电子行业深度报告：光学指纹识别前景可期.pdf

HeaderTable_User 810267106 1013244114 1361147007 1544659266 1726549013 HeaderTable_Industry 13020500 看好 investRatingChange.same 173833581 深度报告 东方证券股份有限公司经相关主管机关核准具备证券投资咨询业务资格，据此开展发布证券研究报告业务。 东方证券股份有限公司及其关联机构在法律许可的范围内正在或将要与本研究报告所分析的企业发展业务关系。因此，投资者应当考虑到本公司可能存在对报告的客观性产生影响的利益冲突，不应视本证券研究报告为作出投资决策的唯一因素。 有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 【行业证券研究报告】 核心观点 全面屏手机受追捧，催生新一代指纹识别方案 ： 全面屏市场已被全面激活，17 年，全球全面屏智能手机的出货量已超过 2.1 亿部，渗透率达 9%，预计到 2020 年出货量将超过 14 亿部，渗透率 将迅速提升至 85%。在全面屏大趋势下， 屏下指纹识别 能实现 指纹识别模组与显示屏和触摸屏 的 全面整合，可实现高 屏占比 ， 并 将 实现在屏幕的任何位臵都可以进行指纹识别操作，优势显著， 即将成为指纹识别的主流方案， 目前已成功搭载在 vivo X21 等 机型中。 光学屏下指纹识别方案优势显著，前景明朗： 屏下指纹识别 技术主要有超声波、光学 技术。 相比于超声波技术 ，光学技术在成本、成熟度、穿透厚度、图像质量、分辨率、防伪能力、便携程度、耐用性等多个方面优势明显，有望成为 屏下 指纹识别方案的主要技术 。汇顶、新思等光学方案已在华为、小米、 Vivo 等旗舰机型上获得小批量运用。 光学指纹芯片空间巨大 ： 据 IHS 预测， 18 年搭载屏下指纹识别的手机出货量至少为 900 万台，到 19 年将超过 1 亿台，若三星将屏下指纹识别技术搭载于 Galaxy Note 9 中，则 18 年的出货量将增加至 2000 万台以上。实际上，丘钛近日公告获得某家中国领先手机品牌制造商的首批屏下指纹识别模组批量采购订单和备料需求指示，数量合计超过 700 万颗。再考虑到汇顶等公司的出货量，我们认为 IHS 的预测过于保守， 18 年屏下指纹手机的出货量很可能会突破 3000 万部， 19 年也有望远超 IHS 预测的 1 亿部，并有望 超过 1.6亿部，在 11.7 亿部全面屏手机中达到 14%的渗透率。由于 获得三星以外大多数安卓手机厂商的青睐， 光学技术 将占据屏下指纹的大多数份额 ，按照 18年和 19 年出货量分别为 1900 万台和 1 亿台、单价分别为 53 元和 40 元计算 ，光学指纹芯片 2018-19 年的市场空间分别为 10 亿元 和 41 亿元。 投资 建议与投资标的 全面屏是智能手机的不可逆趋势 ， 随着技术的成熟 ，光学屏下指纹识别方案即将迎来爆发，建议关注光学指纹芯片和方案的头部公司 汇顶科技 (603160，未评级 )，领先的 模组厂商 欧菲科技 (002456，买入 )， 合力泰 (002217，买入 )。 汇顶科技 是 A 股营收最大 的 IC 设计公司 ， 曾 获得国际巨头联发科 20%以上的股权投资， 打破亚洲设计公司的 只有一代爆款产品的规律 ，几乎成为国内主流手机厂商旗舰机的标配 ， 打入国际大客户三星 。 公司 增长点：中 短期看光学指纹 ： 光学指纹 市场 3Q 有望 开始放量 ，汇顶已是华为、小米、 Vivo 等供 应商，将受益于行业的高增长。 中长期看 3D sensing、 IoT：公司已深入布局 3D sensing、也在 车载 指纹、 指纹锁等非手机指纹 业务有所突破， 心率传感器在华为和 小米万魔耳机 获得采用，已收购德国 NB-IoT 芯片公司CommSolid。 风险提示 全面屏手机的出货量不达预期、替代技术发展超预期、光学指纹识别技术发展不达预期 。 