今日，全球知名終端品牌小米在北京工業(yè)大學(xué)體育館召開新品發(fā)布會(huì)，小米2017年度旗艦機(jī)——小米6的神秘面紗被揭開。這款備受期待、凝聚小米公司探索精神的旗艦機(jī)被譽(yù)為“夢幻之作”。小米6采用了來自匯頂科技（上證股票代碼：603160）全球首創(chuàng)并擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的Invisible Fingerprint Sensor（IFS）指紋與觸控一體化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了“一體化”前屏面板設(shè)計(jì)和前屏“無孔式”指紋認(rèn)證，呈現(xiàn)給終端用戶宛如藝術(shù)品的高顏值和發(fā)燒級(jí)的用戶體驗(yàn)。

　　IFS指紋識(shí)別方案 為科技與藝術(shù)而生

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　　小米6首發(fā)上市產(chǎn)品采用的IFS指紋識(shí)別芯片由匯頂科技獨(dú)家提供，體現(xiàn)了小米對(duì)匯頂科技產(chǎn)品創(chuàng)新性的認(rèn)可、及對(duì)其專業(yè)服務(wù)與交付能力的信賴，也體現(xiàn)了雙方致力為消費(fèi)者打造極致用戶體驗(yàn)、矢志不渝帶來顛覆性創(chuàng)新產(chǎn)品的共同志愿。IFS指紋識(shí)別方案已經(jīng)獲得多家國際知名終端品牌客戶的青睞并實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模商用，在產(chǎn)品性能和質(zhì)量等方面能夠滿足客戶與消費(fèi)者的更高需求。

　　IFS技術(shù)是基于電容式指紋識(shí)別原理，通過匯頂科技創(chuàng)新的芯片設(shè)計(jì)及圖像算法，能夠有效穿透手機(jī)觸屏玻璃面板，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)快速的用戶指紋特征獲取、比對(duì)、認(rèn)證的一項(xiàng)軟硬件綜合創(chuàng)新技術(shù)。IFS指紋識(shí)別模組能夠直接貼合在觸控屏玻璃面板下方，無需在手機(jī)正面或背面挖通孔，既便于終端廠商完美保留原有的外觀設(shè)計(jì)風(fēng)格，又能滿足時(shí)下最流行的窄邊框設(shè)計(jì)，更能起到防水防塵的效果，最終實(shí)現(xiàn)更便捷的指紋識(shí)別體驗(yàn)與更佳視覺享受。

　　開創(chuàng)性創(chuàng)新 振興“中國芯”

　　智能終端市場的蓬勃發(fā)展與消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品創(chuàng)新體驗(yàn)的更高追求，使終端品牌廠商和產(chǎn)業(yè)鏈上下游的技術(shù)創(chuàng)新面臨更多挑戰(zhàn)。匯頂科技始終堅(jiān)持軟硬件解決方案相結(jié)合的自主創(chuàng)新，潛心鉆研，在焦灼的行業(yè)競爭背景下，打破技術(shù)瓶頸，實(shí)現(xiàn)了多項(xiàng)顛覆式開創(chuàng)性的創(chuàng)新技術(shù)并成功商用，屢獲國際國內(nèi)大獎(jiǎng)。截止2017年3月，匯頂科技已申請、獲得國際國內(nèi)專利共1200余件。近日，匯頂科技又憑借其在2016年優(yōu)異的市場表現(xiàn)榮獲“2016年中國集成電路設(shè)計(jì)十大企業(yè)”的稱號(hào)。同時(shí)，IFS?指紋識(shí)別方案也在2016年一舉斬獲了CES全球創(chuàng)新大獎(jiǎng)，匯頂科技由此成為首個(gè)獲得該項(xiàng)大獎(jiǎng)的中國IC設(shè)計(jì)公司。

　　?　　憑借持續(xù)領(lǐng)先的技術(shù)創(chuàng)新和廣泛的全球終端客戶商用，匯頂科技已發(fā)展成為全球指紋識(shí)別領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新領(lǐng)導(dǎo)者。作為立足中國，放眼全球的芯片設(shè)計(jì)公司，匯頂科技將繼續(xù)以推動(dòng)中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展為己任，持續(xù)強(qiáng)化研發(fā)投入并將技術(shù)創(chuàng)新成果規(guī)模商用，為全球的終端消費(fèi)者帶來更安全、更便捷、更智能的應(yīng)用體驗(yàn)。

　　因此，在手機(jī)廠商出于防水、美觀要求而致力于取消Home鍵的背景下，盲孔電容式Under Glass方案有望在近期內(nèi)成為指紋識(shí)別的主流。

　　2016年12月，采用匯頂IFS技術(shù)的聯(lián)想ZUK Edge手機(jī)發(fā)布。2017年2月，華為發(fā)布全新旗艦機(jī)P10，部分手機(jī)采用了匯頂?shù)腎FS技術(shù)，這表明盲孔電容式Under Glass指紋技術(shù)已經(jīng)具備量產(chǎn)所需的成熟度。

