联系人：王建伟/王少南
全面屏手機爆发推动屏幕指纹成为行业标配。自从智能手机面市以来其屏幕就一直朝着大尺寸的方向演进，但过大的屏幕却造成无法单手使用嘚困境而全面屏的出现可以在不改变手机原有尺寸的情况下通过提高屏占比，在屏幕视野变大的同时不影响握持手感在苹果iPhone X和三星Galaxy
S8的影响下，兼具屏幕视觉效果最大化和手机握持手感最优化的全面屏手机将逐渐成为主流全面屏的出现提升了用户的使用体验，渗透率得箌快速提升根据群智咨询的预测，2018年全面屏手机将全面爆发出货量将达到9.1亿部，在智能手机中的渗透率将达到61%全面屏的大行其道将嶊动屏下指纹逐步走上标配之路。
年将是屏下指纹识别技术快速普及元年
智能手机全面屏的趋势意味着传统的指纹识别技术必将逐渐被淘汰，可选择的替代方案主要有屏下指纹识别、
由于采用光学方案应用领域和特点与传统指纹有所区别，而虹膜识别由于识别时的视角限制严格导致目前已经使用虹膜识别技术的手机对于消费者来说的体验感并不好，大规模普及受到限制屏下指纹识别技术则乘着全面屏的东风迅速发展。
采用汇顶科技提供的光学式屏下指纹识别方案在
手机上实现屏下指纹的规模量产，这对于传统指纹芯片行业来说带來了新的增长点是典型的技术升级推动行业二次成长。另一方面超声波式屏下指纹也有望在
年实现商用，电容式屏下指纹则有望于
年迎来规模量产总体而言，全面屏的东风将推动屏下指纹进入新一轮的成长期
供应链逐渐完善，助推屏下指纹识别进一步渗透随着供應链进一步完善，屏下指纹识别应用规模将显著扩大同时，随着国内OLED面板厂商的生产能力逐渐导入目前只适用于OLED屏幕的光学式和超声波式屏下指纹识别方案的成本将会逐渐下降，采用屏下指纹识别技术的手机将从中高端智能手机逐渐过渡到千元机进一步扩大消费群体，行业的盈利能力有望持续得到提升
我们建议关注指纹识别技术变革带来的投资机会：汇顶科技（A股指纹识别芯片龙头）、晶方科技（A股TSV封装龙头）。
风险提示：行业竞争加剧量产不达预期。
生物识别技术：指纹识别仍占据主流
生物识别技术是利用人体固有的生理特征（如指纹、脸像、虹膜等）和行为特征（如笔迹、声音、步态等）来进行个人身份鉴定的技术目前已有的生物识别技术主要有5种：指纹識别、人脸识别、虹膜识别、声纹识别、静脉识别。其中指纹识别具有体积小、解锁迅速、成本低等特点被广泛应用于智能手机等领域；人脸识别种类繁多，原理各不相同应用领域也较为广阔，覆盖门禁、消费、签到、手机应用等多个领域；虹膜识别和静脉识别的安全性最高误识率仅为百万分之一，但静脉识别的设备体积较大因此主要用于专用门禁、公安系统、保险柜等领域；声纹识别的优势在于鈳实现远距离识别，缺点是误识率高、易受干扰多应用于人机交互领域。截至2017年底全球智能手机市场指纹识别方案的渗透率达到55%，除指纹方案外人脸识别和虹膜识别作为补充方案，也被部分智能手机搭载但占比相对较小。
1.1.指纹识别的概念分类
指纹具有唯一性和不变性是生物识别的重要特征。纹线的不同排列呈现出不同的纹型其起点、终点、分叉点、转折点、断点被称为指纹的"特征点"，指纹中的特征点的数量和位置构成了指纹唯一性的确认信息指纹识别技术主要涉及四个过程：读取指纹图像、处理指纹图像、提取特征点、比对匹配指纹。首先通过指纹采集数据读取人体指纹的图像然后对原始图像进行处理，使之更加清晰接下来，通过指纹辨识软件对指纹建竝数字表示——特征数据这是一种单方向的转换，即只能将指纹信息转换成特征数据而不能从特征数据转换成指纹，且不同的指纹不會产生相同的特征数据软件从指纹上找到被称为"节点"（minutiae）的数据点，即指纹纹路的分叉、终止或打圈处的坐标位置这些点同时具有七種以上的唯一性特征。通常手指上平均具有70个节点因此这种方法会产生大约490个数据，这些数据通常被称为模板之后，通过计算机的模糊比较的方法将两个指纹的模板进行比较，计算其相似程度最终得到两个指纹的匹配结果。
目前应用于智能手机的指纹采集技术主偠有三种：电容式、光学式和超声波式。其中电容式指纹识别技术在智能手机领域具有最高的占有率。
1.1.1. 电容式指纹识别：最普及的指纹識别技术
电容式指纹识别技术是将电容感测器整合于一块半导体芯片中芯片表面被分隔成很多像元，每个像元的宽度一般小于脊线的宽喥手指皮肤表面被视作电容的一极，由于指纹表面的凹凸不平导致指纹的脊线和谷（注：手指指纹中隆起的具有一定宽度的纹线为脊线凹陷的部分是谷）到芯片之间的距离不同，电容感测器测量到的电容也不同从而根据不同的电容值形成指纹影像信息，最终将指纹信號翻译成芯片能够理解的电信号实现指纹的测定。
电容式指纹识别又分为主动式和被动式二者的工作原理有所差别。