光学指纹识别前景可期 电子行业 行业评级 看好 中性 看淡 (维持 ) 国家 /地区 中国 /A 股 行业 电子 报告发布日期 2018 年 07 月 27 日 行业表现 资料来源： WIND 证券分析师 蒯剑 021-63325888*8514 kuaijianorientsec 执业证书编号： S0860514050005 王芳 021-63325888*6068 wangfang1orientsec 执业证书编号： S0860516100001 联系人 马天翼 021-63325888*6115 matianyiorientsec 王若擎 021-63325888-5023 wangruoqingorientsec 杨旭 021-63325888-6073 yangxuorientsec 相关报告 智能手机与 PC 对比，产业成长仍可期 2018-07-05 消费电子备货旺季来临 2018-06-29 -12%0%12%23%35%17/0717/0817/0917/1017/1117/1218/0118/0218/0318/04电子 沪深300有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 HeaderTable_TypeTitle 电子深度报告 光学指纹识别前景可期 2 目 录 1全面屏手机受追捧，催生新一代指纹识别方案 . 4 2 光学屏下指纹识别方案优势显著，前景明朗 . 6 2.1 技术原理多样化，光学技术实现突破 . 7 2.2 光学方案在穿透厚度、分辨率等方面具备明显优势 . 9 3 光学指纹芯片空间巨大 . 11 4 投资建议 . 14 5 风险提示 . 14 有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 HeaderTable_TypeTitle 电子深度报告 光学指纹识别前景可期 3 图表目录 图 1：全面屏手机具有极高的屏占比 . 4 图 2：全球全面屏智能手机出货量将迅速增加（百万部） . 4 图 3：全面屏大趋势下三种识别方案优劣势对比 . 4 图 4：屏下指纹识别能实现更高的屏占比 . 5 图 5：屏下光学指纹的主要供应商与进展概况 . 5 图 6：小米 8 透明探索版搭载屏下指纹识别 . 6 图 7：小米 8 透明探索版搭载 3D sensing . 6 图 8：光学与 超声波方案的主要供应商 . 6 图 9：超声波式指纹识别技术原理 . 7 图 10：茂丞科技基于射频技术的屏下指纹识别方案 . 7 图 11：超声 波等射频技术存在劣势 . 7 图 12：传统光学指纹识别原理示意图 . 8 图 13：光学指纹识别在考勤机中的应用 . 8 图 14：光学指纹识别在门禁中的应用 . 8 图 15：汇顶屏下光学指纹 原理示意 . 9 图 16：汇顶屏下光学指纹光线处理结构示意 . 9 图 17：屏下指纹识别方案需要穿透厚保护层 . 9 图 18：不同屏下指纹识别方案对比 . 9 图 19：光学物理特性使其 能够穿透厚保护层 . 10 图 20：三种技术应用于屏下指纹识别方案的性能对比 . 10 图 21：国内手机厂商将主要采用光学技术 . 11 图 22：汇顶科技屏下光学指纹广泛商用 . 12 图 23： vivo 屏下指纹识别技术的结构 . 12 图 24： vivo NEX 拆机测评（镊子压住的是屏下指纹模组） . 12 图 25：搭载屏下指纹识别的智能手机出货量将迅速增加 . 13 图 26：光学指纹芯片市场空间将迅速扩大 . 14 有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 HeaderTable_TypeTitle 电子深度报告 光学指纹识别前景可期 4 1 全面屏手机受追捧，催生新一代指纹识别方案 从 2016 年底至今，伴随小米 MIX、三星 Galaxy S8 系列、 iPhone X 等手机相继发布，具有极高屏占比 （屏占比达 80%以上） 、长宽比达到 18:9 的全面屏手机引发手机外观创新潮流。 根据Sigmaintell 的数据， 2017 年，全球全面屏智能手机的出货量已超过 2.1 亿部，渗透率达到 9%，预计到 2020 年出货量将超过 14 亿部，渗透率有望达到 85%。 图 1： 全面屏手机具有极高的屏占比 图 2：全球全面屏智能手机出货量 将迅速增加 （百万部） 数据来源： 各手机厂商官网， 东方证券研究所 数据来源： Sigmaintell、 东方证券研究所 全面屏手机的应用推动指纹识别方案的变革，使得指纹识别模组必须从实体 Home键中解放出来，小米 MIX 和三星 S8 由于超高的屏占比而将指纹识别挪到背面，但这种设计在一定程度上影响了操作体验。 