指纹模组产业分析

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     指纹识别功能切合用户的痛点。手 机上一项新功能历经考验成为标配，关键在于要切中用户痛点。摄像头、触摸屏、大屏化等成为手机标配都说明了这一点。指纹识别既迎合移动智能设备对安全性要 求更高的痛点，又满足用户使用便捷性需求。今年是指纹识别市场元年，明年将有更多搭载指纹识别的手机面世，市场将全面爆发。

     我们对指纹识别行业趋势作出判断：1）移动终端应用上，按压式指纹识别方案会是主流；2）指纹识别置于正面才能有更好的用户体验；3）IFS可能成为Android手机搭配指纹功能的主流方式之一；4）触控IC打入一线手机客户的厂商，其指纹识别产品也更容易打入一线客户。

     从苹果的指纹识别芯片拆解图分析其所需封装工艺。我 们从著名拆解网站Chipworks对iPhone5S的指纹识别芯片的拆解所得到的芯片layout，可以看出在die的上下边缘都各有一个“暗色”区 域，实际上那是被部分深反应刻蚀形成的“深坑（trench）”，通过RDL工艺，将Pad置于trench内，用于打线（wire bond）使指纹芯片与载板相连，后续再做SiP及模组组装等工作。

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     国内指纹识别厂商的产业链。据我们研究分析，国内汇顶、思立微、敦泰等的按压式指纹识别芯片制造产业链大致可归纳为：芯片电路方案和算法设计—芯片代工—封装（trench、RDL、wire bond、SiP）—模组。

产业链各环节的成本占比及封测+模组加工市场规模估算。指 纹识别模组主要由芯片、蓝宝石、金属环、软板、载板等组成，类似苹果、汇顶等用蓝宝石做保护层的指纹识别模组的成本大概10-13美元。综合我们产业链调 研结果，我们估算了蓝宝石做保护层的指纹识别模组的成本结构，其中封测+模组加工费占整个指纹识别模组成本的15%左右，由此估算出2015/2016年 全球应用于智能手机的指纹识别芯片的封测+模组加工费的市场规模为6.19/14.65亿美元。

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     回 顾这20年手机的发展历史，一次又一次的变革，无论是从造型还是功能都有了翻天覆地的变化，受用户追捧的手机品牌也历经多次洗牌。仔细分析手机的发展历 史，我们发现一项新功能历经考验成为标配，关键在于要切中用户痛点。摄像头、触摸屏、大屏幕等成为手机标配都说明了这一点。指纹识别既迎合了移动智能设备 对安全性要求更高的痛点，又满足用户使用便捷性的需求。今年是指纹识别市场元年，已经有数款智能手机继苹果后附带指纹识别功能，明年将会有更多搭载指纹识别的手机面世，市场全面爆发。

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指纹识别行业趋势的判断如下：

1） 移动终端应用上，按压式指纹识别方案会是主流；

2） 指纹识别置于正面才能有更好的用户体验；

3） IFS可能成为Android手机搭配指纹功能的主流方式之一；

4） 触控IC打入一线手机客户的厂商，其指纹识别产品也更容易打入一线客户。

我 们从著名拆解网站Chipworks对iPhone5S的指纹识别芯片的拆解所得到的芯片layout，可以看出在die的上下边缘都各有一个“暗色”区 域，实际上那是被部分深反应刻蚀形成的“深坑（trench）”，通过RDL工艺，将Pad置于trench内，用于打线（wire bond）使指纹芯片与外界相连。之所以将Pad做在trench内再打线，而不是直接在表面做Pad打线与外界相连，是因为这样可以不占用表面的空间， 以使得指纹信号感测芯片与蓝宝石片直接键合，从而最小化手指指纹和感测芯片的距离，为芯片提供更强的电容信号。苹果指纹识别芯片做完RDL后，由日月光完 成wire bond以及SiP模组的制作。

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    据我们调查研究所知，国内已开始量产的指纹识别厂商汇顶和思立微，它们 当前所采取的制造方法与苹果的方法基本类似，产业链所需要的工艺也基本与苹果类似。所以从当前来看，按压式指纹识别芯片的产业链基本可归纳为：芯片电路方 案和算法设计——芯片代工——封装（trench、RDL、wire bond、SiP）——模组。其中模组还包括芯片与蓝宝石保护盖板、驱动金属环、软板等的组装。

