光学指纹识别让思立微成 “屏下”焦点

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多年来,国产手机品牌一直都是紧跟iPhone的脚步。但iPhone X的刘海屏和3D人脸识别却让大家犯了难。结构光和3D传感器技术对用户使用习惯的颠覆性改变,以及国内供应链难以短时间内达到成熟的现实让国内手机品牌难以及时跟进。这时,屏下光学指纹识别为手机厂商们带来了走自主创新之路的契机,一时间屏下指纹解锁成了一线品牌高端机型的应用重头戏。

目前,国内能够批量提供这种光学指纹识别芯片的厂商只有汇顶和思立微。继成为OPPO今年发布的旗舰机型R17的光学指纹供应商后,思立微更成为国内多家一线手机厂商青睐的指纹识别合作伙伴。而最近几个月,汇顶接二连三对思立微发起专利诉讼,更将一向保持低调的思立微推向风头浪尖。思立微究竟是一家什么样的公司呢?

清华学子的执着

上海思立微电子科技有限公司创始人程泰毅毕业于清华大学电子工程系,2011年在上海张江科技园创立了思立微。公司成立初期主要以电容触控芯片开发为主,从2014年开始推出指纹识别芯片,公司一直专注于人机交互传感器芯片及全套解决方案的研发。2016年凭借过硬的技术和产品成功进入手机一线品牌供应商阵营。

早在开发电容指纹识别芯片之时,基于对市场趋势的判断,思立微就开始与其股东之一格科微电子(国内最大的CMOS图像传感器芯片开发商)在光学指纹识别技术方面展开研发合作,完成了盖板下镜头阵列的光学指纹识别方案。但因电容指纹成本的快速下降和市场早期对屏下需求相对较弱,光学项目暂停了一年。到了2017年,随着全面屏的到来,屏下指纹解锁成了高端机型的突出卖点,思立微又重启了光学项目。基于格科微成熟的CIS工艺和产业链,加上思立微在指纹SoC和系统算法的经验,该项目研制的屏下光学指纹识别芯片很快就进入了商用,并于今年二季度成功量产。

OPPO R17让思立微从“幕后”走到“屏下”

R17是OPPO首款配置光感屏下指纹解锁的旗舰机型,所使用的指纹识别芯片就来自上海思立微。作为思立微第一个量产的屏下光学指纹项目,也是业界第一个使用调焦结构的单芯片指纹方案,思立微对此给予了高度重视。由公司副总裁亲自带领几十人的工程开发、算法应用、软件支持团队与客户团队封闭开发,共同完善整机的方案验证、功能开发、效果优化,从而成功保证了OPPO R17的顺利量产和持续升级。

光学指纹识别让思立微成为 “屏下”焦点

图一:OPPO R17光感指纹解锁 (来源:OPPO)

根据CCID 2017年度数据统计,思立微在全球指纹识别芯片市场排名第三位(苹果系列产品除外),而其电容触控芯片出货量为全球市场第四位。 公司2017年营收为4.50亿元,主要来自电容触控和电容指纹产品,而今年营收预期将超过6.0亿元,主要增长来自电容指纹市场份额上升和光学指纹产品。根据行业预计,未来2-3年屏下光学指纹解锁将成为安卓手机的主流,而目前只有汇顶和思立微这两家供应商已实现量产。随着屏下光学解锁进入千元机市场,相信两家公司在未来的几年内都将有不俗的业绩表现。

光学指纹识别让思立微成为 “屏下”焦点

表一:手机指纹识别芯片主要供应商

光学和超声“双管齐下”

思立微以电容触控芯片起家,现已成为平板市场的领头羊。在指纹识别方面,其电容和屏下光学指纹识别芯片都已量产出货,而正在开发中的超声指纹识别芯片也有望于明年投产。面对瞬息万变的市场需求,公司如何做出正确决策并合理分配有限的研发资源?这对于每一个技术型公司都是一个巨大的挑战。当时思立微站在指纹技术的十字路口,面临的残酷现实是新技术并没有明确的方向,而每个可能的方向都需要大量的资源投入。何时可商用,谁都不敢断言,因为这是技术和商业共同作用的结果,巨大的投入也可能一无所获。在屏下超声波与屏下光学两条技术路线上,思立微有超过四个方向并行开发,而且每个方向还分成若干个模块需要去攻关。

思立微表示,无论何种技术、产品及其产业链都需要时间才能完善。在电容方面,思立微花了3年时间进行自主技术方案的研发和完善;在超声技术方面,思立微也已进行了3年多的摸索,其商业前景将有赖产业链的逐渐完善。而光学指纹识别之所以能在短短2年内投入量产,除了思立微团队的自身努力,与合作伙伴格科微的大力支持也密不可分。现在量产的光学二代指纹是一种等同于微型摄像头模组的结构,是与一代指纹(小孔阵列、准直镜)同步启动开发的。早期客户将电池与光学指纹模组堆叠在一起,对指纹识别模组厚度的要求极其苛刻,只能选择小孔阵列或准直镜。而二代光学指纹方案今年异军突起,主要得益于客户改变了整机堆叠的方式,调整了电池尺寸为指纹模组留出了足够高的光路设计空间。思立微与格科微联手迅速完善了光学二代指纹方案,两家公司都拿出各自的优势,保证了客户的旗舰机型凸显3P镜头的光学透镜屏下指纹识别亮点,并将光学指纹解锁的热潮向前推进了一大步。

光学指纹识别让思立微成为 “屏下”焦点

图二:思立微屏下光学Microlens图(来源:思立微)

凭借对光学产品的透彻理解,思立微对产品规格做了精准的定义,率先将6.25um大像素、4mm^2大面积区、微透镜阵列与成熟的电容指纹技术结合,推出了业内首颗单芯片光学指纹芯片。优秀的设计不仅省去了外挂芯片,节省了宝贵的整机空间,也大大加快了通讯效率,为实现快速解锁提供了可能。同时,思立微联合信利光电开发出短焦超广角的AA及螺纹调焦技术,做了大量的软件、设备及治具的研发工作,避免客户做屏幕、中框及指纹模组的适配,从而大幅提高了生产效率。

作为手机产业链上游的关键器件,指纹识别芯片研发周期比较长,公司必须能够看到未来3-5年的技术和市场发展趋势,提前布局才能占据主动。从人机交互和生物体征融合角度考量,相对于其它指纹识别方案,超声的优点在于皮肤穿透性更强,能够进行深层的皮下指纹识别且能够辨别活体,因而可实现安全性更高。此外,超声波方案不易受到油渍和水渍以及强光的干扰,解锁更加稳定可靠。

业界也认识到超声是指纹识别及多形态人机交互方式的一个重要方向,但其技术难度更大,而且配套的产业链还不成熟。目前只有高通推出了商用的超声指纹识别产品,而思立微已经在超声关键技术上取得突破,其自主研发的超声换能器已通过系列性能测试,在10MHz频点转换效率可达1.5%,表现出优异的性能,已经应用在思立微下一代超声指纹识别芯片的研发中。

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