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華為榮耀搶在“雞年正月”發了中國旗艦手機第一彈：榮耀V9與榮耀V8青春版。驚豔的手機背後，昌旭看到的是另一個不引人注意的產業格局變化：名不見經傳的思立微電子竟然是這兩款旗艦手機的指紋芯片主要供應商，昌旭已從華為內部工程師處獲得確認。

思立微電子，格科微電子投資的一家觸控與指紋芯片公司，也算是2013年開始最早一批進入指紋芯片研發的公司，2015年指紋芯片進入一些白牌市場，但後來就銷聲匿跡了。很多人還以為他就此沉默下去。然而，沉寂了近二年的思立微電子，突然就進入了中國頂級手機公司的主要供應商名單，思力微電子為什麼能夠突然獲得如此成功？ “我們從2015年下半年開始，看到了中國手機市場品牌高度集中的趨勢，所以主動停止了對白牌客戶的支持，開始主攻TOP3的大品牌。大品牌客戶的認證非常嚴格，時間長，所以，我們在2016年都在專心做這一件事情。”思立微電子創始人即CEO程泰毅對昌旭說道，雖然他對於是否進入兩款榮耀手機並沒有正面回复。

思立微此次拿下了這兩款榮耀旗艦手機的指紋供應商，證明了它已從指紋供應商的第二梯隊，成功進級到第一梯隊。並且，後續也將有機會在華為系列的旗艦產品上開花結果。這樣，中國指紋芯片市場的新格局正在形成，思立微電子，將與之前的FPC、匯頂在中國品牌手機指紋芯片市場形成三足鼎力之勢。而歐美的FPC與新思在指紋市場的份額，從2017年開始，將有較大幅度的退讓，原因後面解釋。

同時，由於手機品牌的集中度越來越高，前5名的手機廠商幾乎佔了近七成的手機市場份額，更不用說在標配指紋的中高端手機市場的比例，所以，白牌市場上的指紋芯片廠商壓力會非常大，他們不斷挑戰指紋芯片價格的極限，昌旭聽說，白牌市場3x3的較低規格的指紋芯片報價已到1美元以下。

目前的國內市場，華為的規格是全市場最高的，他們要求7X7的芯片規格。其它很多廠商是6x6或者5X5規格。但是，在這些白牌指紋廠商的價格挑戰下，整體指紋芯片的價格也是迅速下降。像華為這種高規格的芯片，報價也僅有2美元多一點，模組的價格大約是芯片價格的二倍左右。相比一年前，價格已是腰斬，甚至更低。

“在手機主要芯片中，好像指紋芯片的降價速度是最快的。” 程泰毅無奈地笑稱，“現在指紋芯片的價格已降低到2美元、甚至白牌廠商已拼到1美元以下。再往後看，最快2018年，指紋芯片可能就會像driver IC 一樣，變成一個以wafer資源為核心競爭力的commodity 市場。所以作為指紋芯片廠商一定要為未來儲備新的技術。”同時，這也是FPC、新思在中國指紋芯片市場份額開始大幅下降的原因之一，因為這時比拼的更多是各種支持與本地化、還有價格。

目前，指紋芯片基本都是0.18um工藝，雙攝需求起來後，圖像傳感器CIS也是0.18um的工藝為主，所以雖然0.18um的產能較多，但是需求也是膨脹得更快。
2017年手機供應鏈的所有資源都開始變得緊張（至少目前是這樣的情緒），所以手機廠商在選擇芯片供應商的時候，除了產品本身，對於芯片廠商的wafer資源能力也是考核指標之一，背靠格科微電子供應鏈的思立微，這一點上擁有的優勢可能幫了他不少。 “我們在給晶圓廠做Wafer預期的時候，與格科微一起向晶園廠談價格，這一點上確實有優勢。”他坦承道，“不過，我們在芯片的工藝設計上擁有的優勢，也是其它對手較少花力氣關注的。”

他解釋，大部分IC公司是不做工藝設計的，主要關注在電路設計。他們的兄弟公司格科微在做CIS時必須要做工藝設計，所以思立微的工藝設計能力會比一般的芯片設計公司強，會對電路與工藝同時進行優化，使得一些性能有針對性的提升。 “一般IC公司都會用晶圓廠的標準工藝，標準工藝都是比較中庸的，而我們針對性的設計，可以將某些特定參數性能提升，比如使得寄生參數更小，性能更好。同時，由於我們的工藝優化，用於芯片製造的層數可以變少，從而減小wafer的層數，所用wafer成本也可以更低一些。”程泰毅說道。

指紋芯片+機器學習

他明白，這些優勢都只是暫時的，指紋芯片市場走向白熱化競爭後，需要向更“軟”的方向演進。 “未來，思立微會引入多種傳感器的融合，並引入嵌入式AI與機械學習。”他解釋，大量傳感器信息的融合後，將來手機可以看到你的樣子，聽到你的聲音，抓到你走路的形態，加入機器學習，識別判斷會更加精準。訓練在雲端，機器學習在終端更方便。他解釋道，“其實，機器學習並沒有那麼神秘，它就是一個多層學習的網絡，有些像是窮舉法，終端只需提取特徵，判斷的時候只用對特徵值做判斷，模型在後台已訓練出來，所以對終端運算量的需求就很小。”
如何將機器學習用於指紋識別？ “我們第一步會用機器學習來判斷，指紋是不是一個真的指紋，這樣即使不檢測活體，也能識別出真假指紋。其實，這時對指紋的算法可以變得更簡單，很多東西給機器學習就完成了。” 程泰毅解釋。作為原美國博通公司基帶芯片的信號處理專家，機器學習與人工智能正是他所擅長的地方。後面，將多種傳感器融合，並結合機器學習與AI，是思立微的新方向。

