电子设备行业专题研究：生物识别技术发展前景广阔.pdf

Table_Title 电子设备行业专题研究 生物识别技术 发展前景广阔 2020 年 06 月 11 日 Table_Summary 【 投资要点 】 生物识别技术市场处于增长通道，指纹及人脸识别占据主要市场 。 生物识别技术被广泛应用于金融、信息安全以及电信等多个领域，全球市场规模不断扩张，根据统计，到 2019 年全球生物识别行业市场规模已经达到了 200 亿美元正处于快速增长通道。其中市场上应用最为广泛的生物识别技术是指纹识别以及人脸识别，这两种技术具备较高的使用便利性以及较低的设备成本等优势，市场份额占比分别为 58%及 18%。 屏下指纹为未来发展方向。 指纹识别技术经过多代更迭，现在的主流技术路径包括电容式指纹、光学屏下指纹以及超声波屏下指纹技术，其中屏下指纹技术更是作为未来发展方向被广泛的应用，代表性厂商包括以光学式屏下指纹为主的汇顶科技、思立微、神盾等，还有以超声波屏下指纹为主的高通。据统计，预计到 2024 年，全球屏下指纹手机的出货量将达到 11.8 亿台，年均复合增长率为 42.5%。 苹果引领 3D 人脸识别 技术 发展 ，整体市场保持较高增速。 人脸识别分为 3D 及 2D 人脸识别，其中 3D 人脸识别实现方法包括结构光、 ToF以及双目视觉三种方式，前两种方式应用范围相对更 为广泛； 2D 人脸识别由于安全性较低，只能应用于少数场景。根据统计 2019 年全球人脸识别市场规模为 308 亿元，我国市场规模为 34.51 占比约为 10%，预计在 2020 及 2021 年仍将保持较高增速。 【配置建议】 看好汇顶科技（ 603160），公司是全球最大的指纹芯片提供商，市场份额高达 38%，公司引领了智能手机领域屏下指纹技术的发展，客户包括了安卓阵营主流的手机厂商，未来将受益于屏下指纹技术渗透率的提升。 谨慎看好兆易创新（ 603986），公司以 17 亿的交易金额收购了全球第三大指纹芯片厂商思立微，正式进入指纹芯片领域，思立微在电容式、光学式以及超声波式指纹领域都有相应的技术积累，目前市场份额还不高，具备较大的增长空间。 【风险提示】 智能手机销量下滑 新技术出现对现有技术产生威胁 Table_Rank 强于大市 （维持） Table_Author 东方财富证券研究所 证券分析师：何玮 证书编号： S1160517110001 联系人：危鹏华 电话： 021-23586480 Table_PicQuote 相对指数表现 Table_Report 相关研究 潜望式镜头，带你看更远的风景 2020.05.14 疫情对电子行业景气度影响有限，建议关注被错杀的优质个股 2020.02.06 大基金一期投资硕果累累，二期蓄势待发 2019.12.31 TOF 有望成为 3D 感测主流方案 2019.12.31 封测行业复苏在即，先进封装需求强劲 2019.12.27 -2.23%20.25%42.72%65.20%87.67%110.15%6/10 8/10 10/10 12/10 2/10 4/10 6/10电子设备 沪深 300Table_Title1 行业研究 /电子设备 / 证券研究报告 挖掘价值 投资成长 敬请阅读本报告正文后各项声明 2 Table_yemei 电子设备行业专题研究 正文目录 1.生物识别技术发展概况 . 4 1.1.生物识别技术定义 . 4 1.2.生物识别技术中人脸及指纹识别优势明显 . 5 1.3.生物识别市场规模处于快速增长通道 . 6 2.指纹识别技术成熟，应用广泛 . 8 2.1.第一代光学指纹应用场景有限 . 8 2.2 电容式指纹成功引领智能手机生物识别技术升级 . 9 2.3 屏下指纹技术将是未来发展的方向 . 11 3.人脸识别技术成长迅速 . 16 3.1.苹果再次引领 3D 面部识别发展 . 16 3.2.2D 面部识别安全性较低，应用于特定场景 . 20 3.3.人脸识别市场规模稳步增长 . 