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   指纹识别模组主要由 芯片、蓝宝石、金属环、软板、载板等组成，类似苹果、汇顶等用蓝宝石做保护层的指纹识别模组的成本大概10-13美元。综合我们产业链调研结果，我们估算 了蓝宝石做保护层的指纹识别模组的成本结构，其中，封测+模组约占模组总成本的15%左右，由此估算出2015/2016年全球应用于智能手机的指纹识别 芯片的封测+模组加工费的市场规模为6.19/14.65亿美元。

1.指纹识别提供完美体验，迎合用户痛点

1.1 一项新功能要成为智能移动设备的标配，关键在于切中用户痛点

从 20世纪90年代起，手机逐渐走入普通民众的日常生活，随着生活水平的提高和科技的发展，手机早已从最初的奢侈品发展到了现在人手一部的必备消费电子产 品。回顾这20个年头手机的发展历史，一次又一次的变革，无论是从造型还是功能都有了翻天覆地的变化，受用户追捧的手机品牌也历经多次洗牌。我们认为一项 新功能历经考验成为标配，关键在于要切中用户痛点。摄像头、触摸屏、大屏幕等成为标配都说明了这一点。

Ø 摄像功能迎合了手机用户随时随地拍照、随时分享等痛点。根据ZDC统计数据显示，目前中国手机市场在售的千余款产品中，双摄像头机型超过800款，占据八成以上比重。而用户对手机摄像的需求也促使手机摄像头像素不断提升。

Ø 手 机在经历了“大哥大”、蓝屏手机、普通直板手机、全键盘手机，发展到现在的触屏智能手机。触摸屏幕的最大优势在于直接点击的交互方式，通过手指的点击，实 现信息界面的跳转。它更加直接，更加方便，仿佛让我们回到了最初的状态，点击即操作，无论是老人还是小孩，操作起来都是简单的，容易学习的。根据ZDC调 查结果，80%以上用户支持触摸作为手机输入方式，这一方式解决了信息输入完美体验的痛点，得以成为智能移动设备标配。

Ø 而 屏幕大屏化解决了移动智能终端海量信息摄取的痛点。比如用大屏在地图上进行导航，可看到地图上更多的地点，省去了不少缩放移动的操作，这是一种方便；或者 在观看电影、阅读书籍、与朋友分享照片时，大屏拥有得天独厚的优势，甚至有不少用户表示，习惯了大屏以后，很难再适应小屏的使用。这些都使得智能手机大屏 化成为趋势。

1.2 指纹识别切中痛点：信息安全+移动支付

到2014年6月，我国手机网民规模达5.3亿，占总网民数83.4%。手机所承载的用户信息越来越多，移动互联网在改变人们的上网方式，提供便利的同时，其潜在的不安全性也埋下了地雷。

指纹的唯一性，为手机筑起一座防火墙

Ø 在移动社交方面：尼尔森网联的调查显示，移动用户中60.2%的人在使用社交媒体软件。例如微博、微信等新型社交应用的实时在线功能，让人们的沟通变得更方便，而其中存在着用户大量的亲友信息资料；

Ø 移 动办公方面：IDC相关调查数据显示，82.0%的中国员工会将自己的智能手机用于工作中；会把平板电脑用于工作的占35.0%。人们使用智能手机来收发 邮件，阅览文件等，手机可以轻易进入顾客名单、招标书等机密文件中，这些信息轻易被他人获得对个人和企业都将造成巨大损失。移动办公为企业和员工带来极大 的便利和效益同时无形中埋下了安全隐患

Ø 移动支付方面：手机银行大大方便了人们的生活，越来越多的人采用智能手机进行手机购物。指尖的按动便可完成资金的转出，这也令人对财产安全产生担忧；

解决用户对于智能移动设备信息安全的痛点刻不容缓，指纹识别是将安全性与便捷性的完美融合，在既迎合了移动智能设备对安全性提出的更高要求的同时，又满足用户使用便捷性的需求。