iPhone X 采用 3D 面部识别方案，但该方案在使用前需要唤醒屏幕、识别的准确性受握持角度和距离等影响，并且 需要占用一定的面积，从而降低了屏占比。此外，目前 3D 面部识别良产率低，成本相对高昂， iPhone X 的成本价约 20 美元，远高于传统按压式指纹识别模组为 4-6 美元。 相比之下，屏下指纹识别把指纹识别模组与显示屏和触摸屏全面整合， 可实现超过 85%的屏占比并 实现在屏幕的任何位臵都可以进行指纹 识别 操作 ，优势显著，目前已成功搭载在 vivo X20 plus、华为 Mate RS、小米 8 等 机型中。 图 3： 全面屏大趋势下三种识别方案优劣势对比 9% 61% 78% 85% 0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%0400800120016002017A 2018E 2019E 2020E出货量 渗透率 有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 HeaderTable_TypeTitle 电子深度报告 光学指纹识别前景可期 5 方案 屏下指纹识别 3D 面部识别 背部电容指纹识别 优点 集成在显示屏下方，更高屏占比，解锁方便，符合用户使用习惯 安全性更高 识别速度快，技术成熟 缺点 技术要求 高， 当前 识别速度和第一代电容 技术 相当，约0.7s 成本 高，解锁体验不好，受环境影响大 有些场景不符合人使用习惯 数据来源： 百度、 东方证券研究所 图 4： 屏下指纹识别能实现更高的屏占比 数据来源： OLED industry、 APPLE 官网， vivo 官网、 SAMSUNG 官网， 东方证券研究所 汇顶 、 新思 、 高通等方案商在过去 2 年纷纷推出屏下指纹方案，并开始供货特别版本的旗舰机型。 图 5：屏下光学指纹的主要供应商与进展概况 方案商 技术路线 进展 汇顶 光学 2018 年 6 月， vivo NEX 发布，汇顶为 其 独家提供屏下光学指纹 汇顶 光学 2017 年 3 月在 MWC 发布光学指纹方案， 2018 年 3 月携 vivo商用 新思 光学 2017 年 1 月携 vivo 发布屏下指纹技术 Clear IDFS9500 高通 超声波 2017 年 6 月携 vivo 发布屏下指纹识别技术，但良率偏低，还未量产 有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 HeaderTable_TypeTitle 电子深度报告 光学指纹识别前景可期 6 数据来源：搜狐科技，东方证券研究所 3D sensing 有望与屏下指纹方案并存 3D sensing 与屏下指纹各有优缺点，适用于不同的使用场景，符合不同用户群体的使用习惯，两种方案有望长期共存，甚至同时出现于同一部手机中 ，比如：小米 8 透明探索版。 图 6：小米 8 透明探索版 搭载屏下指纹识别 图 7：小米 8 透明探索版 搭载 3D sensing 数据来源： 百度、 东方证券研究所 数据来源： 百度、 东方证券研究所 2 光学 屏下指纹识别 方案 优势显著， 前景 明朗 全面屏正面指纹识别技术主要是光学技术和 超声波 技术， 通过对 两 种技术进行详细分析和比较可见，光学技术具有明显优势， 也获得大多数安卓手机厂商的支持， 在手机全屏化趋势下将成为指纹识别技术的主流发展方向。 图 8： 光学与超声波方案的主要供应商 光学 超声波 方案商 汇顶 、 新思 、 思立微 高通 手机厂 华为 、 Vivo、 小米 三星 芯片成本 8 美元 15 美元 数据来源： 百度、 东方证券研究所 有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 HeaderTable_TypeTitle 电子深度报告 光学指纹识别前景可期 7 2.1 技术原理多样化，光学技术实现突破 超声波技术 通过传感器发射微量的射频信号，穿透手指的表皮层 捕捉到指纹脊和汗毛孔等独特特征，从而识别出用户指纹独特的 3D 特征 。这种方法对手指的干净程度要求较低 ，可以产生高质量的图像 。 推广 该技术的 公司 主要 是 高通 等。 图 9： 超声波式指纹 识别技术 原理 图 10： 茂丞科技 基于射频技术的屏下指纹识别 方案 数据来源： 集微网、 东方证券研究所 数据来源： 茂丞科技 、 东方证券研究所 但由于以超声波 技术需要主动发射信号， 功耗相对 较 高，同时整体成本相对比较高 ，仅芯片成本高达 15-20 美元 。