[原创] 汇顶科技屏下光学指纹规模商用，中国芯的一次超越

在过去十年的智能手机时代，汇顶科技凭借着在电容触控芯片和指纹识别芯片的独到慧眼和坚持投入，推动公司一步步前进。根据旭日大数据发布的数据显示，今年年初，汇顶科技的指纹芯片出货量已经成功超越了去年国内的出货之冠瑞典名企FPC，成为名副其实的指纹识别之王。公司也在这个超越的过程中，顺利在2016年上市。

汇顶深圳办公室的展台

但在今年上半年，汇顶科技却迎来了业绩大滑坡，据公司财报显示，汇顶科技上半年营收13.88亿元，同比下滑24.45%；净利润1.12亿元。这主要是由两个方面的原因造成的：

一方面，中国手机市场整体出货量同比下降 17.8%，使公司的营运动能受到一定程度的影响；另一方面，公司正在加大新技术和新领域的投入。数据显示，汇顶科技 2018 年上半年研发支出为 3.33 亿元人民币，较 2017 年上半年 2.17 亿元增加 53%，研发开支占销售收入比重为 24%。

面对这种情况，汇顶科技CEO 张帆先生日前在接受媒体访问时表示：“虽然上半年是公司近几年营利下滑最严重的一次，但是我们上半年做成了一件非常有成就感的事，我们推动了屏下光学指纹技术的规模商用”。“在过去这么多年以来，在手机主要新功能的上面，大家看到的都是苹果、三星以及国外的企业引领。然而屏下光学指纹汇顶是领导者。”张帆先生进一步强调。

三次转型： 从追随者到行业龙头

在集成电路领域，中国厂商在过去一直都是追随者。一般都是国外厂商开发了相关技术，然后有中国厂商跟进，再以价格优势抢占市场。但大多数情况下中国厂商只能在低端、低利润的市场混战，无缘高端市场。但汇顶科技的这次屏下光学指纹识别方面的出击，却颠覆了这个“惯例”。

回到2013年，当时苹果公司推出了其新一代手机iPhone 5S。在这款新旗舰上面，苹果破天荒地将之前应用在笔记本和其他场景的指纹识别技术应用到手机，带来了更高级的安全防护和手机解锁方式。这种革命性的创新，也吸引了安卓阵型厂商的效仿。庞大的市场潜力也让众多的芯片厂商投身到指纹识别芯片的研发当中。在他们的共同努力下，接下来的短短几年里，无论是几百元的手机，或者是数千元的安卓机，都搭载了这个功能。在这个过程中，汇顶科技的功劳毫无疑问是最大的。

成立于2002年的汇顶科技最初是从事固定电话芯片的研发。到了2006年，公司基于之前研发电话芯片的经验，开发出了电容触摸按键芯片，这是公司的第一次转型；在接下来的2007年，汇顶科技开始电容屏触控芯片的研发，并顺利在2009年研发出工程样片，2010年国内首家、全球领先的10点电容触摸屏芯片量产成功，2012年成为全球领先的触控芯片供应商这是第二次转型。在这两次转型过程中，汇顶科技顺应时势，抓住智能手机爆发的机会，打破Atmel、 Cypress和Synaptics等美国企业的垄断，一跃成为国内领先的电容触控屏芯片供应商。

据赛迪顾问2014年的统计数据显示，汇顶科技是2014年国内电容屏触控芯片市场前五大厂商中唯一一家大陆企业，市场排名第二，其他企业分别是 Focaltech（敦泰科技）、 Mstar（晨星台湾）、 Synaptics（新突思）和 Cypress（赛普拉斯）， 均为美国和台湾企业。在触控芯片取得优异成绩的基础上，汇顶科技并没有停下创新的脚步，而是谋划第三次转型，于2012年进入移动终端指纹识别芯片研发。