指纹识别是移动支付重要的一环

现在除HTC、三星、苹果在移动终端上应用了指纹识别这一技术外，支付宝这类互联网服务也跟上了这股浪潮，指纹识别开始离移动支付更近了一步。在移动支付中，指纹替代了传统支付的PIN码，为移动支付保驾护航。

在 今年9月苹果发布Apple Pay，既支持线上支付，也支持NFC近场支付。线上支付可以实现“一键完成”，不再需要输入信用卡信息和地址等，通过 Touch ID，用户可以凭指纹来轻松确认支付。而NFC近场支付，也无需密码等任何信息，只要将具备NFC功能的手机或智能可穿戴设备靠近POS机(具备近场支付 功能)，通过指纹确认即可。

1.3搭载指纹识别功能的手机陆续出现，明年将是爆发年

2013 年苹果以引领市场的姿态率先采用指纹识别技术，iPhone 5S的指纹解锁功能一经推出便深受用户欢迎。苹果Touch ID的成功引起了其它终端品牌厂商效仿，三星、HTC、华为、魅族等大品牌厂纷纷将指纹识别功能引入其高端机型中，而苹果也在其iPad系列新产品中搭载 指纹识别模块。

随着技术的发展，目前已经有多家设计公司提供成熟的指纹识别解决方案。苹果公司Touch ID识别的方便性、准确性、稳定性已经经历了用户使用考验。其按压式指纹识别是360°的，不需要用户把手指摆正，再从上往下滑动手指，只需要把手指很随 意的放上去，几乎都可以被识别。

目前瑞典指纹识别解决方案商FPC及国内汇顶科技、思立微等公司均已有按压式指纹识别解决方案。据我们了解，华为Mate 7使用的是FPC提供的指纹识别产品，魅族MX4 Pro将使用汇顶指纹识别产品。

一方面，迎合了用户的痛点，满足客户对信息安全和移动支付的需求，另一方面随着技术的发展成熟，成本的降低，我们预计可明年搭载指纹识别功能的智能移动设备将会爆发，让我们拭目以待。

2. 指纹识别行业趋势判断

2.1 移动终端应用上，按压式指纹识别方案会是主流

指纹识别传感器根据信号采集方式可分为划擦式（Swipe）和按压式（Area）。在iPhoen5S推出之前，之前应用在笔记本电脑、手机上的指纹识别基本上采用划擦式采集方式。

     划 擦式指纹识别，需要手指从传感器上方划过，系统对手指划过时采集到的每一块指纹图像进行快照，这些快照再进行拼接，才能形成完整的指纹图像。划擦式采集方 式的优点是传感器可以做的小，降低成本，但是缺点也非常明显，在识别过程中手指滑动的速度、力度都会影响指纹的采集，甚至手指的偏左或偏右都会对识别造成 困难。所以划擦式指纹识别传感器的用户体验性一般。

按压式指纹识别，只需轻轻放置一次手指，传感器会采集多次图像， 与HOME按键的整合更显自然。iPhone 5S以及新推出的6、6plus、iPad air 2/mini 3等苹果产品应用的都是按压式指纹识别传感器，并通过其增强算法，达到360度的效果，不需要用户把手指摆正，只需把手指随意放上去，几乎都可以被识别。 按压式指纹识别非常符合人的行为习惯，有很好的用户体验，且通常识别率也较高，非常适合在手机、平板等对指纹识别使用频繁的终端应用。所以我们认为，按压 式指纹识别方案会是智能移动终端应用主流。

当前除了苹果的智能手机和平板携带的是按压式指纹识别外，最新出的华为Mate 7也带按压式指纹识别功能。

2.2 指纹识别置于正面才能有更好的用户体验

在已发布的带指纹识别的手机中，有置于正面与HOME键结合的，也有置于背面摄像头下方的。

指纹识别功能置于正面，一般是与HOME键结合，这样做最大的好处就是不用培养用户新的习惯，再结合按压式功能的话，用户几乎不需要附加的行为动作就能将手机解锁。如果置于背面的话，指纹识别模块是单独存在的，需要用户培养新的习惯，所以用户体验性略逊一畴。