21 4.配置建议 . 23 4.1.汇顶科技 . 23 4.2.兆易创新 . 25 5.风险提示 . 26 图表目录 图表 1：生物识别技术 . 4 图表 2：生物识别技术处理流程图 . 4 图表 3：生物识别技术分类 . 5 图表 4：生物识别的发展历程 . 6 图表 5：不同生物识别技术对比 . 6 图表 6：全球生物识别行业规模及增速 . 7 图表 7：全球生物识别技术市场结构 . 7 图表 8：我国生物识别技术市场规模 . 8 图表 9：光学指纹打卡机 . 8 图表 10：透镜式光学指纹 . 8 图表 11：指纹识别处理过程 . 9 图表 12：电容式指纹识别 . 9 图表 13：手机指纹识别行业大事记 . 10 图表 14：指纹识别手机出货量及渗透率 . 10 图表 15： OLED 自发光光学式指纹识别 . 11 图表 16：超薄指纹模组 . 12 图表 17：传统屏下光学指纹与超薄指纹模组对比 . 12 图表 18：小米 CC9 pro 超薄指纹模组 . 13 图表 19：超声波式屏下指纹识别 . 13 图表 20：第二代超声波指纹 . 14 图表 21： 2018-2024 年全球 屏下指纹手机出货量 . 14 图表 22： 2019 年全球屏下指纹芯片厂商市场份额 . 15 图表 23： 2019 年全球屏下指纹芯片地区市场份额 . 15 敬请阅读本报告正文后各项声明 3 Table_yemei 电子设备行业专题研究 图表 24： 3D 面部识别 . 16 图表 25： iPhone 人脸识别组件 . 17 图表 26：构建人脸点阵图 . 17 图表 27： OPPO Find X . 18 图表 28：华为 Mate 20 Pro . 18 图表 29： 3D 结构光与 TOF 区别 . 18 图表 30：华为 P30 Pro 宣传 . 18 图表 31： vivo nex TOF 人脸支付 . 19 图表 32：双目视觉原理图 . 19 图表 33： 3D 结构光、 TOF 以及双目视觉对比 . 20 图表 34：支付宝刷脸支付 . 20 图表 35： 2D 与 3D 人脸识别步骤 . 21 图表 36：全球人脸识别市场规模 . 21 图表 37：全球人脸识别市场规模 地区份额 . 22 图表 38：我国人脸识别市场规模 . 22 图表 39：我国人脸识别领域主要公司 . 23 图表 40：公司主要客户 . 23 图表 41：指纹芯片市场份额 . 24 图表 42：指纹芯片市场份额 . 24 图表 43：汇顶科技历年营业收入 . 25 图表 44：汇顶科技历年归母净利润 . 25 图表 45：思立微所获奖励 . 25 图表 46：思立微历年营业收入 . 26 图表 47：思立微历年归母净利润 . 26 图表 48：公司盈利预测（截至 2020-06-05） . 26 敬请阅读本报告正文后各项声明 4 Table_yemei 电子设备行业专题研究 1.生物识别技术 发展概况 1.1.生物识别技术 定义 生物识别技术（ biometrics） 是 一种利用 数理统计方法对生物 特征 进行分析 ， 来 对生物个体进行区分的 计算机技术。 生物识别技术的主要 研究 对象 包括语音、脸 部 、指纹、掌纹、虹膜、视网膜、体形、个人习惯（ 包括 敲击键盘的力度和频率、签字）等， 与之 相应的识别技术 包括语音 识别、人脸识别、指纹识别、掌纹识别、虹膜识别 等 。 图表 1： 生物识别技术 资料来源： 36 氪研究院，东方财富证券研究所 生物识别技术流程一般为，通过设备对信息进行采集，随后进行预处理，然后将生物信息中的特征进行提取，将其与档案特征进行比对，对比结束后得出识别结果。 图表 2： 生物识别技术处理流程图 敬请阅读本报告正文后各项声明 5 Table_yemei 电子设备行业专题研究 资料来源： 中商产业 研究院，东方财富证券研究所 1.2.