此外，超声波等射频技术也存在体积大、识别率受限等明显劣势，小米 5s 的凹槽设计 在一定程度上就是为了规避超声波传感器穿透能力和灵敏度不高的问题 。 图 11： 超声波等射频技术存在劣势 数据来源： 百度、 东方证券研究所 光学识别 是应用比较早的一种指纹识别技术， 传统的光学技术 主要是利用光的折摄和反射原理 ，通常 由光源、三棱镜及感光组件构成 。 光源发出的光通过三棱镜后照射到手指表面，从手指表面反射有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 HeaderTable_TypeTitle 电子深度报告 光学指纹识别前景可期 8 的光携带着指纹信息，通过三棱镜后投射到感光组件上，由感光组件识别指纹信息，实现解锁或打卡等功能。 图 12： 传统光学指纹识别原理示意图 数据来源： 太平洋电脑网、 东方证券研究所 传统的光学技术主要用于考勤机、门禁和安检系统等领域，该技术对使用环境的温度湿度都有一定的要求，并只能到达皮肤的表皮层，不能到达真皮层，故容易被假指纹欺骗，而且受手指表面干净程度和干燥程度影响较大。种种缺陷决定了传统光学技术无法应用于消费电子终端。 图 13： 光学指纹识别在考勤机中的应用 图 14： 光学指纹识别在门禁中的应用 数据来源： 百度、 东方证券研究所 数据来源： 罗曼斯、 东方证券研究所 16 年以来，新思、汇顶等发布的新一代光学指纹识别方案逐渐解决了传统光学识别方案具有的缺陷。以汇顶的方案为例，其方案中包含的组件主要有 OLED 屏（光源）、 lens（光线处理镜头），CMOS（光电转化元件）。此外， 汇顶通过光源集成和光路重新设计 定制了专门的微透镜阵列（ MicroLens Array，主要进行光线准直处理 ）和 光学空间滤光器阵列（ Spatial Filter Arra，主要过有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 HeaderTable_TypeTitle 电子深度报告 光学指纹识别前景可期 9 滤杂散光），这两个光学处理元件可以保证进入 CMOS 的 光 基本都是指纹的反光， 从而 最大程度减少环境光的干扰。此方案充分利用了光学识别的优势，对于屏幕玻璃厚度几乎没有要求。 图 15： 汇顶屏下光学指纹原理示意 图 16： 汇顶屏下光学指纹光线处理结构示意 数据来源： 汇顶专利说明书， 东方证券研究所 数据来源： 汇顶专利说明书， 东方证券研究所 2.2 光学方案 在穿透厚度、分辨率等方面 具备明显优势 屏下指纹识别 的最大挑战在于将传感器放在 屏幕 盖板之下，厚度远大于 之前的 Coating 和盖板式 方案 ，这就需要穿透力强、灵敏度高的传感器技术来避免信号衰减。 图 17： 屏下指纹识别 方案需要穿透厚保护层 指纹识别方案 Coating 方案 盖板方案 屏下指纹识别 方案 保护层厚度 5-15 m 0.2-0.3mm 0.5mm 以上 数据来源： IT 之家、 东方证券研究所 随着 2.5D 盖板逐渐成为标配，厚度一般在 0.8mm 左右。电容式和超声波技术只能穿透 0.3-0.5mm的玻璃或蓝宝石屏幕盖板，在 屏下指纹识别 方案中大都需要在防护玻璃上采用化学腐蚀等方法挖凹槽来降低传感器位臵的保护层厚度，在提高工艺复杂程度的同时降低了玻璃强度和良率，大大增加了工艺成本。 图 18： 不同屏下指纹识别方案对比 有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 HeaderTable_TypeTitle 电子深度报告 光学指纹识别前景可期 10 数据来源： 百度、 东方证券研究所 光学指纹识别技术 可 利用光学物理特性 透过 1mm 盖板玻璃进行高分辨率扫描 ，有望解决电容式和超声波技术无法穿透厚玻璃的缺陷。 图 19： 光学物理特性使其能够穿透厚保护层 数据来源： 百度、 东方证券研究所 通过全面对比三种技术原理在 屏下指纹识别 方案中的应用性能，光学技术在图像质量、分辨率、防伪能力、穿透能力、便携程度、耐用性等多个方面优势明显，将成为 屏下指纹识别 指纹识别方案的主要技术手段。 图 20： 三种技术应用于屏下指纹识别方案的性能对比