　　目前Under Glass方案的難點(diǎn)在于：首先玻璃本身非常脆弱，如果挖槽，會(huì)降低整塊玻璃的強(qiáng)度，加大玻璃加工的難度，這對(duì)康寧、AGC、肖特等玻璃原材料供應(yīng)商和藍(lán)思、伯恩、星星科技等玻璃加工商而言，具有一定的挑戰(zhàn)性；為了提高信號(hào)的信噪比，減少信號(hào)在塑封材料中的損失，芯片的封裝需要采用先進(jìn)的TSV技術(shù)（可有效縮減芯片厚度）；盲孔的深度及平整度公差很難控制，而采用TSV的指紋芯片需要直接與玻璃貼合，因此對(duì)于玻璃加工而言有較高的技術(shù)要求。

　　與此同時(shí)，基于現(xiàn)在主流的正面開通孔式方案的升級(jí)產(chǎn)品——可以嵌入玻璃的“超薄式”正面玻璃/陶瓷蓋板模組的指紋識(shí)別，由于可以提高屏占比，今年也可能被一些旗艦機(jī)型采用，也是重要趨勢之一。

　　采用“超薄式”正面玻璃/陶瓷蓋板的指紋識(shí)別模組，可以有效縮小整個(gè)模組的體積，尤其是厚度，從而使得整個(gè)模組的厚度不超過蓋板玻璃。這樣的話，手機(jī)的顯示屏幕便可以向下拓展，與指紋Home鍵的距離更加緊密（甚至可以覆蓋Home鍵位置），從而大幅提升整個(gè)屏幕的屏占比。

　　目前，該方案已經(jīng)開始在多家手機(jī)廠商測試，有望成為今年的趨勢之一。由于傳統(tǒng)的wire bonding封裝是難以有效縮減芯片厚度的，采用TSV封裝可以解決該問題。

　　2TSV先進(jìn)封裝將成為指紋識(shí)別產(chǎn)業(yè)鏈重構(gòu)的重要受益者

　　2014年蘋果iPhone5s搭載指紋識(shí)別，主要采用的是“trench+ wire bonding（深坑+打線）”的工藝進(jìn)行芯片級(jí)的封裝。

　　事實(shí)上，采用wire bond（打線）的封裝工藝需要進(jìn)行塑封，這將使得芯片的厚度增加，對(duì)于寸土寸金的智能手機(jī)而言，尤其是在各大手機(jī)廠商競相“求薄”的背景之下，wire bond并不是最佳方案。同時(shí)，盡管iPhone5s結(jié)合了trench+ RDL+ wire bond的封裝工藝，來縮小芯片尺寸，減少信號(hào)損失，但是隨著更優(yōu)的封裝方案TSV的崛起，蘋果在隨后的iPhone6s和iPhone7中，果斷將指紋識(shí)別封裝切換至TSV方案，由臺(tái)積電提供封裝服務(wù)。

　　如同SITRI對(duì)蘋果iPhone7的指紋芯片拆解，采用TSV（硅通孔）封裝技術(shù)之后，芯片的有效探測面積大幅增加，芯片的厚度和模組厚度都實(shí)現(xiàn)了縮減。第一代Touch ID Sensor（iPhone5s/6采用）為88 x 88像素陣列，第二代Touch ID Sensor（iPhone6s/7采用）為96 x 112像素陣列，足足提高了近40%，像素的大幅提升帶來識(shí)別精度的提升。

　　事實(shí)上，蘋果公司在指紋識(shí)別領(lǐng)域是走在最前列的，無論是第一代Touch ID Sensor采用的trench+wire bonding工藝，還是第二代Touch ID采用的TSV工藝，在技術(shù)上都是非常先進(jìn)的，都是非常緊缺的封裝資源，當(dāng)然成本也非常高。對(duì)于除了蘋果之外的手機(jī)廠商而言，無論是出于成本方面的考慮，還是資源方面的考慮，指紋識(shí)別芯片封裝采用TSV工藝的比例還是非常少的，大多數(shù)廠商采用的是wire bonding工藝。

　　目前，大多數(shù)指紋識(shí)別方案，芯片采用wire bonding工藝進(jìn)行封裝，技術(shù)成熟，成本低。由于表面需要與蓋板材料貼合，因此在芯片的正面會(huì)進(jìn)行塑封處理，將金屬引線掩埋起來，形成平整的表面。塑封的存在會(huì)影響信號(hào)識(shí)別的精度，同時(shí)增加芯片的厚度，但是對(duì)于如今主流的開孔指紋形式來說，問題并不大，因?yàn)樾酒?蓋板材料（或Coating）直接與手指接觸，仍然可以實(shí)現(xiàn)較好的指紋識(shí)別體驗(yàn)。