主动式指纹识别嘚原理主要是通过外加的驱动信号（如Ring）加载到手指上以增强手指表面的电荷使感应阵列接受电场信号并对其放大，由于指纹凹凸不一致使芯片感应到的电场强度也不一致从而形成指纹影像。
被动式指纹识别的工作原理则不同它无需利用额外的驱动信号，而是利用手指表面接触芯片时指纹的脊线和谷对芯片内部电容上下点击的电荷分配比例的影响程度来获取指纹信息
电容式指纹传感器的体积和功耗嘟比较小，成本较低但通过这种方法获取的电容信号通常较弱，因此要求手指与芯片表面之间的距离尽可能小即要求传感器的表面涂層很薄以提高灵敏度。具有薄涂层的传感器的耐用性较差并且抗静电能力不足。同时电容式指纹传感器无法隔着手机屏识别按在屏幕仩的指纹，这主要是因为屏幕模组本身的厚度导致传感器收集不到足够多有用的信号这就使得前置电容式指纹识别方案在全面屏手机上夨去了用武之地。
1.1.2. 光学式指纹识别：安防和门禁市场的主流方案
光学式指纹识别技术主要是利用光的折射和反射原理通常基于全内反射破坏（frustrated total internal reflection，FTIR）原理设计FTIR技术的应用是为了增强指纹脊线与谷之间的对比度。
光源发出的光线以特定的角度射入三棱镜当没有手指放在三棱镜上时，入射光线在三棱镜的上表面发生全反射；当有手指放在三棱镜上时指纹脊线与棱镜表面接触，而谷无法与镜面接触与脊线接触的棱镜表面的全内反射条件被破坏，使一部分光线泄露反射光线变弱，从而在电荷耦合期间CCD或CMOS上形成脊线呈黑色、谷呈白色的明暗楿间的、数字化的、可被指纹识别设备算法处理的多灰度指纹图像
光学式指纹识别的优点主要表现为：
1）灵敏度高、耐用性高；
2）抗静電能力强、系统稳定性较好、使用寿命长；
3）能提供高分辨率的指纹图像（可以达到500 dpi）。
1）光学指纹采集器体积比较大功耗控制不好，對干、湿手敏感；
2）潜在指印（多次按压）会降低指纹图像的质量；
3）台板涂层及CCD阵列会随时间推移产生损耗，可能导致采集的指纹图潒质量下降
鉴于光学传感器的体积都比较大，因此它的应用领域主要集中在指纹门锁、保险箱和汽车指纹防盗
1.1.3.超声波式指纹识别
超声波式指纹识别是利用超声波可轻易穿透多种材质的能力，随着材料的不同产生大小不同的回波从而利用指纹的脊线与谷，甚至汗毛孔对超声波的不同反馈对指纹进行识别简单来说就是可以清晰记录指纹的3D纹理，具体过程是：超声波式指纹传感器向手指表面发射超声波並接收回波，指纹的脊线和谷会产生不同的回波信号根据回波信号的不同即可产生指纹图像信号。
超声波式指纹识别的优点在于其穿透性强能够穿透由玻璃、铝、不锈钢、蓝宝石或塑料制成的智能手机外壳进行扫描，并且扫描时能够不受手指上可能存在污物的影响可獲得皮肤深层的指纹。但由于技术不够成熟又纯真超声波式指纹识别的速度和精度较差，功耗较大且价格昂贵
人的面容各异，具有唯┅性即使是一对孪生子用人类学的方法测量也可发现差异。人脸识别是基于人的脸部特征信息进行身份识别摄像机或摄像头采集含有囚脸的图像或视频流，并自动在图像中检测和跟踪人脸进而通过"局部特征分析"和"图形、神经识别算法"对检测到的人脸进行分析的一系列楿关技术，通常也叫做人像识别、面部识别
人脸识别具有非接触性、非强制性的特点，即用户无需直接接触设备即可被识别并且不需偠专门配合人脸采集设备，采集设备甚至可以在用户不知情的情况下主动识别人脸图像
同时，人脸识别技术具有以下缺点：
1）精确性低：人脸识别的成功率由于受到环境的光照、识别距离等变化的影响识别的准确度受到很大限制；
2）成本较高：人脸识别技术的改进依赖於提取特征与比对技术的提高，采集图像的设备较为昂贵
人脸识别目前主要用于身份识别。由于视频监控正在快速普及众多的视频监控应用需要一种远距离、用户非配合状态下的快速身份识别技术，以求远距离快速确认人员身份实现智能预警。例如在公安系统中实现身份鉴别、刑侦查案和寻人寻亲方面采用快速人脸检测技术可以从监控视频图像中实时查找人脸并与人脸数据库进行实时比对，从而快速实现身份识别另外，人脸识别系统在金融领域应用广泛：自助终端、柜面系统、移动金融和营销人脸识别技术无疑是最佳的选择。
鈈同于应用广泛的2D人脸识别苹果公司于2017年推出的iPhone X所使用的Face ID是通过3D结构光双摄技术实现的，其原理是基于主动发射特定红外结构光照射被檢测物体从而获取人像的3D图像数据。相较于被相同指纹破解Touch ID 的五万分之一的概率遭遇相同的面部破解 Face ID的概率则是百万分之一，安全性能大幅提升苹果将3D
Sensing第一次运用到手机终端上，将对手机行业的身份验证、移动支付等方式带来新一轮的革新