光學指紋不神秘也不強大

對於目前大家熱談的光學指紋，程泰毅解釋，光學指紋其實並不難，它是通過拍照，測得指紋顏色對比度反射的變化來獲得指紋信息。所以，光學指紋也有兩個固有的劣勢：一是無法識別打印機打印的指紋，光學指紋“容易受騙”，因為其是拍照方式，對於它來說，都是一維的圖片；二是光學指紋對於乾燥的指紋識別有難度。因為濕潤的時候，手指的谷與脊很明顯，而乾燥的時候，指紋泛白，光學拍照的識別率就會變差。 “但是，好處是可以穿透厚的玻璃。

適合做UnderGlass。“他說道。並且，他認為，光學指紋直接替代電容指紋模組意義不大，還是放在OLED下才有意義。因為直接替代的話，旁邊要加光路系統（照明），太複雜；放在OLED下面，可以直接利用OLED的光去照明，更合理一些。

談到光學指紋，傳聞iphone8會採用，就是放在OLED下面。並且，美國觸控大廠新思對光學指紋寄予的期望也蠻大的，據傳去年還花1000萬美元投了OXI（由原天馬CTO顧鐵等創辦的光學指紋公司）。 OXI創新性地採用TFT低溫多晶矽做芯片材料，他們希望能比矽片（單晶矽）做得更便宜。光學指紋包括光路系統、鏡頭、傳感器三部分，模組結構要比電容指紋複雜。並且，也有如上所述兩大短板。

儘管如此，由於傳言蘋果與三星都會採用，所以，國內目前做光學指紋的公司已很多，包括深圳的兩家觸控大廠也在做，還有北京一家稱為印象認知的公司也是大家談論較多的。 “思立微的光學指紋也在研發中。我們在光學是有基礎的，因為格科就是做光學的。“他稱，”要出一個光學指紋傳感器是很快的，直接拿CIS做大就可以了。傳統的門禁系統是用光學指紋，但是鏡頭大、焦距比較長，做到手機中就是要焦距做短，芯片就變大了。在CIS上把color filter拿掉，鏡頭用小孔成像就可以了。”不過，他指出，目前光學指紋的挑戰還是光路系統，功耗與成本下不來。做到OLED後，光路​​系統就不用了，成本就下來了。

電容、光學與超聲波指紋的比較

電容、光學與超聲波指紋三大流派各有優缺點。

對於電容指紋，玻璃厚了以後，阻礙不只是在靈敏度穿透力，而且也是在電場的散射。程泰毅舉例，比如兩個手電筒，離你的近的時候，你看得見是兩個，當拿遠以後，你就看見的是一團光線了。所以，玻璃厚了也是一樣，電容指紋芯片挑戰不是指紋芯片的靈敏度問題，主要挑戰是電場的散射。所以，一些手機選擇用陶瓷蓋板，因為陶瓷介電係數高很多，抗散射性能好。 “當指紋上玻璃蓋板的厚度到250或者300以上時，就會非常敏感，比如男性的指紋或者大姆指會好識別一點，因為紋路粗，散射稍微小一些；女性指紋比較細的時候，就會就顯得比較糟糕。”他解釋。

所以，當手機廠商選擇under glass的ID時，就不得不採用上面說的光學指紋了。但光學的缺點，上面已描述。此外，他指出，“大家想像的手機全屏任意地方都可指紋，挑戰還是很大的。”他解釋，理想狀態是，像做TP的方式那個，做到很細，比如從現在的50毫米，減小到50微米，就能全屏測試指紋了。但是當做到全屏指紋的時候，信號的通路就很多了，處理能力與走線都是很大的挑戰。

相對於光學測的是指紋顏色對比度反射的變化，超聲波測的是聲學阻抗，所以超聲波對手指上的髒東西會比較敏感，特別是髒污與人體的密度差不多的時候，超聲波就有問題。此外，超聲波指紋對於油脂（護手霜）等也不行。因為超聲很怕空氣，油脂將空氣填滿，它就會穿透過去，檢測不到指紋的信息，而是指紋下面的信息了。 “這一點與在醫院進行超聲波時皮膚上塗滿凝膠相反，那時塗滿凝膠正好是為了穿透皮膚，透視體內信息。”他舉例道。並且，他補充，超聲指紋如果用PVDF技術方式實現（高通採用的方式），還會對溫度很敏感。所以，超聲的意義將會在可穿戴應用上，它可以看到血流速度與透度等，獲得的信息比測血氧、心率多。

對於電容指紋，測試的是介電係數差異。如前所述，面對厚的玻璃，穿透性與散射是它的大問題。並且，電容怕濕手指。不過，“未來，電容也有可能解決厚玻璃的問題，蘋果也在為此方向申請一些專利（比如玻璃下打入一些金屬進去，讓電場更聚焦，解決散射問題，但是目前來看，還離商用較遠。）”程泰毅分析道。
所以，簡單總結就是，電容指紋怕厚玻璃散射與濕手指、光學指紋怕干燥手指與假的打印手指、超聲指紋怕溫度與高密度的髒污（比如凝膠）。每一種技術都有優缺點。

目前電容指紋最成熟，並且市場已開始進入熾熱化競爭，最快2018年，指紋芯片可能就會像driver IC 一樣，變成一個以wafer資源為核心競爭力的commodity 市場。