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我国屏下光学指纹识别技术行业需求规模、细分市场及主要企业情况分析

一、行业基本概述

屏下指纹识别技术,也称为“隐形指纹技术”,是通过将指纹识别传感器放置于屏幕玻璃下方,从而完成指纹识别解锁过程的新技术。相比传统的指纹识别,屏下指纹无须在手机正面设置额外的指纹识别窗,因而可以极大地提高手机的屏占比,带来震撼的视觉效果和极佳的使用体验。屏下指纹识别的主流技术屏下指纹识别技术按照其工作原理可以分为光学屏下指纹和超声波屏下指纹两种方式。

光学屏下指纹技术目前主要分为专门针对有机发光二极管(organic light emitting diode,OLED)显示面板的屏下指纹模组和针对传统液晶面板( LCD) 的屏下指纹模组。在 OLED 显示面板中,由于每个像素是否发光可以单独控制,理论上讲,可以将指纹模组置于任一像素下方,在指纹识别模式激活时,相应的像素发光,照亮位于面板玻璃上方的指纹,被指纹反射后的光线经过透镜准直,被位于发光像素下方的光学识别模组接收,转化成微弱的电流信号被识别,由于指纹存在脊和谷,其对应的光电流有所不同,通过识别该光电流就可以实现指纹识别。OLED 显示面板屏下指纹识别的好处在于可以将指纹置于任一像素下方,仅依靠某几个像素提供照明光,功耗较低。但是,由于屏下指纹识别模组和 OLED 显示面板成本都比较高,所以,整体成本偏高。

基于光学原理的屏下指纹识别方式也可以应用于传统的液晶面板,一般的做法是在液晶面板的每一像素处均设置光学感应器。其优点是可以实现真正意义上的全屏指纹识别,但是,由于液晶面板不能对单个像素的发光进行控制,所以,在指纹识别模式激活时,必须点亮整个背光模组,由此带来了较高的功耗。此外,由于在每一像素处均设置有光学感应器,所以,整体布线极其复杂,对生产工艺要求较高,较难实现量产。

二、行业市场规模

根据观研报告网发布的《中国屏下指纹识别技术行业现状深度研究与发展前景分析报告(2022-2029年)》显示,在智能手机全屏需求驱动下,光学屏下指纹识别得以快速大规模普及,持续保持高增长态势,逐步对传统电容式指纹识别形成替代,成为整体指纹识别的发展重心。但近几年来我国智能手机市场呈现了需求疲软的现象,也使得我国屏下光学指纹识别技术行业市场规模出现收缩现象。2021年我国屏下光学指纹识别技术行业市场规模为31.14亿元,具体如下:

在智能手机全屏需求驱动下,光学屏下指纹识别得以快速大规模普及,持续保持高增长态势,逐步对传统电容式指纹识别形成替代,成为整体指纹识别的发展重心。但近几年来我国智能手机市场呈现了需求疲软的现象,也使得我国屏下光学指纹识别技术行业市场规模出现收缩现象。2021年我国屏下光学指纹识别技术行业市场规模为31.14亿元,具体如下:

资料来源:观研天下数据中心整理

目前指纹识别技术是技术最成熟、应用最广泛的生物识别技术之一。随着智能手机全面屏时代的到来,生物识别方案也从屏上电容指纹转为屏下指纹识别。屏下指纹依靠隐藏式指纹识别设计,手指直接接触屏幕指定区域即可解锁,该方案不影响屏占比。

5G手机因为用电量较大,为了腾出更大空间给电池置放,所以5G手机用的屏下指纹模组需向超薄超精密型发展。国内指纹芯片领导企业汇顶科技推出的光学屏下指纹传感器厚度小,正在引发行业发展的二次加速。

三、行业需求规模

近年来,全面屏已经成为了智能手机发展的主流趋势,最大化的屏幕视觉效果成为了各大手机厂商发力的重要阵地之一。而攻克屏下指纹识别就是手机厂商提高屏占比,实现“真全面屏”的必经之路,其中,光学指纹识别凭借在成本、技术、效果方面的优势,成为屏下指纹识别的主要方案。2021年我国屏下光学指纹识别手机出货量为1.28亿部,具体如下:

近年来,全面屏已经成为了智能手机发展的主流趋势,最大化的屏幕视觉效果成为了各大手机厂商发力的重要阵地之一。而攻克屏下指纹识别就是手机厂商提高屏占比,实现“真全面屏”的必经之路,其中,光学指纹识别凭借在成本、技术、效果方面的优势,成为屏下指纹识别的主要方案。2021年我国屏下光学指纹识别手机出货量为1.28亿部,具体如下:

资料来源:IDC,观研天下数据中心整理

目前,我国智能手机市场虽面临着需求疲软、宏观经济下行等不利因素的影响,但短期来看,智能手机仍然是最大价值应用场景。中国2021年智能手机的全年总出货量为3.29亿部,同比增长0.92%。中国2021年度出货量最高的前五名手机品牌商分别为vivo、OPPO、小米、苹果、Honor。

目前,我国智能手机市场虽面临着需求疲软、宏观经济下行等不利因素的影响,但短期来看,智能手机仍然是最大价值应用场景。中国2021年智能手机的全年总出货量为3.29亿部,同比增长0.92%。中国2021年度出货量最高的前五名手机品牌商分别为vivo、OPPO、小米、苹果、Honor。

资料来源:IDC,观研天下数据中心整理

vivo 2021年以7100万台的出货量保持第一的位置,同比增长21.5%;OPPO 2021年出货量6710万台,同比增长20.4%,位列全年出货量第二名;小米2021年出货量为5110万台,同比增长15.5%,位列第三名;苹果2021年出货量为5030万台,同比增长15.3%,位列第四;Honor 2021年出货量为3860万台,同比增长15.6%,位列第五名。

长远来看,智能手机市场仍具有发展空间。一方面,随着我国互联网普及率的提高,我国手机网民规模持续增长,庞大的手机网民规模为智能手机市场提供了基础增长动力。另一方面,随着国家加大对新基建七大产业领域中“5G基站”的建设投入,将极大地刺激5G智能手机的需求市场。未来,在国内手机网民规模的持续增长和国家加快5G基站建设的趋势下,国内5G智能手机出货量将持续高涨。

另一方面,消费类电子产品市场日新月异,产品的形态、功能以及客户需求转换较快,屏下光学指纹识别技术芯片等电子元器件需要不断的革新,在性能、适用范围等方面持续调整和提升,对屏下光学指纹识别设计企业的研发能力提出了较高要求。

整体来看,智能手机市场仍旧是增长的趋势,而作为手机配件的TWS耳机、脖挂耳机、头戴式耳机、智能手表/手环等智能穿戴产品也会随着智能手机市场的增长,带来消费者需求增长。

四、行业细分市场分析

1CMOS光学

从当前的技术路线上看,屏下指纹领域有三大方案:CMOS光学方案,代表厂商为汇顶科技,上海思立微电子科技有限公司,神盾;超声波方案,代表厂商为高通,FPC;TFT光学大面积指纹解锁方案,代表厂商为箩箕。

CMOS光学方案是目前OLED屏幕的主要开发方向:

(1)直接在屏幕下方布置一个CMOS传感器,利用OLED的子像素之间缝隙让光线穿透过去,进而识别指纹;

(2)缩小传感器,插入OLED的像素点之间;

(3)将CMOS传感器做成透明的,直接贴装于AMOLED屏幕上方,将光学指纹识别做成一层识别层。

(3)将CMOS传感器做成透明的,直接贴装于AMOLED屏幕上方,将光学指纹识别做成一层识别层。

资料来源:观研天下数据中心整理

预计2029年CMOS屏下光学指纹识别市场规模将达到51.48亿元,具体如下:

预计2029年CMOS屏下光学指纹识别市场规模将达到51.48亿元,具体如下:

资料来源:观研天下数据中心整理

2TFT光学

用TFT(薄膜晶体管)传感器代替硅基CIS(Cmos Image sensor)传感器。现在点区域光学指纹芯片采用的是硅基CIS传感器,下一代区域感测或将采用TFT传感器。由于现有LCD面板液晶驱动普遍为TFT结构,每个TFT驱动一个像素,若把传感器融合到TFT结构中,则可灵活调整感测面积,解决目前硅基CIS芯片感测区域固定的问题。

应用于LED背光源的TFT光学传感器。TFT传感器被放置在盖板玻璃下面,背光光源上面,可以解决目前光学指纹无法应用于LED背光面板的问题。目前这种技术相对不是很成熟,有待改进。目前,TFT屏下光学指纹识别市场规模较小。预计2029年我国TFT屏下光学指纹识别市场规模将达到4.41亿元,具体如下:

应用于LED背光源的TFT光学传感器。TFT传感器被放置在盖板玻璃下面,背光光源上面,可以解决目前光学指纹无法应用于LED背光面板的问题。目前这种技术相对不是很成熟,有待改进。目前,TFT屏下光学指纹识别市场规模较小。预计2029年我国TFT屏下光学指纹识别市场规模将达到4.41亿元,具体如下:

资料来源:观研天下数据中心整理

五、市场主要企业情况

目前来看,屏下光学指纹识别技术更加成熟,产业链内拥有众多供应商,包括汇顶、Synaptics等都已经实现了光学屏下指纹传感器的量产。现阶段几乎全部搭载屏下指纹识别技术的产品,包括vivoNEX、华为MateRS保时捷设计均采用的是光学式屏下指纹识别技术。以此可以推测,未来很长一段时间内,光学式屏下指纹识别都会是市场中绝对的主流。

目前在行业里比较知名的屏下光学指纹识别技术品牌有汇顶科技,Synaptics,思立微(兆易创新旗下子公司),高通,神盾,欧菲光,印芯半导体,京东方,丘钛科技、东聚电子等。

2021年中国屏下光学指纹识别技术十大品牌(排名不分先后)

名称

品牌

品牌简介

汇顶科技

汇顶科技是一家基于芯片设计和软件开发的整体应用解决方案提供商,目前主要面向智能终端、物联网及汽车电子领域提供领先的半导体软硬件解决方案。产品和解决方案已经广泛应用于华为、OPPOvivo、小米、SamsungGoogleAmazonDellHPLG、一加、NokiaASUS等国际国内知名品牌,服务全球数亿人群,是驱动万物智联的IC设计与解决方案领先提供商。

Synaptics

人机界面解决方案的开发商Synaptics公司于20131010日宣布以2.55亿美元收购指纹识别传感器制造商ValiditySensors,收购将以现金加股票的方式进行。此次收购也意味着Synaptics将正式进入指纹识别市场。该收购方案已于2013119日完成。

思立微

思立微电子一直致力于新一代移动智能终端生物传感技术的自主技术创新,专注于生物识别传感器SoC芯片和解决方案的研制开发。公司于2011年推出首颗自主研发的多点触控芯片GSL16802012年创造了全球首颗单层多点触控芯片GSL1688并随后以成熟的多点触控芯片技术及方案成为占据国内平板开发市场70%的市场领导者;2014年创造了国内首颗按压式指纹识别传感器GSL6162及其一体化解决方案;并持续以先进的技术创新为市场和客户定制高性能、低功耗的生物识别传感芯片及其系统解决方案,以专业高效的团队为客户提供实时卓越的技术支持。

高通

高通创立于1985年,总部设于美国加利福尼亚州圣迭戈市,35,400多名员工遍布全球。高通是全球领先的无线科技创新者,变革了世界连接、计算和沟通的方式。把手机连接到互联网,高通的发明开启了移动互联时代。高通的基础科技赋能了整个移动生态系统,每一台3G4G5G智能手机中都有其发明。高通公司是全球3G4G5G技术研发的领先企业,已经向全球多家制造商提供技术使用授权,涉及了世界上所有电信设备和消费电子设备的品牌。在中国,高通开展业务已逾20年,与中国生态伙伴的合作已拓展至智能手机、集成电路、物联网、大数据、软件、汽车等众多行业。

神盾

神盾是神盾公司旗下一个指纹识别芯片品牌,它是全球唯一一家拥有被动式指纹识别芯片的公司,成立于2007年,并购三家公司合组而成。专精于电容式指纹识别IC的设计、研发、测试及销售,同时拥有IC设计与系统设计技术的研发团队。

欧菲光

一家以开发和生产数码摄像系统中的红外截止滤光片及组立件、触摸屏、光纤镀膜、低通滤波器等产品的精密光学光电子薄膜元器件生产商。

印芯半导体

广州印芯半导体技术有限公司成立于201957日,位于广州开发区,是以提供CMOS图像传感器(CIS)芯片设计服务的公司,包括生物识别系统:屏下指纹、ToF2D/3D脸部、虹膜识别,甚至于人体DNA生物芯片(基因定序)、Li-Fi无线光通信VLC芯片等先进产品开发设计服务。

京东方

京东方科技集团股份有限公司(BOE)创立于19934月,是一家为信息交互和人类健康提供智慧端口产品和专业服务的物联网公司。

丘钛科技

丘钛科技是全球领先的智能移动终端中高端摄像头模组及指纹识别模组制造商。本集团主要从事设计、研发、制造和销售摄像头模组及指纹识别模组,并以全球智能手机及平板计算机品牌、物联网(IoT)和智能汽车等智能移动终端的中高端摄像头模组和指纹识别模组市场为主。

东聚电子

东聚电子科技集团是由台湾致伸科技股份有限公司于198910月在中国内地投资设立﹔股票于1993年在台湾上市,公司自创立以来﹐即锁定3C产品的专业领域﹐并拟定资本大众化﹑管理信息化﹑组织扁平化﹑生产效率化﹑研发市场化﹑经营专业化六大方针﹐从而使公司快速成为世界级高水平的超级ODM3C产品制造商,

资料来源:观研天下整理(WWTQ)

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