人的眼睛结构由巩膜、虹膜、瞳孔三部分构成。虹膜是位于黑色瞳孔和白色巩膜之间的圆环状部分是眼球中瞳孔周围的深色部分，其包含有很多相互交错的斑点、细丝、冠状、条纹等等细节特征人眼的虹膜在出生6-18个月后即发育成熟又纯真，之后便保持终生不变而平时常见的近视眼、白内障、紅眼病等一般性疾病对虹膜组织不会造成破坏，这些特性决定了虹膜特征以及身份识别的唯一性虹膜识别系统使用单色电视和摄像技术與软件相结合的视频方法获取虹膜的数字化信息，验证时扫入的信息与预先存入的样板信息进行比对以做出身份鉴定。
虹膜识别具有以丅优势：
1）唯一性：虹膜的纤维组织细节复杂而丰富并且它的形成与胚胎时期该组织局部的物理化学条件有关，具有极大的随机性即便使用克隆技术也无法复制某个虹膜；
2）稳定性：虹膜在人的一生中都极其稳定，出生6-18个月后虹膜组织即发育成熟又纯真此后终身不变，不会因职业等因素造成磨损；
3）防伪性：不可能在对视觉无严重影响的情况下通过外科手术改变虹膜特征更不可能将一个人的虹膜组織改变得与某个特定对象的特征相同；
4）生物活性：虹膜处在巩膜的保护下，是人眼的可见部分具有极强的生物活性。在人体脑死亡、處于深度昏迷状态或眼球组织脱离人体后虹膜会随瞳孔放大而失去活性很难被伪造；
5）非接触性、采集方便：用户从一定距离即可获得虹膜数字图像，无需用户接触设备
同时，虹膜识别技术具有以下缺点：
1）视角限制：虹膜摄像头有34°的视场角，接收的虹膜信息需要在视场角范围内，限制了虹膜识别使用的便捷性；
2）应用普及程序较低：虹膜识别系统已经进行了许多测试但目前还没有更大规模的应用；
3）成本较高：图像采集设备体积大，摄像头成本昂贵
目前，虹膜识别凭借其超高的精确性和使用的便捷性已经广泛应用于金融、医療、安检、安防、特种行业的考勤与门禁、工业控制等领域。
1.4.各类生物识别技术前景展望
指纹识别中电容式识别技术是目前手机厂商最普遍使用的但是，在手机全面屏的趋势下提高屏占比的同时指纹识别就不得不向屏下指纹识别的方向发展，而电容式指纹识别技术的穿透率大概在300μm左右基本的玻璃盖板都很难穿透，所以电容式指纹识别方案必将探索新的应用技术及形式，否则在将来一定会受到其他識别方案的冲击光学式与超声波式指纹识别受益于较强的穿透能力，结合智能手机全面屏的大趋势现在及未来将会被更多地应用于屏丅指纹识别方案中，推动指纹识别技术的革新
屏下指纹识别技术，也被称为隐形指纹技术是在屏幕玻璃下方完成指纹采集识别过程的噺技术，主要利用光学、超声波等穿透技术穿透各种不同的材质，从而达到识别指纹的目的该技术无需手指与指纹采集模块直接接触，因此能保证屏幕的完整性同时，屏下指纹识别更加稳定适应不同的使用环境，可以较大程度地降低手指污垢、油脂以及汗水对解锁嘚影响由于电容式指纹识别技术的穿透能力较差，在这种模式下难以实现指纹的采集
2.1.屏下指纹主流技术分类解析
2.1.1.光学式屏下指纹识别技术
光学式屏下指纹识别技术是依靠光线反射探测指纹纹路。目前光学式屏下指纹识别技术主要运用在手机上，它抛弃了传统的光学式指纹识别的光学系统转而借用手机屏幕的光线作为光源。具有自发光特性的OLED屏幕就成了光学式屏下指纹识别的首选而LCD屏幕因为其无法洎发光，只能借助于背光而且整个模组很厚，使得基于LCD屏幕实现光学式屏下指纹识别变得非常困难
光学式屏下指纹识别技术的原理为：OLED面板具有自发光的特性使得各像素之间可以留有一定间隔，保证光线透过当用户手指按压屏幕时，OLED屏幕的RGB像素发出光线穿透盖板到屏幕表面，将指纹纹理照亮照亮指纹后反射的光线透过屏幕显示像素的间隙传递到紧贴于屏下的传感器上。因为手指的不同纹路导致反射的光线不同指纹传感器会根据反射光线形成指纹图像，进而与数据库进行对比分析最终识别指纹。
光学式屏下指纹识别技术具有以丅优点：
1）环境光（太阳光等）抗干扰性能更强：
2）极端环境（温度、湿度等）下的稳定性更好
同时，光学式屏下指纹识别还存在以下問题：
1）干手指识别率低：由于光学式屏下指纹识别技术仍然是基于光学原理所以，其同样存在传统的光学式指纹识别技术对于干手指識别率低（拒真率高）的问题另外，手机屏幕贴保护膜、外界的干扰也会影响光学式屏下指纹的识别率；
2）指纹识别区域屏幕易老化：OLED屏幕在一个像素长时间显示同一个色彩时像素颗粒会老化，导致将来在显示其他内容时会出现当初长时间显示图像的残影，并且这一過程是不可逆的而指纹解锁作为每天用户最为常用的功能，手机的指纹识别区域像素点的使用也更为频繁在长期使用后，可能会比其怹区域更容易老化；
3）功耗较大：相较于传统的光学式指纹识别光学式屏下指纹识别技术的功耗要高很多，比如指纹识别的过程需要瞬間提高识别区域的亮度
2.1.2.超声波式屏下指纹识别技术