由 于很多Android系统手机并没有HOME实体键，所以对于Android手机来说，指纹识别传感器置于正面是有难度的。解决此问题的方法有二种：一是 为了搭配正面指纹识别，即使会破坏手机美观，但是不得不要在正面开孔做实体HOME键，这使得手机ID设计面临难题；二是使用类似汇顶今年9月新推出的 IFS方案，将指纹识别传感器做在手机盖板玻璃下面，这也是我们下面要讨论的另一个趋势。

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2.3 IFS可能成为Android手机搭配指纹功能的主流方式之一

苹 果手机的指纹识别与HOME键结合，美观且体验性好，但这种位置并不适合Android手机，因为多数Android手机带的都是虚拟的HOME键。目前 已经面世的带指纹功能的Android手机，除了三星外，其他几乎都是置于背面的，比如HTC one max/HUAWEI Mate7，以及刚发布的OPPO N3等，它们的指纹识别传感器都位于手机背面，以单独功能模块存在。如果要将指纹识别功能置于正面与HOME键结合，以达到更好的使用体验，就必须开孔， 改变之前的ID设计。这对于Android手机厂商来说，是一个不对不面对的难题。

一方面是为了解决上述难题，另一 方面也是为了避免专利问题，汇顶在今年9月份推出了IFS（Invisible Fingerprint Sensor）技术，即“隐藏于触控面板下面的指纹识别技术”。这种技术是在Android手机触控键的位置，将指纹识别传感器直接置于触控面板TP的下 面，这将更容易进行ID设计，更易生产，成本也更低。汇顶的这项IFS技术是与重量级触摸屏厂商TPK共同研发的。我们认为，IFS可能成为未来 Android手机的主流方式之一。

由于手机玻璃盖板较FPC等指纹厂商的coating方案中使用的的陶瓷薄膜要厚得多，所以检测信号更弱，驱动信号也弱了。这就要求提升驱动IC的信噪比，而且对软件算法要求更高。

需要注意的是，IFS技术的指纹识别难点之一是要与TPK一起解决与TP贴合在一起的良率等问题，模组与TPK等触摸屏厂商一起完成，所以可能跟目前外挂式指纹识别的产业链不同，将不存在触摸屏厂之外的模组厂商组装环节。

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2.4 触控IC打入一线手机客户的芯片厂商，其指纹识别产品也更容易打入一线客户

首先从原理上，触控IC和指纹识别芯片有相似之处，它们利用的都是电容式信号感测原理，最大的不同就是指纹识别芯片检测到的信号更弱，驱动信号也更弱，需要提升驱动IC的信噪比，软件算法的know how也更加重要。

目前应用极为广泛的投射电容式触摸屏依靠的是自电容或互电容原理。以互电容为例，两组电极交叉的地方会形成电容，手指触摸电容屏时会影响触摸点附近两个电极之间的耦合，改变两个电极间的电容量。根据触摸屏二维电容变化量数据，可以计算出触摸点的坐标。

指 纹识别传感器目前在智能移动终端上应用最广的是电容式的。其基本原理如下图所示，手指构成电容的一极，另一边一个硅的传感器阵列构成电容另一极，通过人体 带有的微电场与电容传感器间形成微电流，指纹的波峰波谷与感应器之间的距离形成电容高低差，从而描绘整个接触面的指纹图像。其原理从根本上是与触控IC类 似的。

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正在是由于触控IC和指纹识别传感器原理上的相似，所以我们看到，国内很多的指纹识别芯片厂商都是触控IC起家的，比如汇顶、思立微、敦泰、集创北方、比亚迪等触控IC厂商都在布局指纹识别芯片，其中汇顶、思立微已经率先推出各自的按压式指纹识别芯片，并已开始量产。

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另外因为指纹识别芯片和触控芯片的目标客户也都同为手机厂商，所以前期在触控芯片方面有较好的客户积累，将为指纹识别芯片提供较好的认证和销售渠道。