生物识别技术 中人脸及指纹识别优势明显 目前市场上应用领域最为广泛的生物识别技术主要为人脸识别 以及 指纹识别， 语音识别、 虹膜识别、静脉识别以及基因识别由于技术实现较为复杂，则较少在市场中进行使用 。 图表 3： 生物识别技术分类 资料来源： 中商产业 研究院，东方财富证券研究所 生物识别技术的发展历程来看，指纹识别最早出现在 19 世纪，属于较早被发现并有效使用的识别技术，得到了较长时间的发展演变；人脸识别出现时间相对较晚，主要是在 20 世纪 90 年代末得到应用，但是近些年来的发展速度较快，逐渐成为产业内较为重要的分支，随着相应技术的不断成熟进步，未来预计将有更为广阔的发展空间。 敬请阅读本报告正文后各项声明 6 Table_yemei 电子设备行业专题研究 图表 4： 生物识别的发展历程 首次应用的时间及领域 指纹识别 指纹识别首次应用于 19 世纪初的刑侦领域，科学家发现个人指纹具备唯一性以及不变性的两大特征 人脸识别 人脸识别首次应用于 20 世纪 90 年代后期的反恐领域，美国在 911 后在115 座机场和 14 个主要港口设立美国访客和移民身份识别显示技术系统 虹膜识别 虹膜识别首次应用于 1998 年的奥运安防，日本长野冬季奥运会对运动员以及政府官员身份识别及射击项目枪支管理 静脉识别 静脉识别首次应用于 21 世纪初的技防领域，日本韩国配置了具备静脉识别的 ATM 机及会员识别一体机 语音识别 语音识别首次应用于 1997 年的人机交互， IBM 开发汉语 Via Voice 语音识别 资料来源： 网易科技 ，东方财富证券研究所 对比 不同的生物识别技术， 其各自的优缺点也较为明显 。 指纹识别以及人脸识别具备较高的技术易用性及便利性，在安全级别上也可以满足日常使用，相对来说设备成本适中，因此被广泛的使用；虹膜识别以及静脉识别虽然具备较高的安全等级，但是设备实现的成本较高且体积较大，不使用日常使用，因此仅应用在部分安全等级极高的场景，例如金库、档案室等。 图表 5： 不同生物识别技术对比 Table_FinanceInfo 技术类型 易用性 /便利性 安全级别 识别设备成本 可能的干扰 指纹识别 较高 中等 中等 脏物、皮肤磨损等 人脸识别 极高 高 中等 光线、遮挡 虹膜识别 中等 极高 高 隐形眼镜 语音识别 高 较高 较低 嗓音、感冒 静脉识别 中等 高 高 年龄、生理变化 资料来源： 中商产业 研究院，东方财富证券研究所 1.3.生物识别市场 规模处于快速增长通道 生物识别 技术广泛应用于 金融、电信、信息安全、电子政务等领域，全球市场规模不断扩张。根据 IBG 以及调研机构 Transparency Marker Research 统计 数据， 2019 年全球生物识别行业规模已经达到了 200 亿美元，随着人工智能市场的加速发展，生物识别技术的应用领域逐步扩大，到 2020 年全球市场规模将达到 233 亿美元，年均的复合增长率为 15.7%， 正处于快速增长通道。 敬请阅读本报告正文后各项声明 7 Table_yemei 电子设备行业专题研究 图表 6： 全球生物识别行业规模及增速 资料来源： 中商产业 研究院，东方财富证券研究所 根据 美国智库 Acuity Market Intelligence 统计显示，生物识别技术市场结构中指纹识别占比为 58%，排名第一，人脸识别占比为 18%，其次是新兴的虹膜识别占比 7%，此外还包括掌纹识别以及声音识别分别占比 7%及 5%。 图表 7： 全球生物识别 技术市场结构 资料来源： Acuity Market Intelligence，东方财富证券研究所 中国的生物识别市场在全球来看，占比较低，但是中国作为全球经济发展最快的国家之一，未来生物识别市场规模将会保持快速增长，预计到 2025 年行业市场规模将达到 930.5 亿元，年复合增长率为 18.5%。 