超声波既不需要感光元件也不需要电容感应，在某种程度上来说更适合做屏下指纹识別超声波式屏下指纹识别技术是基于超声波原理，利用指纹表面脊线（皮肤）和谷（空气）之间的密度不同将指纹的形态构建出一个3D的圖像进而与已经存在于终端上的信息对比，达到指纹识别的目的具体来说，其原理为：传感器先向手指表面发射超声波并接收回波。手指的不同纹路会产生不同的回波信号根据回波信号的不同即可产生指纹图像信号。
超声波式屏下指纹识别技术具有以下优点：
1）穿透性强：由于具有较强的穿透性超声波式屏下指纹识别技术相较于其他指纹识别技术在防水、防污等方面表现更加优异，有助于解决目湔手机只能防水而不能在水下使用的难题同时还支持用户在极端湿手指的情况下检测；
2）安全性强：由于可以得到3D指纹识别图像，超声波式屏下指纹识别的安全性大幅领先；
3）支持活体检测：由于超声波信号具有很好的穿透性所以指纹识别时可以到达汗孔和皱褶起始的哋方，靠心血管、心跳检测判断是否为活体
同时，超声波式屏下指纹识别技术存在成像质量低、技术不够成熟又纯真、产量较低等问题
2.1.3. 电容式屏下指纹识别技术
电容式屏下指纹识别技术是将传统的硅基指纹识别传感器换为透明的玻璃基传感器，并将其直接嵌入到LCD面板中减少需要穿透的面板厚度，避开了电容的穿透能力差的难题当手指接触屏幕时，指纹识别传感器能够检测到这一信号从而完成指纹識别过程。目前JDI公司将他们在显示屏中使用的Pixel eyes技术的精度提升，提出了基于玻璃基的Pixel eyes指纹识别技术也就是采用Pixel
eyes技术将电容式指纹识别傳感器与TFT显示器的玻璃基板整合在一起，玻璃基板通过检测电容的变化来识别手触摸的区域而不必额外添加指纹识别模块。这项技术在傳统电容式指纹识别的基础上提高了传感器的灵敏度所以识别速度更快。而这种非硅基的指纹识别传感器将会催生各种以硅芯片指纹传感器无法实现的新应用在智能手机应用之外，还能进军信用卡、智能门锁等产品
相较于光学式屏下指纹识别，电容式屏下指纹识别技術具有以下优势：
1）功耗低：电容式屏下指纹识别过程中无需屏幕发光因此功耗相对较低；
2）成本低：由于目前要实现光学式和超声波式屏下指纹识别就必须采用OLED屏幕，而电容式屏下指纹识别技术可以适用于成本较低的LCD屏幕
同时，电容式屏下指纹识别技术也存在一些问題：现在的智能手机都采用的是电容式触控技术手机的显示屏上都有一层用于识别触控的触摸屏（Touch Panel），而电容式屏下指纹识别传感器也昰基于电容式技术那么触控的信号和指纹识别的信号则可能会产生相互干扰，这需要进一步地解决
如果电容式屏下指纹识别技术能够順利量产，并成功用于智能手机的话那么将有望推动屏下指纹在中低端智能手机上的普及，加速全面屏手机的普及进程
2.1.4.光学式、超声波式、电容式屏下指纹识别技术对比
总体而言，光学式、超声波式、电容式屏下指纹识别技术各具优势
从工艺方面来看，光学式屏下指紋识别技术可以适用于柔性和刚性OLED屏幕目前，刚性OLED屏幕的价格在20美元左右而柔性OLED屏幕的价格则要达到
80-90美元，两者差距仍较明显从功耗方面来看，光学式屏下指纹方案在解锁时需要屏幕开启最高亮度以照亮指纹功耗较高。由于以光学原理为基础光学式屏下指纹识别技术同样存在抗污渍和污染能力较差、受阳光干扰的问题。不过从目前各大厂商的技术进度来看光学式屏下指纹识别的进展更快，在产業链成熟又纯真度和精度上都有更好的表现且供应商更多，有望成为全面屏的标配指纹识别技术
由于受到穿透距离的限制，超声波要實现屏下指纹识别目前就只能用于柔性OLED屏上，因而将会带来较高的成本由于超声波式屏下指纹识别是通过超声波扫描指纹，因此在识別指纹时不用屏幕开启最高亮度功耗较低。受益于超声波的强穿透力超声波式指纹识别技术不受手指上污渍和污染的影响。虽然超声波式屏下指纹识别的准确率还有待提升但其无需开孔、无需直接接触、不受湿手指和微脏污影响的优势与更高的安全性能显著增强用户體验。在产业链进一步成熟又纯真、准确率进一步提升之后超声波式屏下指纹识别有望成为全面屏指纹识别非常可行的方案之一。
传统嘚电容式指纹识别是目前最成熟又纯真的指纹识别技术在采集、算法上均有一定的技术积累，而电容式屏下指纹识别传感器在响应速度囷识别率方面则更进一步由于电容式指纹识别技术可以搭载LCD屏，相对于只能适用OLED屏幕的光学式和超声波式指纹识别技术则具有很大的成夲优势
2.2.应用：智能手机全面屏趋势推动快速普及
2.2.1.在智能手机领域的应用
在年规模约16亿台（2016年）的智能手机市场当中，指纹感应是生物识別和认证的标准方法目前，所有售出的智能手机中约有60%配备了指纹传感器数量仍在稳步增加。
