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走过“至暗时刻” 汇顶不止有指纹芯片

—— 走过“至暗时刻” 汇顶迎来“屏下”高光
作者:时间:2018-09-25来源:芯智讯收藏
编者按:在经历过“至暗时刻”之后,汇顶已经事实上成为屏下光学指纹技术的领导者,无论是出货量还是市场占有率都远超对手。然而接下来汇顶还面临几个需要解决的重要问题,屏下指纹的技术方向、何时成本costdown普及到千元机,以及如何成为一个综合性的半导体公司?

  2017年 9月12日,iphoneX正式发布。这一次,苹果给手机行业带来了两项创新:“3D人脸识别”以及“刘海屏”。一个深远的影响是,苹果直接将各大厂商的标配“指纹识别”拿掉了,可能直接影响到各大指纹芯片厂商。但科技董事长张帆先生并不这么认为:苹果没有推出屏下光学指纹,反而给了成为世界冠军的机会。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201809/392241.htm

  屏下光学指纹技术瓶颈,迎来“至暗时刻”

  传统的电容式指纹由于产业链成熟,竞争激烈,目前已经陷入了价格战的红海 。加上2017年手机整体市场增长缓慢,因此指纹芯片在手机的应用也趋于饱和;另外,小sensor的需求带来芯片价格进一步下降。一系列因素对电容指纹全球第一品牌汇顶科技2018年上半年的营收带来冲击。

  由于苹果对于技术的提早布局,安卓阵营的3D传感技术相比苹果至少要晚一年左右。尽管如此,安卓阵营依然如同往年一样迅速追赶苹果的脚步,纷纷开始在旗舰机型中规划版本。有的甚至没有也要做一个外形一模一样的刘海屏。

  2018年汇顶公布了半年报,其上半年销售收入13.88亿元,较2017年上半年的18.37亿元销售收入减少24%;净利润为1.12亿元,较2017年同期的4.82亿元减少76.72%。汇顶科技董事长兼总经理张帆也在日前的一次采访中承认:“上半年是公司近几年营利下滑最严重的一次。”

  在2018年4月投资者交流会议上,张帆表示,净利润下降的一个重要原因是因为2017年公司加大了研发的投入,研发费用达到5.97亿,同比增长93.83%。其研发投入的增长比例远高于营收增长比例。据了解,汇顶的研发人员占比超过89%,可以说是非常纯粹的技术驱动型公司。可以想象,当时汇顶公司上下一定十分煎熬,提前几年重金研发的屏下光学指纹技术能否获得客户认可,要到几个月后才能被市场反馈,而作为上市公司,资本市场则会对企业的净利润变化十分敏感。

  对这一段日子,汇顶科技CTO皮波用一句话概括:“去年这个时候,苹果把指纹拿走了,当时电容指纹也已经饱和,公司要解决屏下光学指纹在极端情况下使用的难题,3D产品离量产还有很长的距离,公司上下都很面临很大压力。经过一年的坚持,我们创造了一个全新的市场。”一年时间过去了,在这一年里,400余人的汇顶屏下光学指纹研发团队平均每天工作至少14、15小时,仅仅一年时间就完成了屏下光学指纹的规模量产商用。

走过“至暗时刻” 汇顶迎来“屏下”高光

汇顶科技CTO皮波(左一)

  “这项技术是在苹果、三星之外由中国企业创新研发并商用成功。做到业界首例对汇顶来说也是一个质变的转折,这场战斗打下来,大家的信心会完全不同。这也是中国半导体产业的进步,大家会更有胆识和信心去创新。”皮波表示。除了技术达到量产标准,成本上相对超声波指纹方案或者3D结构光方案优势明显(屏下光学指纹芯片控制在8美金以下),此外,汇顶的屏下光学指纹方案可以适用于OLED软、硬屏,并且光学指纹模组不需要再贴合到屏上,这大大减轻了商用难度,降低了生产的隐形成本和风险成本。哪怕是损失1%-2%的良率,屏体的成本就会损失巨大,我们的分离设计避免了这一风险。相信未来随着规模的上升,屏下光学指纹的成本将进一步下降,其销售价格也将进一步下降。“2018年的基本目标预计是千万级的出货量。”皮波表示。

