在當今數位化時代，指紋辨識晶片正以其獨特的優勢，在眾多領域發揮著重要作用，展現出廣闊的發展前景。

從原理上來說，指紋辨識技術本質上屬於生物識別技術（biometrics）的一種，因其獨特性、穩定性及便捷性等特點，被廣泛應用於手機解鎖、移動支付等多種場景，並隨著技術的迭代而產生不同的類型。

縱觀全球指紋晶片廠商，目前國外的指紋辨識廠商主要有AuthenTec、FPC、Synaptics等幾個國際大廠，以及神盾、義隆、敦泰、茂丞等台灣廠商之外，國產指紋辨識晶片廠商主要有匯頂、邁瑞微、費恩格爾、信煒、芯啟航、貝特萊、思立微、集創北方、比亞迪半導體等十多家企業。

01. 叱咤江湖的指紋辨識晶片

最早的指紋辨識其實可以追溯到3800～3500年前，中國新石器時代的仰韶文化遺址、二里頭遺址出土的陶器有明顯紋理清晰的指紋痕跡，說明古人已經會使用指印了。

古代在簽訂一些重要的契約或資料時，例如簽寫認罪書，“簽字畫押”就派上了用處。

不過，指紋辨識成為應用於電子領域是在1998年。西門子最早研發了首款搭載指紋辨識的手機：西門子（SL10)1088。

之後到了2013年，蘋果推出了首款搭載正面按壓式指紋辨識的手機iPhone5s，並把指紋叫做Touch ID。在5s前面做指紋的手機也有上百個，但是人們一聊起指紋記住的卻只有蘋果。

到了2014年，華為推出了國內首款採用指紋辨識的手機Mate7，此後國內一眾手機品牌紛紛加入，指紋辨識晶片市場也因此迎來了爆髮式增長。

2016年至2017年上半年，手機終端的需求極大地刺激了指紋晶片的出貨量。統計結果顯示，2016年的指紋辨識感測器的出貨量已達6.89億顆，相較2013年的2300萬顆，CAGR值高達210%，而在2017年的智慧型手機總出貨量中，約有60%以上的智慧型手機採用了指紋辨識技術。

屏下指紋辨識的出現又成為指紋晶片廠商們的新“興奮點”，包括Synaptics、Goodix、Qualcomm、Egis等在內眾多廠商，都加入了研發隊伍。國內指紋晶片龍頭匯頂科技也在那段時期，憑藉屏下指紋晶片大規模量產，迎來了巔峰時刻，於2019年9月份市值正式突破千億元，成為A股首家市值突破千億的半導體公司。然而，市場狂歡終究要迎來落幕。曾經在電子領域大放異彩的指紋辨識晶片，如今市場卻不如往昔。

“敗你的不是同行，而是跨界。”

重創指紋辨識晶片市場的也並非越來越先進的指紋辨識技術，而是隨著全螢幕手機崛起的人臉識別技術。其非接觸式的便捷性和快速識別的優勢，在眾多場景下對指紋辨識形成有力替代。

再加上市場競爭激烈，企業眾多導致產品同質化嚴重，價格戰不斷壓低利潤空間。匯頂科技董事長張帆2023年6月曾直言：“指紋晶片技術發展成熟，市場競爭激烈，廠商之間的價格戰，也影響了匯頂科技毛利率，從而進一步壓縮了利潤空間。”

難以彌補的智慧型手機市場下降缺口，指紋辨識晶片逐漸不再輝煌。

02. 指紋辨識晶片應用場景

不過，指紋辨識晶片仍然具有廣泛的應用場景。

智慧型手機領域

2023年，國內智慧型手機屏下指紋辨識佔比43%，同比上升10個百分點，主要源於小米、榮耀、華為等主流品牌屏下指紋辨識手機銷量增長的帶動，其中小米同比增幅最大，達129%，榮耀、華為同比分別增長48%和42%。