2017 MWC期间高通联合vivo率先在业内带来了屏下指紋的解决方案并在改装的Xplay6上进行了演示。这一方案基于高通的第二代超声波指纹识别传感器可实现OLED屏幕下的指纹识别，让手机在湿手指等环境下指纹识别精度更高并在防水、防环境光干扰上有明显优势，但未能实现量产
在消费者越来越追求更高屏占比的趋势下，各夶手机厂商开始转向屏下指纹识别的方案vivo在2018年1月24日正式发布了全球首款搭载光学式屏下指纹识别技术的全面屏手机X20 Plus UD，该款手机是vivo与方案設计公司Synaptics合作采用Clear ID
FS9500光学指纹方案，穿透0.68mm玻璃盖板到达OLED屏幕最后再到指纹处理器，实现屏下指纹识别这项屏下指纹识别技术可在防水、湿手状态下操作，据vivo官方称解锁速度在0.6s左右
vivo于2018年3月19日发布的X21屏下指纹版手机采用的是汇顶科技的光学式屏下指纹识别方案，它需要可鉯自发光的OLED屏来配合通过屏幕发射的光线对指纹进行照射，再由屏幕下方的传感器来接收返回的光线并进行处理最终得到指纹图像。據汇顶科技介绍其屏下光学指纹方案通过优化光路结构设计，有效消除了显示单元显影和强光干扰从而使得用户在强光下也可以快速解锁，并通过优化指纹识别算法提升干手指及极端低温环境下的指纹识别率。相比vivo
X20 Plus屏幕指纹版vivo X21屏幕指纹版的指纹识别位置有所上移。茬息屏、锁屏、软件锁和指纹支付界面等一系列指纹识别等场景下vivo X21屏幕指纹版的显示屏会自动显示指纹识别图形，手指点按屏幕上的指紋图形即可完成解锁、支付等操作其他时候指纹图形将会隐藏，不会影响视觉体验
2.2.2.在智能门锁领域的应用
智能门锁是智能家居的入口級、刚需级产品，根据ICT（由阿里云计算等200多家企业组成的物联网合作伙伴计划联盟）公布的数据2016年智能门锁在韩国、日本市场的渗透率為80%、40%，而在中国的渗透率仅为2%2016年、2017年我国智能门锁销量分别约为350、700万套，增长迅速预计2020年达到3200万套。
2017年智能门锁在天猫商城零售均价為2129元/套对应终端市场规模为681.3亿元。
屏下指纹公司：国内外厂商齐鸣
Synaptics成立于1986年是一家全球领先的移动计算、通信和娱乐设备人机界面交互开发解决方案设计制造公司。自从2013年10月Synaptics以2.55亿美元收购收购Validity之后Synaptics便开始涉足指纹识别行业。2015年初Synaptics针对高端移动设备推出了按压式（Natural
ID）指纹识别技术。目前国内的联想、中兴、金立、酷派等也有采用Synaptics的指纹识别传感器
FS9500仅适用与OLED屏幕，激活时会在指定的屏幕区域发光来提礻用户另外该模组并不会大幅增加OLED屏幕的厚度，其传感器厚度很低与屏幕结合起来的厚度也仅在1.5mm左右。通过用户的实际体验可以发现vivo X20 Plus屏下指纹版的识别速度和准确率都有着不错的表现。
三星于2018年1月取得了屏下指纹识别的专利该项技术是基于光学原理，适用于OLED屏幕甴于三星是AMOLED屏幕的供应商，因此在成功研发屏下指纹技术后可以将屏下指纹技术和屏幕打包到一起出售，提升在供应链中的话语权对於其他手机厂商来说，有了三星的这套方案便可以一次性解决屏幕的需求和屏下指纹的需求，也是一举多得
Apple的报道，苹果在欧美的一項屏下指纹专利被批准苹果的这项专利的具体内容为：特别定制的OLED屏幕集成指纹识别模块，实现全屏幕都能检测并识别用户手指指纹的功能与目前其他公司已经公布的屏下指纹识别不同，苹果设计的屏下指纹识别方案不是在固定位置设置指纹传感器而是可识别整块显礻屏，手指触碰到屏幕即可解锁苹果的这项专利已经获批，预计后期机型可以期待
高通公司是超声波式指纹识别方案的践行者。早在2015姩时高通就推出了被其称为Sense ID的3D超声波指纹识别技术。2016年9月推出的小米5s是首款采用此方案的智能手机产品但从用户的反馈来看，该技术嘚识别率存在一些问题尤其是对于干手指的识别率较差，而且超声波指纹识别模组的成本也比较高
2017年6月，高通发布新一代超声波指纹識别方案具体来说，其研发的超声波屏下指纹识别技术中的传感器可以穿透1200μm厚的OLED屏幕实现指纹的扫描、录入和匹配；也可以穿透800μm的箥璃和650μm的铝合金实现指纹识别的解决方案在上一代400μm的玻璃或金属穿透能力之上实现提升。与汇顶科技的方案类似高通的屏下超声波方案只有将手指放在屏幕的指定区域才能进行指纹识别。从指纹的录入和解锁方面来看该技术的完成度已经非常高。据高通介绍这項新的屏幕内指纹识别技术目前已经可以商用，将支持骁龙800系列以及骁龙600系列处理器的手机此外，未来也可能会开放高通以外的平台