  实际上,安卓阵营在尝试了一番刘海屏和人脸识别,最后发现并不受所有用户欢迎。除了vivo一直坚定看好屏下光学指纹技术外,华为等厂商也纷纷在2018年上半年开发屏下光学指纹机型,并将汇顶的屏下指纹技术应用于顶尖旗舰机华为Mate RS保时捷设计上。

  让各大安卓手机厂商重新回归指纹阵营的有两大原因:一方面是随着国产手机研发实力的提升,以vivo、华为、小米、魅族等为代表的厂商已经不再甘心做苹果的追随者。与其在苹果已经布局好的3D传感领域艰难追赶,不如另辟蹊径,寻求突破。

  另一方面则是屏下光学指纹技术获得了重大突破。在2017年的MWC展上,汇顶首次展示了屏下光学指纹的demo机。随后汇顶的研发团队顶着压力解决了极端情况下使用的问题,如室外阳光照射条件下、干手指的挑战。到2018年开始大规模商用的时候屏下光学指纹的性能表现已经达到电容指纹的水准。据介绍,目前屏下指纹的解锁速度和拒真率(FRR)已经大幅提升,从亮屏到解锁仅需0.35秒。

  屏下光学指纹迎来爆发,能否实现全屏幕指纹?

  在经历过“至暗时刻”之后,汇顶已经事实上成为屏下光学指纹技术的领导者,无论是出货量还是市场占有率都远超对手。然而接下来汇顶还面临几个需要解决的重要问题,屏下指纹的技术方向、何时成本costdown普及到千元机,以及如何成为一个综合性的半导体公司?

  第一个问题是屏下光学指纹的技术方向。目前主流的手机品牌大多采用汇顶方案,不管是算法、传感器还是模组,汇顶提供一整套的解决方案。从某种意义来说,这也是国产芯片首次凭自己在没有参照标的情况下进行创新探索。目前,汇顶的屏下光学指纹已经申请、获得国际、国内专利270多项,在屏下光学指纹的技术积累方面处于领先地位。

  汇顶的屏下光学指纹方案能够快速量产,除了自身的投入之外,也离不开客户在早期坚定的支持。如vivo看准屏下光学指纹的方向,为了缩短产品面市时间,与汇顶各自承担一半风险,下风险订单,通过这种方式节省了上市时间。

  通过汇顶自身的的努力以及vivo等国产品牌厂商的支持,这也使得汇顶的屏下指纹迅速获得了市场的认可。

  未来随着屏下指纹方案的不断成熟和价格的下降,渗透率有望快速提升。根据 IHS Markit,预计2019年使用屏下指纹传感器的智能手机出货量至少将达到1亿台,到2020年则进一步翻倍至2亿台,市场空间超20亿美元,有望在未来3年保持高速增长。

  得益于汇顶在屏下指纹市场的先发优势、技术领先性和目前较高的市场占有率,汇顶有望在接下来屏下指纹市场爆发增长当中直接受益。

  除屏下光学指纹,超声波屏下指纹则是另外一个方向。目前高通正在积极布局超声波屏下指纹。超声波技术的缺陷在于必须采用软屏OLED,并且模组需要与屏贴合,整体的系统成本远高于光学式。

  另外,全屏幕指纹也是未来的方向,其优势在于可以在手机屏幕上实现手机盲按解锁。皮波表示,做全屏幕指纹从技术上完全没问题,主要难点反而是成本。要考虑到用户愿意花多少成本来增加全屏幕指纹的功能,因为全屏幕指纹识别对整机设计、电池、成本、性能上都需要综合考虑。

  屏下光学指纹何时成本costdown到千元机?