当时的指纹识别芯片市场的龙头是瑞典FPC。凭借着先发的技术优势，当时的FPC是国内几乎旗舰手机的选择。如华为在2014年推出的爆款手机Mate 7用的就是FPC的指纹识别芯片。也就是在这一年，汇顶科技推出了他们的指纹识别芯片产品，并功应用到魅族MX4 Pro。2015年，又被乐视、中兴、vivo和金立等纳为供应商。2015 年度指纹识别芯片和模组收入占公司营业收入的比重已经上升至 23.31%，日益成为公司营业收入的重要组成部分。随着后续的发展，汇顶科技的指纹识别芯片几乎打进了每个国产旗舰手机的供应链，自2017年以来，成为安卓阵营指纹识别解决方案全球第一供应商。

但正如汇顶科技CTO皮波博士所说，从2017年开始，电容指纹已经饱和，公司开始步入了黑暗的时刻。事实上，和过去一样，依托敏锐的战略目光，汇顶科技从五年多前就开始对屏下光学指纹识别技术进行布局。

屏下光学指纹识别： 一场有计划的反超

智能手机过去十年的发展，从电阻屏走向电容屏，从LCD走向LED、从2D屏走向曲面屏、从单摄像头走向双摄像头甚至多摄像头。我们可以看到，每一次的更新，厂商们都在给消费者提供一些创新的体验，屏下指纹识别，则是厂商们瞄准的其中一个发力点。

近年来，全面屏几乎成为所有旗舰手机的标配,为了兼顾全面屏和安全，厂商们想出了屏下指纹识别这种解决方案。具体来说就是为了实现正面前面屏，放弃之前的HOME键方式的解锁方式，通过屏幕玻璃下方“感应”完成指纹识别解锁的过程。按照皮波博士的说法，目前主流的两种屏下指纹识别方案分别是超声波和光学两种。但在他看来，无论是在综合性能上还是成本上，光学都有明显的的优势。

“光学方案比超声波方案有非常大的优势：一方面，光学方案采用了屏体分离的设计，降低了生产成本；另一方面，超声波需要新建工厂去做，这就使得其在面对千万级的出货时，挑战非常大，光学方案采用的是完全成熟的产业链，汇顶科技从五年前开始就已经投入到了光学相关技术的研发中去。”，皮波说。

但这并不代表屏下光学指纹识别方案能够一蹴而就。

正如汇顶科技创始人张帆所说，因为这种方案的指纹传感器是放在OLED屏下方，透光性有限，对指纹传感器的纹路解析要求很高。为了解决这些问题，汇顶科技的研发团队在过去一年投入了大量的人力物力到相关技术的攻关。据张帆介绍，为了提升屏下光学指纹识别方案在如室外阳光照射条件下和干手指等极端使用条件下的性能，汇顶科技已经投入了400多人，围绕光学指纹的光学系统设计、图像传感器和算法三个方面进行研发。从他的描述中，我们可以看到汇顶科技在新技术开发上的艰辛。

张帆回忆道，从指纹匹配算法的改进、曾经有三个月一点进展都没有（18年上半年），大家非常揪心，希望推动问题解决，客户也在催。但经历了一段艰苦的研发之后，汇顶科技终于取得了成功，推出了成熟稳定的屏下光学指纹识别方案。现在无论是从大数据监控，或者是客户评价来看，汇顶新一代的屏下光学解决了大部分问题。在其中还有一项很重要的创新，那就是改变了屏下光学指纹识别方案的构造。

VIVO X23用的就是汇顶的屏下指纹识别方案

“原本的方案需要把光学模组贴在屏下，这样做就会增加生产流程管理以及生产成本。而我们独创的分离式设计是把模组与屏分离，模组直接交给整机厂商，大大减轻了商用难度，降低了生产的隐形成本，广受厂商好评。”张帆说。