FPC昰一家瑞典生物识别传感器科技公司，主要开发、生产和销售指纹识别技术其早期收入主要来自于中国内地各大银行的指纹识别系统。受益于AuthenTec只对苹果公司提供产品和技术FPC成了Android手机的指纹芯片供应龙头，近几年更是以供应指纹芯片给中国各大手机品牌客户为主要收入来源FPC还是虹膜识别的领先供应商，也是唯一的多重生物认证解决方案提供商
FPC于2017年11月正式发布了屏下纹识别技术，该技术基于超声波原理能够在不同的表面材质捕捉指纹，还能够在终端设备的显示面板上的任意位置捕捉与识别使用者的指纹从而消除终端厂商在设计上的粅理空间限制，并且支持OLED屏和LCD显示屏
日本显示面板厂商JDI（Japan
Display）与2018年1月23日宣布其开发出了全球首款基于玻璃的全透明电容式指纹识别感应元件，这款传感器尺寸为8mm×8mm分辨率为160×160，像素密度可达508dpiJDI将指纹传感器直接嵌入到LCD面板中，当手指接触屏幕时指纹识别传感器能够检测箌这一信号，从而完成认证过程JDI表示之后会根据实际情况需求制造更大或者更小的传感器，同时JDI宣布会在2018财年（2019年3月之前）以内将这款指纹识别传感器正式投入商用。
作为生物识别及人机交互领域可靠的技术与解决方案提供商汇顶科技陆续推出拥有自主知识产权的屏丅光学指纹识别技术、活体指纹识别方案、指纹识别与触控一体化的IFS技术、活体指纹检测技术等。汇顶科技的指纹识别产品目前的客户群包括华为、OPPO、vivo、乐视、中兴、小米、魅族、联想、金立、TCL、Amazon、Dell、HP、ASUS、acer、TOSHIBA、Panasonic等众多海内外终端厂商
在2017年MWC上，汇顶科技以三星S7 Edge为原型机展礻了光学屏下指纹。汇顶科技的方案是将指纹识别的功能完整地集成到OLED显示屏屏幕之内用户只需要在设备的显示屏上的指定区域轻触，僦能完成指纹识别认证2018年汇顶科技携各大手机厂商陆续推出的vivo X21屏幕指纹版、华为Mate RS保时捷设计、小米8探索版、vivo
NEX多款手机均应用其IN-DISPLAY屏下光学指纹识别技术。经过多年的潜心研究汇顶科技的屏下光学指纹识别技术在抗强光干扰、低温环境、干手指场景下表现出稳定的解锁率和解锁速度，并且在OLED软、硬屏均已实现规模商用是目前商用机型最多、累计发货量最大的光学式屏下指纹识别方案。
手机触控芯片龙头敦泰子公司敦捷光电于2018年1月8日在深圳发布并展示支持实现TFT-LCD、OLED、micro-LED等面板的屏下多点指纹读取方案该方案基于光学原理，穿透率大于80%波长大於850nm，模组厚度为0.3mm同时解决了屏下指纹的SiP封装难点，减小电源功耗和IC与模组厚度突破了目前的技术瓶颈，使全面屏和前置指纹实现很好嘚结合虽然敦捷光电发布了屏下指纹识别方案，但目前尚未有终端厂商正式采用或推出新品
作为全球领先的TSV封装厂商，晶方科技专注於传感器领域的封装测试业务封装产品主要包括影像传感器芯片、生物身份识别芯片、微机电系统芯片（MEMS）、环境光感应芯片、医疗电孓器件、射频芯片等，其中针对生物身份识别芯片市场，自主开发推出超薄指纹、光学指纹等先进封装技术
在智能手机全面屏的技术變革下，前置摄像头小型化是必经之路摄像头小型化的关键在于CMOS图像传感器芯片封装小型化，晶方科技已经开发出了世界上最小的硅通孔芯片尺寸封装技术使用TSV硅通孔和空腔-玻璃-硅夹层结构来提高相机模块的可靠性及良率。晶方科技是业界第一个提供300mm晶圆级封装CMOS、CCD影像傳感器解决方案的制造商实现了更轻薄、更可靠、更低成本的成像解决方案。
技术ETIM 方案包括晶圆级互连方法、先进的模块制造等众多先进的传感器封装相关的技术，可以说是目前最先进的指纹传感器模块技术之一同时，在指纹芯片的封装方面具备先进技术和丰富经验嘚晶方科技积极与汇顶科技、思立微等国内外指纹识别方案厂建立合作关系，未来有望受益于指纹识别变革带来的新机遇
3.10.屏下指纹公司对比
目前来看，光学式屏下指纹识别方案较为成熟又纯真供应商较多。Synaptics携vivo于2018年1月推出vivo X20 Plus UD成为全球首款屏下指纹识别手机。汇顶科技经過多年研究推出屏下光学指纹识别技术，并成功商用于vivo X21、华为Mate
RS保时捷设计等多款机型高通与FPC则致力于超声波式屏下指纹识别技术，预計于2018年下半年能够实现商用敦泰则因为光学式产业链相对成熟又纯真，会主攻光学式屏下指纹识别技术JDI开发的基于玻璃的全透明电容式指纹识别感应元件助力屏下指纹识别方案，并有望于2019年3月实现在智能手机上量产三星的光学式屏下指纹识别技术已经获得专利，有望應用于下一代旗舰手机Galaxy Note 9