0.0%5.0%10.0%15.0%20.0%25.0%30.0%0.050.0100.0150.0200.0250.02010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020E全球生物识别行业市场规模及增速（亿美元） 增速指纹识别58%人脸识别18%虹膜识别7%掌纹识别7%声音识别5%静脉识别3%笔迹识别1%其他1%指纹识别人脸识别虹膜识别掌纹识别声音识别静脉识别笔迹识别其他敬请阅读本报告正文后各项声明 8 Table_yemei 电子设备行业专题研究 图表 8： 我国生物识别技术市场规模 资料来源： 研观天下 ，东方财富证券研究所 2.指纹 识别技术成熟，应用广泛 2.1.第一代光学指纹应用场景有限 光学 指纹技术 是 出现 最早的指纹识别技术， 只需要通过光线照射获取手指表面纹路，将反射光作为数据通过传感器进行识别，处理后数据与数据库进行对比，就可以进行指纹识别。这种技术一般在公司门禁及打卡系统中使用，这种机器一般可以在采集区域的底部看到绿色或者红色的光源。 图表 9：光学指纹打卡机 图表 10：透镜式光学指纹 资料来源： Choice，东方财富证券研究所 资料来源： 知乎 ，东方财富证券研究所 光学指纹识别的过程是，手指放置在识别区域 ，通过镜面反射原理，指纹模块就会采集指纹图像 ，然后 指纹图像就会被数字信号处理器转换成数字信号 。然后通过微控制器将数字信号与指纹库里的指纹进行匹配，匹配结果将通过液0.0%5.0%10.0%15.0%20.0%25.0%30.0%35.0%0.0100.0200.0300.0400.0500.0600.0700.0800.0900.01,000.02019 2020 2021 2022 2023 2024 2025我国生物识别技术市场规模预测（亿元） 增速敬请阅读本报告正文后各项声明 9 Table_yemei 电子设备行业专题研究 晶显示器显示出来。 图表 11： 指纹识别处理过程 资料来源： 新思 ，东方财富证券研究所 由于光学指纹识别只能识别手指的表皮层信息，因此手指的干净程度将对识别结果影响较大，另外光学传感器容易被伪造的指纹欺骗，由于以上的原因，初代光学指纹识别主要应用于安全等级不高的领域。 2.2 电容式指纹成功引领智能手机生物识别技术升级 电容式指纹识别 相比于第一代光学指纹识别模块具 有体积小、适用性广 等优点，已经有越来越多的设备采用电容式指纹识别 。 电容式与光学式指纹识别差异主要是指纹信息采集的方式上 ，指纹 信息 的验证过程 基本相同 。 从技术上看， 电容式指纹识别 相对于光学式指纹识别要更为 复杂 ， 主要 原理是将压力感测、电容感测、热感测等 传感器 整合 到一起 ，当 手指表面 按压芯片表面时，内部电容 传感器 会根据指纹波峰与波谷而产生的电荷差形成指纹 图像 ， 然后将其 与手机内部的指纹库进行匹配，从而完成指纹识别。 图表 12： 电容式指纹识别 资料来源： 中商产业 研究院，东方财富证券研究所 敬请阅读本报告正文后各项声明 10 Table_yemei 电子设备行业专题研究 全球首个搭载指纹技术的手机出现于 1998 年，西门子手机首次将 Bromba公司的指纹识别技术应用于手机中，但是电容式指纹技术的普及则是由苹果公司来实现的， 2013 年搭载正面按压式识别技术的 iPhone 5s 引领了智能手机指纹识别技术的浪潮 ，指纹识别技术进入了快速发展期。 图表 13：手机指纹识别行业大事记 资料来源：手机报在线、东方财富证券研究所 根据旭日大数据统计， 2019 年全球指纹识别手机出货量 为 12 亿台左右，渗透率达到了 80%，预计未来渗透率仍有继续增长的空间。 图表 14：指纹识别手机出货量及渗透率 资料来源：旭日大数据，东方财富证券研究所 0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%02468101214162014 2015 2016 2017 2018 2019 2020E指纹识别手机出货量（亿部） 渗透率