在OLED智慧型手機出貨量同比增加的情況下，屏下指紋辨識搭載率呈持續上行趨勢佔比創歷史新高，達45%，而側邊指紋辨識佔比同比下降12%，後置指紋辨識佔比下降至1%，前置指紋已淡出國內智慧型手機指紋辨識市場。

當前智慧型手機指紋辨識感測器主要廠商包括高通、匯頂科技（Goodix Technology）、神盾股份（Egis）、Fingerprints、JIIOV（極豪科技）、思立微電子等。

應用案例方面，華為、OPPO、vivo、小米等眾多品牌的手機廣泛採用指紋辨識晶片。例如，OPPO Find N3是業界首個搭載側邊蓋板指紋方案的旗艦級手機，採用極豪側邊電容指紋辨識晶片 JV0103，該晶片寬度僅為 1.80mm。

智能家居領域

隨著智能裝置的持續發展，指紋辨識技術成為現在智能終端市場和移動支付市場中佔有率最高的生物識別技術。憑藉高識別率、短耗時等優勢，被廣泛地運用在智能家等裝置上。

智能門鎖是指紋辨識晶片的重要應用場景。如華為智能門鎖，通過搭載雙引擎 AI 指紋解鎖技術，結合1 TOPS 算力的 AI 晶片與動態學習引擎，實現快速解鎖並持續學習指紋特徵。其深度超分引擎能精準識別老人指紋磨損、小孩指紋淺、手指出汗或沾水漬等各類指紋狀況。

TCL K2 智能門鎖，採用智能半導體指紋辨識裝置，搭配瑞典 FPC 的指紋模組，實現最高 100 枚指紋錄入、0.3s 快速識別使用者指紋並開鎖的效果，配合 192×192 的高密度像素點和逐層指紋辨識演算法。

比亞迪智能門鎖主控 MCU BF5885AM64。這是一款 “四合一” 智能門鎖晶片，將主控 MCU、智能觸控按鍵、RFID 智能卡檢測和語音播放進行了整合，能夠滿足目前智能門鎖應用的大部分需求。高度整合化的設計，極大地縮短了軟硬體的開發周期，加快了終端產品上市的處理程序。該晶片預留了豐富的功能拓展介面，包括 I/O、SPI、ADC、PWM、UART 等，其中 UART 介面可與藍牙模組、人臉識別模組、指紋辨識模組連接，實現功能拓展。

汽車領域

實際上，指紋辨識技術在汽車領域也有所應用。

領克汽車發佈的 05 車型採用了匯頂科技的車規級指紋辨識方案，為駕駛者打造專屬智能座艙的 “入口”。匯頂科技的車規級指紋辨識方案，在晶片設計、生產和封裝測試等環節均滿足車規級質量認證要求（AEC-Q100 和 IATF 16949）。通過指紋驗證，可實現駕駛者個性化帳戶一鍵登錄功能，自動同步各項座艙偏好設定，如後視鏡角度、座椅位置、燈光、空調等，還可開啟電子手套箱及後備箱。

匯頂科技在汽車指紋辨識領域積極探索和創新，其車規級指紋辨識晶片已實現商用化。匯頂科技向投資者介紹時表示，車規級觸控式螢幕晶片可支援小、中、大尺寸全系列中控屏，已規模商用於日產、三菱、上汽、廣汽、比亞迪、理想等眾多海外、合資及自主品牌，並覆蓋日韓、歐美及中國市場。

03. 指紋辨識晶片真的末路了嗎？

雖然臉部辨識技術來勢洶洶，但指紋辨識晶片並非毫無還手之力。在精準性和穩定性方面，指紋辨識依然有著獨特的優勢。而且值得注意的是，超聲波屏下指紋辨識迎來了新的機遇。

指紋辨識技術可以分為三種：光學、超聲波和電容。

電容式指紋辨識算是最早的指紋辨識技術。電容式指紋辨識技術根據採集的方式可以進一步細分為刮擦式和按壓式。刮擦式類似於相機拍照，當手指在感測器表面滑動時，感測器對指紋進行“拍照”從而採集資訊進行識別。按壓式電容指紋辨識作為前者的最佳化方案，手指只需按壓在感測器上，就能快速識別指紋，更易於操作。