在识别时间方面，汇顶的这个方案已经达到0.35秒的解锁速度，即使面对千万级出货也没有问题，且还有进步空间。但这方面主要在于汇顶本身算法的优化以及客户系统的优化。

张帆告诉记者：“汇顶的屏下光学指纹大规模商用的性能表现已经达到电容指纹的水准，通过大数据监测，解锁速度、解锁体验已经和电容指纹一样，对于这项技术的大规模商用我们已经具有了充分的信心。”在这个过程中，汇顶科技也为屏下光学指纹识别技术申请、获得国际、国内专利270多项。他强调。

目前华为、OPPO、vivo和小米也都在屏下光学指纹识别和汇顶有深入的合作，汇顶方面也希望向三星等客户拓展，寻求更多的机会。

智能移动终端、IoT、汽车：汇顶的新征程

汇顶科技除了推动指纹识别方案从电容方案向屏下光学方案过渡外，他们还正在投入3D结构光和TOF的研究，且年底会推出3D结构光的产品，为客户提供多样化的选择。

“虽然多种生物识别技术的组合应用是未来的趋势。但汇顶的优先顺序是屏下光学优先”，张帆强调。

以上都是汇顶在智能移动终端方面的投入。但正如文章开头所说，移动终端市场正在面临下滑的挑战。作为一个善于把握机会的厂商，汇顶科技也正在为他们准备更多的“筹码”，IoT和汽车电子就是他们压下的赌注。

据了解，汇顶现在正在汽车门把手、start engine按键等方面探索使用指纹产品；在汽车触摸屏上使用触控芯片，他们通过这些合作来扩展其的产品线。在物联网方面，汇顶科技也有很多技术的整合。他们对传感器、MCU、低功耗通信和安全技术等方面，都有投入研究，希望能打造有核心技术支撑的平台。

“IoT应用非常广，我们希望建立IoT应用平台，帮助各行各业用户应用这些新的技术为他的客户提供服务”，张帆说。

汇顶收购了德国协议栈技术公司CommSolid

为了打造更强大的物联网产品线组合，汇顶科技在今年早些时候宣布收购了德国协议栈技术公司CommSolid，涉足NB-IoT领域。据了解，该公司提供的半导体蜂窝IP结合汇顶美国的RF团队，能够形成汇顶的核心技术，为日益增长的全球物联网市场提供差异化的蜂窝物联网解决方案。

按照张帆所说，现在的汇顶科技在物联网方面拥有其独特的优势：

首先 IoT是全新的技术，为此汇顶不会在起跑时就输给别人；第二，中国是很大的IoT市场；第三，汇顶在NB 协议栈，RF，安全技术，有竞争力的团队，有独立的研发体系，他们对解决这个领域的技术问题更加有信心。

中国集成电路“第一次”背后的启示

张帆和皮波在受访的时候都提到，汇顶屏下光学指纹识别方案的实现领先于全球的，对于中国集成电路来说，汇顶的这次量产也具有重要的意义：中国芯片首次没有“借鉴”国外产品，而真正独立研发出来的产品。按照他的说法，在这个过程中，创新发挥了很重要的作用。

从张帆方面看来，创新就是在黑暗中摸索，并没有任何诀窍可言，唯一有的是只有不停的做实验，不停的摸索。在这个过程中，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。更可怕的一点，在黑暗中摸索，等待到的也许会是失败。但为了更好地成功，我们需要从各个方面保护“创新”，尤其是知识产权的保护。因为如果没有知识产权的保护，创新是不可能的。

对商人来说也一样，如果巨大的投入不能通过商用产出回报的话，创新的积极性也就会被打击。为此，张帆表示，我们需要更好的保护创新，使之更好地推动产业建设。这样做的话必然会有更多中国工程师和创新型的公司取得更多的成果。

他也强调了奖励在中国集成电路建设中的重要性。

“现在大都是80后的年轻工程师，他们有热情、有能力、为中国的IC设计产业的推动起到了重要的示范作用。公司会对做出重要贡献的研发人员进行大力奖励，肯定他们的卓越贡献，并激励其他团队在更多领域做出更多卓越的产品。”张帆说。

汇顶在接下来的市场竞争中会有怎样的表现？拭目以待！

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