3. 指纹识别产业链分析及推荐标的

3.1 从芯片拆解分析苹果指纹识别芯片的产业链

苹果的iPhone 5S以及今年刚发布的iPhone6/plus/iPad air2/iPad mini 3等苹果产品所带的指纹识别传感器，皆为其在2012年7月所收购的AuthenTec所设计的方案。

  我 们从著名拆解网站Chipworks对iPhone5S的指纹识别芯片的拆解所得到的芯片layout，可以看出在die的上下边缘都各有一个“暗色”区 域，实际上那是被部分深反应刻蚀形成的“深坑（trench）”，通过RDL工艺，将Pad置于trench内，用于打线（wire bond）使指纹芯片与外界相连。之所以将Pad做在trench内再打线，而不是直接在表面做Pad打线与外界相连，是因为这样可以不占用表面的空间， 以使得指纹信号感测芯片与蓝宝石片直接键合，从而最小化手指指纹和感测芯片的距离，为芯片提供更强的电容信号。苹果指纹识别芯片做完RDL后，再由日月光 完成wire bond以及SiP模组的制作。

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这种做“深坑（trench）”的工艺与Shellcase-WLCSP的深槽刻蚀工艺类似，所以我们才看到，苹果的指纹识别做trench+RDL的工艺在台湾精材和苏州晶方进行，它们都是获Shellcase授权的WLCSP封装厂商。

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3.2 具trench+SiP模组一体化制造能力的封测企业将胜出

据 我们调查研究所知，国内已开始量产的指纹识别厂商汇顶和思立微，它们当前所采取的制作方法与苹果的方法基本类似，产业链所需要的工艺也基本与苹果类似。所 以从当前来看，按压式指纹识别芯片的产业链基本可归纳为：芯片电路方案和算法设计——芯片代工——封装（trench、RDL、wire bond、SiP）——模组。其中模组还包括芯片与蓝宝石保护盖板、驱动金属环、软板等的组装。

封装和模组是产业链后段部分，其中trench和SiP技术是关键，同时具备这两项技术的厂商，将具有垂直一体化的制造能力，简化组装流程，降低成本。我们认为同时具备trench+SiP模组一体化制造能力的封测企业将胜出。

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3.3 封测+模组环节价值量分析

指纹识别模组主要由芯片、蓝宝石、金属环、软板、载板等组成，类似苹果、汇顶等用蓝宝石做保护层的指纹识别模组的成本大概10-13美元。综合我们产业链调研结果，我们估算用蓝宝石做保护层的指纹识别模组的成本结构如下图：

对于A股投资来说，弹性最大的除了芯片设计，就是封测+模组组装环节。

芯片设计环节国内主要有汇顶科技（已公布招股说明书，正在排队等待A股IPO）、思立微（即将在香港IPO的格科电子占思立微50%股份）、敦泰（台股上市）、集创北方、比亚迪微电子等公司，目前没有直接与指纹识别芯片设计直接相关的A股已上市公司。

在芯片制造环节中，汇顶、FPC等指纹识别厂商是在中芯国际（0931.HK），但这块业务对于SMIC来说占比太小。蓝宝石和金属环等环节面临的也是对公司弹性不大的情况。

在产业链上的封测和模组环节对于相关公司弹性较大，A股相关公司有华天科技、晶方科技、硕贝德、长电科技，他们将来都有可能做封测+模组垂直一体化布局。下面我们对封测+模组加工费的市场规模进行预测。

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根据前述分析，我们做如下假设：

1、 以带蓝宝石的按压式指纹识别模组为计算基础，模组成本约11美金；

2、 封测+模组组装的费用在蓝宝石成本中占15%，即1.65美金；

3、 假设2015/2016年全球智能手机出货量为12.5/14.8亿部，按压式指纹识别渗透率为30%/60%。

则 2015年全球应用于智能手机的指纹识别芯片的封测+模组加工费的市场规模为：12.5*30%*1.65=6.19亿美元，约为38亿元人民 币；2016年全球应用于智能手机的指纹识别芯片的封测+模组加工费的市场规模为：14.8*60%*1.65=14.65亿美元，约为89亿人民币。

附录：指纹识别芯片厂商分析——百家争鸣，各有千秋

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