片信號(hào)穿透力強(qiáng)，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(jìng)爭(zhēng)對(duì)手一樣性能。在工藝設(shè)計(jì)上，費(fèi)恩格爾采用獨(dú)特的設(shè)計(jì)架構(gòu)，而不是采用Authen tec和FPC那樣的adc放大器架構(gòu)。指紋識(shí)別芯片現(xiàn)階段的難點(diǎn)在于寄生信號(hào)的消除，解決這一難點(diǎn)不光需要自身設(shè)計(jì)有長(zhǎng)時(shí)間的經(jīng)驗(yàn)積累，更需要半導(dǎo)體廠的技術(shù)工藝支持。另外，費(fèi)恩格爾一律單芯片封裝，芯片整體成本估計(jì)是友商的1/2。而像熄屏喚醒、指紋拍照、干濕手指自適應(yīng)等基本功能都應(yīng)有盡有。
“我們的通過率在保證優(yōu)良的情況下保證最小陣列的用戶體驗(yàn)；跟競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手競(jìng)爭(zhēng)的比對(duì)速度小于0.2秒”，黃昊表示，業(yè)界普遍認(rèn)為純電容的傳感器無(wú)法達(dá)到很高的靈敏度，但是費(fèi)恩格爾通過研究認(rèn)為，純電容也可以達(dá)到主動(dòng)一樣的靈敏度?？梢蕴綔y(cè)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(dá)到探測(cè)電容。
在軟件支持方面，費(fèi)恩格爾提供對(duì)Android6.0原生系統(tǒng)以及定制系統(tǒng)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(fèi)恩格爾軟件應(yīng)用接入總監(jiān)楊智鵬表示，目前在主流的手機(jī)平臺(tái)，如高通、MTK、展訊軟件都已調(diào)通，下一步將針對(duì)X86平臺(tái)。
目前，費(fèi)恩格爾與蘋果指紋模組供應(yīng)商之一的晶方科技結(jié)為戰(zhàn)略合作伙伴，主要以coating方案為主，同時(shí)也獲得了芯片封測(cè)廠商華虹的大力支持，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(cè)，特點(diǎn)是加入心率檢測(cè)。另外一個(gè)是正在開發(fā)的FPS1498，特點(diǎn)是芯片上會(huì)有蓋板集成，這是跟封裝供應(yīng)商共同開發(fā)的封裝技術(shù)，所以稱為Cover soc。未來提供的是已經(jīng)有玻璃蓋板的解決方案?，F(xiàn)階段能支持的最大尺寸是12.1寸。”黃昊表示，費(fèi)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(cè)檢測(cè)透光率。
指紋識(shí)別專利競(jìng)爭(zhēng)，升壓調(diào)制與純電容路線
除了價(jià)格之外，指紋芯片的核心競(jìng)爭(zhēng)也包括專利及算法。由于越來越多的中國(guó)手機(jī)終端品牌進(jìn)入海外市場(chǎng)，因此非常關(guān)注專利的問題。雖然電容式指紋傳感器及專利早在20年前就已經(jīng)存在，但其穿透能力比較弱，不能滿足現(xiàn)今的手機(jī)應(yīng)用。為了提高指紋傳感器的穿透能力，各指紋傳感器設(shè)計(jì)公司都是在原有電容傳感器專利的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)并申請(qǐng)專利。
2013年，蘋果申請(qǐng)專利，開創(chuàng)浮地高壓驅(qū)動(dòng)/調(diào)制電路先河。于是新思和IDEX采用ASIC芯片來處理信號(hào)，繞開蘋果的專利。但是這種方式難以實(shí)現(xiàn)陣列傳感器，像素布線精度不夠，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，但也帶來了功耗多的缺點(diǎn)。另外，有些人對(duì)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商主要有思立微、信煒等。
純電容技術(shù)的源頭來自于上世紀(jì)80年代的平板電容原理。由于已經(jīng)過去20年，該技術(shù)專利目前已經(jīng)過期，成為公用專利，因此不存在專利侵權(quán)的風(fēng)險(xiǎn)。純電容式技術(shù)使用電荷泵結(jié)構(gòu)的單芯片設(shè)計(jì)，不需要使用外圍驅(qū)動(dòng)芯片配合來消除寄生電容，也可以不帶金屬環(huán)。目前采用純電容式技術(shù)的芯片廠商主要有費(fèi)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(duì)的，該技術(shù)對(duì)半導(dǎo)體工藝及傳感器設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的要求較高。費(fèi)恩格爾與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手有兩大差異化特點(diǎn):公司在芯片設(shè)計(jì)上采取了新型的結(jié)構(gòu)方法,擁有自主發(fā)明專利。