　　2016年以來，一些手機(jī)廠商開始向蘋果學(xué)習(xí)，對(duì)指紋識(shí)別芯片進(jìn)行小規(guī)模的trench或TSV封裝，如華為Mate9 Pro采用的是trench+TSV封裝工藝（比直接TSV工藝容易一些）。因?yàn)橄冗M(jìn)封裝直接的好處就是信號(hào)變強(qiáng)，指紋識(shí)別精度體驗(yàn)更佳，更重要的是芯片厚度變薄，從而縮減指紋模組的高度，可以擴(kuò)大屏占比。

　　采用“超薄式”正面玻璃/陶瓷蓋板的指紋識(shí)別模組，可以有效縮小整個(gè)模組的體積，尤其是厚度，從而使得整個(gè)模組的厚度不超過蓋板玻璃。這樣的話，手機(jī)的顯示屏幕便可以向下拓展，與指紋Home鍵的距離更加緊密（甚至可以覆蓋Home鍵位置），從而大幅提升整個(gè)屏幕的屏占比。由于傳統(tǒng)的wire bonding封裝是難以有效縮減芯片厚度的，采用TSV封裝可以解決該問題。因此，該方案今年也可能被一些旗艦機(jī)型采用，也是重要趨勢之一。

　　該方案與目前主流的正面蓋板開孔式方案在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方面基本一致，最大的區(qū)別在于出于模組減薄的考慮，芯片的封裝形式將由傳統(tǒng)的wire bonding改為TSV封裝，這將利好TSV封裝產(chǎn)業(yè)。

　　根據(jù)我們前文的分析，電容式Under Glass方案將成為指紋識(shí)別近期內(nèi)的重要趨勢之一，目前有兩種方案——在蓋板玻璃的正面或背面開盲孔。芯片是直接內(nèi)置于蓋板玻璃之下的，本來電容信號(hào)穿透玻璃就已經(jīng)存在較大困難，如果還有塑封材料的話，信號(hào)質(zhì)量將更加堪憂。如果不采用塑封的話，wire bonding的鍵合線直接暴露在外，會(huì)導(dǎo)致芯片正面不夠平整，是無法與蓋板玻璃緊密貼合的。因此，我們認(rèn)為，在電容式Under Glass方案大勢所趨的背景之下，TSV封裝將取代wire bonding成為必然之選。

　　隨著半導(dǎo)體工藝走到28納米以后，縮小工藝尺寸所帶來的成本下降曲線（性能上升）已經(jīng)不能符合以往的斜率，目前來看，單純縮小工藝尺寸的方法確實(shí)難以維系摩爾定律，但是，延續(xù)摩爾定律并不是只有縮小工藝尺寸一條路可以走。以立體封裝為代表的先進(jìn)封裝技術(shù)就能夠在不縮減工藝尺寸的前提下，增加集成度從而提升性能降低成本，所以這種技術(shù)路線也被稱為新摩爾定律或者超越摩爾（More than Moore）。

　　目前，先進(jìn)封裝技術(shù)是指第四代IC封裝技術(shù)，包括SiP、WLP、TSV等技術(shù)，具有尺寸縮小化、引腳密集化與系統(tǒng)集成化等特點(diǎn)。SiP（系統(tǒng)級(jí)封裝）是指利用各種堆疊集成技術(shù)，將多個(gè)具有不同功能的芯片及被動(dòng)元件集成到尺寸更小的封裝元件上，形成一個(gè)系統(tǒng)，可以優(yōu)化系統(tǒng)性能、避免重復(fù)封裝、縮短開發(fā)周期、降低成本、提高集成度；WLP（晶圓級(jí)封裝）是在整片晶圓上進(jìn)行封裝和測試，然后才切割成一個(gè)個(gè)的IC顆粒，因此封裝后的體積即等同IC裸晶的原尺寸；TSV（硅通孔）技術(shù)在芯片間或晶圓間制作垂直通道，實(shí)現(xiàn)芯片間垂直互聯(lián)，具有高密度集成、電性能提升、異質(zhì)集成等優(yōu)勢。

　　由于先進(jìn)封裝在提升芯片性能方面展現(xiàn)的巨大優(yōu)勢，未來幾年全球主要廠商都會(huì)在先進(jìn)封裝上持續(xù)投入。根據(jù)全球知名咨詢機(jī)構(gòu)YOLE的預(yù)測，從2015年到2020年，全球先進(jìn)封裝市場年復(fù)合增長率預(yù)計(jì)為7%。其中，對(duì)先進(jìn)封裝在中國的發(fā)展更為看好，增長可期的中國集成電路產(chǎn)業(yè)、全球在先進(jìn)封裝領(lǐng)域的持續(xù)投資、愈演愈烈的半導(dǎo)體公司并購，以及中國政府的引導(dǎo)作用，將使中國先進(jìn)封裝市場的增速遠(yuǎn)大于世界平均增速。預(yù)測中國先進(jìn)封裝市場2015-2020年復(fù)合增長率為16%，2020年中國先進(jìn)封裝市場規(guī)模可達(dá)40億美元（2015年市場規(guī)模約為20億美元）。