屏下指纹识别：全面屏时代迎来增长爆发新机遇
自从智能手机面市以来，其屏幕就一直朝着大尺寸的方向演进泹过大的屏幕却造成无法单手使用的困境，而全面屏的出现可以在不改变手机原有尺寸的情况下通过提高屏占比在屏幕视野变大的同时鈈影响握持手感。在苹果iPhone X和三星Galaxy
S8的影响下兼具屏幕视觉效果最大化和手机握持手感最优化的全面屏手机将逐渐成为主流。为了兼顾全面屏下用户体验的舒适度传统的智能手机生物识别方案面临重大挑战，3D Sensing与屏下指纹识别技术应运而生
苹果公司于2017年9月发布的iPhone X首次将3D Sensing应用箌智能手机中，将手机屏占比提高到81.49%2018年6月发布的小米8探索版和OPPO Find X（目前未上市）也使用3D Sensing技术实现智能手机的解锁、认证、支付等应用。
能夠与全面屏结合的另一种生物识别技术则是屏下指纹识别目前，搭载了屏下指纹识别技术的手机有vivo在2017MWC大会上推出的Xplay6改装版、已经量产的vivo X20Plus屏幕指纹版、vivo X21屏幕指纹版和华为Mate RS保时捷设计以及小米8探索版和vivo NEX。
从技术指标来说3D Sensing与屏下指纹识别技术都能够达到百万分之一的错识率，接近生物识别的极限但在处理双胞胎时3D Sensing的效果相较于屏下指纹较差；
从成本方面来说，3D Sensing所需要的复杂模组的造价远高于屏下指纹识别且随着技术的进一步成熟又纯真，目前只能搭载OLED屏幕的屏下指纹识别也有望用成本更加低廉的LCD屏代替；
从终端产品设计来说在某些追求极高屏占比的终端应用中，由于3D Sensing所需设备的存在对全面屏的设计有很大的阻碍而屏下指纹则可以完美适配全面屏的趋势；
从软件产品設计来说，对于用户验证和授权操作软件设计的时候，因为利用人脸识别时需要先验证人脸然后还需要用户点击进行授权，而指纹可鉯在按压授权的同时完成验证身份所以利用人脸识别要明显比指纹操作多一个点击操作。
3D Sensing和屏下指纹识别技术将在2018年展开对未来中高端掱机识别技术主导权的争夺预计未来两种生物识别技术将同时并存。我们认为未来两年内，在全面屏的趋势下智能手机中3D
Sensing和屏下指紋识别技术都会大幅提升。但由于目前较为成熟又纯真的屏下指纹识别技术均只能适用于OLED屏幕所以短时间内预计中高端智能手机会更多采用屏下指纹识别技术，低端机型出于成本考虑则会继续采用置于手机背面的电容式指纹识别方案不过，随着OLED屏幕的普及屏下指纹识別方案也必将会进一步普及。
苹果公司自2013年率先将指纹识别技术大规模商用到智能手机上经过短短几年的时间，使得指纹识别几乎成为叻智能手机的标配用户也已经形成了对于指纹识别的使用习惯和依赖。而其在2017年推出的iPhone X却彻底放弃指纹识别转而采用Face ID，即3D
Sensing技术使智能手机领域的生物识别技术迎来新一轮的革命。但单纯地采用3D面部识别来取代指纹识别也会面临不少问题比如面部识别会受到面部与屏幕距离、角度、外界光线强度以及面部遮挡物的影响，从而影响到面部识别的准确度；对于一些特殊的应用环境比如在医院、工作车间、雾霾天等需要戴口罩的情况下，人脸识别可能就无法使用
随着全面屏带动屏下指纹的发展，预计未来指纹识别方案在所有识别方案中嘚占比将进一步扩大18年将达到历史最高的60%，市场需求将进一步扩大
2017年全球指纹芯片的发货量约9.8亿颗，同比增幅超30%其中FPC和汇顶科技的絀货量均超过2亿颗。指纹识别已经成为手机的标配部件虽然指纹芯片的出货量增幅明显，但是产品结构却出现大逆转其中的增长主要來自低端Coating镀膜式需求，而板式等中高端需求下降明显
IHS Markit报告预测，2019年采用屏下指纹技术的手机将迎来快速增长预计使用该技术的手机出貨量将达到1亿部，是2018年预估出货量900万台的10倍多弹性巨大。如果三星将屏下指纹技术应用于Galaxy Note
9则2018年采用此解决方案的智能手机出货量将从目前预测的900万台增至2000万台以上。其中光学式屏下指纹方案将率先迎来爆发，2019年其指纹识别模组的出货量将预计超过9000万颗；2020年继续保持高速增长出货量预计将超过1.75亿颗；至2022年预计将超过2.8亿颗，推动屏下指纹技术快速成长超声波式指纹识别模组的出货量在2019年预计将超过1000万顆，此后不断增长在2022年预计将达到5000万颗的出货量水平。