光學式指紋辨識主要利用光反射原理，將指紋感測器巧妙地嵌入螢幕下方，手指按住對應螢幕識別區域即可解鎖。主要缺點是它們有時會被“欺騙”。由於該技術僅能捕獲2D圖片，因此可以使用假肢甚至高品質的圖片來騙過感測器。

超聲波式指紋識別工作原理是當手指按壓螢幕，螢幕下的感測器就會向手指按壓區域發射超聲波，接觸到指紋凹凸不平的溝壑時，超聲波被吸收、穿透、反射的程度有差異，會產生不同能量的回波並被感測器接收，從而建構出3D指紋圖像。

相較於光學指紋辨識，超聲波式指紋辨識技術的優點包括穿透性更強，抗水漬、污漬干擾能力強，識別率高，支援活體檢測，安全性較高。

在2015世界移動通訊大會（MWC 2015）上，高通正式推出移動行業首個基於超聲波技術的3D指紋認證解決方案——Qualcomm Snapdragon Sense ID 3D指紋技術。

真正讓超聲波指紋出彩的是2021年8月份iQOO8Pro發佈的“超聲波3D廣域指紋技術”，這個技術的特點有兩個，首先就是解鎖面積超級大，這直接和指紋模組的面積相掛鉤（遠遠大於三星的）；另外就是“一次錄入”即可的便捷體驗，用過之後基本就離不開了。到目前為止超聲波指紋辨識依然是頂級的方案。

目前，超聲波指紋技術已在市場上得到了一定程度的應用，如vivo X90 Pro、iQOO 12系列和魅族21 Pro等手機均採用了該技術。

知名科技博主“數位閒聊站”透露，華為正全力推進自研超聲波指紋技術的研發工作，這一技術相較於市場上的競品方案，在功耗控制上展現出顯著優勢。然而，令人遺憾的是，即將發佈的華為Mate 70系列並未能率先搭載這一前沿技術，業內普遍預測，明年的Pura 80系列有望成為華為首款應用此技術的旗艦產品。

同時，產業鏈傳出的消息稱，匯頂科技的單點超聲波指紋晶片GUM5228獲得了小米手機的認可，或將搭載在小米15系列手機全系產品上面。

據瞭解超聲波指紋晶片GUM5228是匯頂科技推出的擁有自主智慧財產權的超聲波指紋感測器。利用超聲波建構和識別三維指紋資訊，該方案顯著提升了指紋使用的安全性，並基於自研CMOSSensor架構，擁有優異的訊號雜訊比及識別性能，大幅最佳化了供應鏈工藝與製造成本。

GUM5228晶片主要用於柔性AMOLED屏下指紋辨識，以晶圓級聲學層加工，簡化了供應鏈；指紋模組尺寸僅為16.85mm*13.4mm*0.17mm，識別面積為5mm*5mm，釋放更多手機內部空間；解鎖區域設計更靈活，更符合人體工程學，擁有極速解鎖體驗。

不過，超聲波指紋辨識依然具有高昂的成本。根據業內人士透露，手機上一套完整的超聲波指紋模組的成本價大概在70元左右，而主流的屏下指紋模組成本價為20-30元之間。高了整整兩三倍，這對於手機這種產品來說，已經是一個非常誇張的成本差距了。其次它的功耗和發熱量較大，對手機的續航和散熱產生一定影響，手機廠商需要單獨為其偵錯新的識別演算法。

從之前的魅族21，再到iQOO Neo 9SPro+，再到小米15系列，超聲波指紋辨識出現的機率越來越高。行業分析人士表示，隨著手機更新迭代，手機指紋解鎖方案也不斷升級。近年來，超聲波指紋辨識技術趨於成熟，未來隨著成本下降，超聲波指紋辨識有望向中低端手機普及，成為屏下指紋辨識主流方案，市場推廣空間廣闊。

超聲波指紋辨識為指紋辨識晶片又打開了一扇新的大門。 (半導體產業縱橫)