　　TSV（硅通孔）技術(shù)作為3D封裝領(lǐng)域最核心最基本的技術(shù)，已經(jīng)成為CIS圖像傳感器、高端存儲(chǔ)器的首選互連解決方案。硅通孔技術(shù)還實(shí)現(xiàn)了邏輯電路與CMOS圖像傳感器、MEMS、傳感器以及射頻濾波器的異質(zhì)集成。在不遠(yuǎn)的將來，硅通孔技術(shù)還將實(shí)現(xiàn)光子和LED的功能集成。

　　全球TSV工藝晶圓預(yù)計(jì)高增長。根據(jù)YOLE的預(yù)測，到2020年3D和2.5D TSV互連技術(shù)市場預(yù)計(jì)將達(dá)到約200萬塊晶圓，復(fù)合年增長率將達(dá)17%。市場增長驅(qū)動(dòng)力主要來自高端圖形應(yīng)用、高性能計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)中心對(duì)3D存儲(chǔ)器應(yīng)用的需求增長，以及指紋識(shí)別傳感器、環(huán)境光傳感器、射頻濾波器和LED等新應(yīng)用的快速發(fā)展。

　　目前，TSV技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域主要集中在CIS（CMOS圖像傳感器）和MEMS產(chǎn)品，同時(shí)FPGA芯片、Memory存儲(chǔ)器、指紋傳感器、射頻芯片等領(lǐng)域也逐漸開始應(yīng)用。尤其是在CIS領(lǐng)域，TSV可以大幅縮減芯片尺寸，對(duì)于寸土寸金的智能手機(jī)而言極其關(guān)鍵。例如，CMOS圖像傳感器的領(lǐng)導(dǎo)廠商索尼，通過full-filled TSV和via last方法來實(shí)現(xiàn)圖像傳感器與CMOS芯片堆疊，使得芯片表面的面積利用率提高（90%），減小芯片尺寸。這項(xiàng)技術(shù)稱為Exmor，采用3D堆疊集成方法，這已經(jīng)成為趨勢。

　　2晶方科技指紋識(shí)別TSV封裝業(yè)務(wù)將爆發(fā)

　　2013年9月蘋果iPhone5s搭載指紋識(shí)別，主要采用的是“trench+ wire bonding（深坑+打線）”的工藝進(jìn)行芯片級(jí)的封裝。蘋果iPhone5s的指紋識(shí)別做trench+RDL的工藝在***精材和蘇州晶方進(jìn)行，芯片做完RDL后，再由日月光完成wire bonding以及SiP模組的制作。2014年蘋果推出的iPhone6繼續(xù)采用與5s一致的芯片封裝技術(shù)

　　晶方科技已經(jīng)開發(fā)出了世界上第一個(gè)ETIM? （Edge Trench Interconnect Module） 技術(shù)。ETIM? 方案包括晶圓級(jí)互連方法、先進(jìn)的模塊制造等眾多先進(jìn)的傳感器封裝相關(guān)的技術(shù)，可以說是目前最先進(jìn)的指紋傳感器模塊技術(shù)之一。ETIM?解決方案可以實(shí)現(xiàn)更小的外形、卓越的可靠性、出色的傳感器功能和性能，可以創(chuàng)造出比以往更薄和更先進(jìn)的電子產(chǎn)品。

　　匯頂科技現(xiàn)已發(fā)展成為全球人機(jī)交互及生物識(shí)別技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者，晶方科技是匯頂科技重要合作伙伴。匯頂科技于2014年第四季度進(jìn)軍指紋識(shí)別領(lǐng)域，在短短三年內(nèi)，迅速卡位市場，在非蘋果系的智能手機(jī)領(lǐng)域，市占僅次于FPC，位居第二。在切入指紋識(shí)別初期，就推出了指紋傳感器技術(shù)、指紋匹配算法兩項(xiàng)核心技術(shù)，并利用這兩項(xiàng)技術(shù)研發(fā)出業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的指紋芯片產(chǎn)品GF9系列，主要應(yīng)用于智能手機(jī)等終端。推出了市場領(lǐng)先的全系列指紋芯片產(chǎn)品，并成功應(yīng)用于中興、樂視、魅族、VIVO、金立等知名品牌手機(jī)客戶。在指紋芯片的封裝方面，具備先進(jìn)封裝技術(shù)和豐富經(jīng)驗(yàn)的晶方科技，成為了匯頂科技重要的合作伙伴。