全面屏手机的出现有效提升了用户体验的舒适度对于在2017年遭遇市场饱和的手机荇业来说无疑是一个新的刺激点，智能手机的出货量开始回暖根据群智咨询的预测，2018年全面屏手机将全面爆发出货量将达到9.1亿部，在智能手机中的渗透率将达到61%；预计至2020年全球全面屏智能手机出货量将达到14.3亿部，渗透率超过85%智能手机搭载全面屏的趋势有力推动了屏丅指纹识别技术的发展和应用，2018年将成为屏下指纹识别技术发展的元年
目前发展较快的光学式屏下指纹识别技术已经实现商用，超声波式屏下指纹也有望在2018年实现量产电容式屏下指纹则有望于2019年迎来规模量产。我们认为随着供应链进一步完善，屏下指纹识别应用规模將显著扩大同时，随着国内OLED面板厂商的生产能力逐渐导入目前只适用于OLED屏幕的光学式和超声波式屏下指纹识别方案的成本将会逐渐下降，采用屏下指纹识别技术的手机将从中高端智能手机逐渐过渡到千元机进一步扩大消费群体，行业的盈利能力有望持续得到提升
受益于智能手机的全面屏趋势，多种生物识别技术迎来新的增长点智能手机行业结束停滞增长状态，继续回暖随着屏下指纹识别应用的鈈断普及，市场将持续保持高速增长未来我们看好以下公司：
问鼎安卓阵营指纹识别第一供应商，坚持加大研发投入公司2017年实现销售收入36.81亿元人民币，较2016年销售收入30.79增长19.56%成为全球Android手机市场排名第一的指纹芯片供应商。公司2017年保持了47.12%的较高毛利率水平并获得了17.35亿元人囻币毛利总额，较2016毛利总额增长19.49%但由于研发费用大幅增加，公司2017年净利润为8.87亿元人民币与2016年基本持平。
■ 智能手机全面屏已成趋势指纹芯片行业有望迎来触底反弹。全面屏的普及已经成为智能手机产业链不可逆的趋势传统的电容式指纹识别技术无法适应全面屏的发展，必将被逐渐淘汰可替代方案以屏下指纹识别、3D Sensing和虹膜识别为主。3D
Sensing由于算法复杂、模组成本高昂短时间内除了iPhone很难在其他手机上实現大规模商用，而虹膜识别由于识别时的视角限制严格导致目前已经使用虹膜识别技术的手机对于消费者来说的体验感并不好。屏下指紋识别技术的逐渐成熟又纯真完美契合全面屏的发展趋势这对于在2017年遭遇市场饱和、增长几乎停滞的指纹芯片行业来说无疑是一个新的增长点。
■ 屏下光学指纹识别技术率先投入商用具备全球领先优势。汇顶科技经过对屏下指纹识别技术5年的持续投入已经在全球获得仳较领先的技术优势，并在2018年3月成功实现规模量产商用于vivo X21手机，这将为公司的成长提供新的动能此外，公司还将在2018年下半年实现更大規模的屏下光学指纹产品的商用公司业绩有望迎来大幅提升。
■ 风险提示：行业竞争加剧；屏下指纹芯片的普及率不及预期
专注于先進封装业务，持续拓展产品与技术应用领域公司持续专注于传感器领域的先进封装业务，并努力向模组、测试业务环节延伸针对生物身份识别芯片市场，自主开发推出超薄指纹、光学指纹等先进封装技术有效提高设计公司的整合能力。2017年公司实现销售收入6.29亿元，同仳上升22.71%；归属于上市公司股东的净利润0.96亿元同比上升81.39%；其中，归属于上市公司股东的扣非净利润为0.68亿元同比上升100.42%。
TSV封装技术全球领先有望受益于指纹识别变革的新机遇。晶方科技持续创新生物身份识别芯片封装技术利用自身的技术和IP优势、通过对所收购资产的模组技术与整合能力进行刻制创新与有效整合，具备Trench、TSV、LGA等多样化的封装技术及全方案服务能力针对生物身份识别芯片市场，公司自主开发嶊出超薄指纹、光学指纹等先进封装技术有效提高设计公司的整合能力，对公司在该领域的业务增长带来积极作用
■ 布局新兴应用市場，丰富业务的全面性与延展性晶方科技针对3D成像、汽车电子等新兴应用市场，不断加强市场推广、技术认证与产业链布局为有效把握未来新兴应用市场的巨大增长机遇铺垫基础。
■ 风险提示：行业波动风险；技术更新不及预期
王建伟，北京大学工学博士三年国家戰略新兴产业科研规划经验，三年中小市值研究经验三年电子行业研究经验，研究领域聚焦科技股和成长股现任东北证券电子行业首席分析师。
王少南北京大学微电子学与固体电子学硕士，五年中国移动工作经验2018年加入东北证券电子行业研究团队。现任东北证券电孓行业研究助理
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未来6个月内股价漲幅超越市场基准15%以上。
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未来6个月内行業指数的收益与市场平均收益持平。
未来6个月内行业指数的收益落后于市场平均收益。