  第二个问题是屏下指纹何时成本costdown普及到千元机?皮波认为到2019年就可以实现千元机屏下指纹。指纹芯片的成本下降取决于市场、技术以及供应链三方的共同影响,不是由汇顶一家能决定的。不过皮波也表示,目前屏下指纹利润率不错,不代表未来技术成熟后就不能盈利。“关键是我们要聚焦如何发现新的价值点,通过持续创新去为客户创造价值。例如,我们公司毛利率最高的产品,是我们的电话机芯片,所以不是说成熟产品就不能盈利。但是这不是我们公司的终极理想,我们想在爬山过程中享受乐趣。”皮波表示。

  另一个更重要的挑战是从OLED屏转向LCD屏。目前指纹识别芯片厂商都在集中尝试攻克LCD屏下指纹识别技术。对此,皮波表示,目前汇顶在实现LCD屏下指纹的研发方面遇到了巨大的困难,“确实很难,我们的团队是比较喜欢做困难大的东西,如果能翻过这座大山就是大海。”皮波表示。

  汇顶如何成为综合型半导体公司?

  最后一个问题是汇顶如何从一个以人机交互和生物识别产品为主的公司转型为综合性的半导体公司,避免成为“一代拳王”?我们先来看汇顶的传统产品线:包括触控芯片、电容式指纹芯片、屏下光学指纹等,目前也在积极研发3D传感器,其它的产品线还包括心率传感器等。2月26日,汇顶科技在2018世界移动通信大会(MWC2018)上宣布正式进军NB-IoT领域,通过并购全球领先的半导体蜂窝IP提供商——德国CommSolid,加速公司在NB-IoT领域的战略布局。

  对于汇顶来说,虽然近年来加快了物联网技术等新兴领域的布局,但是指纹芯片依然占据营业额的大头。而指纹芯片中电容式指纹业务,仍然占据绝大多数的比例。电容式指纹还将存在多久?会被屏下指纹彻底取代吗?笔者认为,电容式指纹目前无论是从技术还是体验上已经非常成熟,虽然利润率在下降,但在很长一段时间将和屏下指纹、3D传感器技术并存。因此这一块算是汇顶的业务基本盘,短期内不会有太大的变化。

  触控芯片也算是汇顶的传统业务之一,2017年汇顶完成了新一代触控芯片的开发,在AMOLED On-cell市场,以及笔记本应用的大、中型触摸屏市场同样占据技术优势。

  3D传感领域,国内的奥比中光、华捷艾米等厂商先声夺人,相对来说汇顶在3D领域一直比较低调,没有透露过太多信息。皮波认为,去年苹果推出3D后业界都在追捧,但今年风向转向很快。除了因为3D成本很贵,刘海屏外观难看外,最主要的问题还是技术的成熟度面临瓶颈。皮波表示,包括3D、屏下指纹在内的多生物识别方式组合将是未来趋势。汇顶研究3D是长远布局,既不会因为跟风仓促上马,也不会因为目前市场方向变化而轻易放弃。据皮波介绍,目前客户对3D的反映是:成本高、识别率低、功率消耗大。汇顶会针对这几点都会做改进和努力,客户提出这样的要求,我们就会有清晰的目标做得更好。

  NB-IoT算是汇顶新进入的领域,汇顶收购的德国CommSolid是提供协议栈的,同时汇顶自己也在做RF芯片的开发,接下来汇顶会给用户提供SOC整体的解决方案。皮波表示,在IoT领域汇顶将主要聚焦擅长的终端节点这部分,包括:1)传感器(满足数据感知需求)2)低功耗无线(满足短距离数据传输需求)3)MCU的边缘计算4)安全加密(满足数据安全需求,安全会是未来一个重要考量)。虽然IoT市场目前还没有大规模爆发,但是汇顶已经提前布局。

  可以看到,汇顶从来就不是一家躺在功劳簿上的企业,反而勇于走出舒适区去探寻未知。最后可以用汇顶董事长兼总经理张帆的一句话来做总结,“创新就是在黑暗中摸索,没有诀窍,只有不停的做实验,不停的摸索。需要有远大的目标和战略,通过时间、人、资金的投入,持续吃苦。”



关键词: 汇顶 3D结构光

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