一線｜指尖上的二次戰爭：匯頂屏下光學指紋趟過無人區

騰訊《一線》卜祥

10月16日，華為在英國倫敦發布新旗艦系列手機Mate 20，其中主力Pro版本及Mate 20 RS保時捷設計搭載了匯頂科技的屏下光學指紋方案。

早前8月份，騰訊《一線》專訪華為手機產品線總裁何剛，他表示華為Mate 7系列手機之前最早將電容指紋用於安全和支付解鎖，之所以在屏下光學指紋上未采取激進態勢，是經過驗證之後發現早先的屏下光學指紋方案在用戶體驗上不夠完美。

而隨著屏下光學指紋不斷迭代更新，乾手指不易識別、強光下干擾和解鎖時間慢等技術難題一個一個被克服，用戶體驗大幅改善。匯頂科技研發副總裁葉金春告訴騰訊《一線》，“現在電容指紋解鎖時間需要200多毫秒，屏下指紋可以實現350毫秒，差距幾乎可以忽略。”

這是華為手機此番採用屏下指紋的內在原因。這意味著獲得vivo量產手機大單之後，又一家國內主流大廠大批量採用匯頂屏下光學指紋方案（2018年3月發布的HUAWEI Mate RS保時捷設計也採用其方案）。另外，此前小米在小米8探索版及螢幕指紋版手機上均已經搭載了匯頂屏下光學指紋方案。

至此，國內前幾大手機廠商除OPPO外均已規模採用了匯頂的屏下光學指紋技術。9月中旬，匯頂科技董事長張帆對騰訊《一線》表示，今年屏下光學指紋銷量過千萬支，完成上半年所定下的目標。而且目前都是中高端手機使用，隨著技術方案進一步完善與擴散，屏下光學指紋將進入更多的智能手機。

進入無人區

匯頂科技是屏下光學指紋芯片和解決方案首創者、主導者，帶頭進行無人區創新，意味著需要獨自面對各種不確定性。

在中國芯片史上，由中國公司推動一項技術創新的案例非常稀少。外加芯片研發成本昂貴，一次從研發設計到流片過程，費用高達數百萬至千萬人民幣不等。只有實力雄厚的大公司可以承受，中小公司一著不慎，可能血本無歸。

早在2017年初，在西班牙舉辦的MWC展上，匯頂科技首次展出屏下光學指紋Demo，初步實現屏下光學指紋解鎖，但是離規模化商用還有很遠距離。“主要問題在於乾手指所代表的極端人群，哪怕只有1%，也是非常大的量。”張帆告訴騰訊《一線》。

乾手指會導致成象品質極劇下降，以至無法解鎖。所以，在一些海關過境處，傳統光學指紋采集器旁邊會放有濕海綿，沾一點點水以改善乾手指的成象品質。

與傳統光學指紋采集器相比，屏下光學指紋難度更大：首先只有4%左右的光線可以透過OLED屏回到光學指紋上傳感器，其次顯示屏本身的結構也會在光學指紋傳感器上成像。如何精確判斷，迅速比對、解鎖？“看起來距離很近，其實做了很久。”

研發副總葉金春還提到另一個技術難題：強光干擾。在室外太陽光下，光的強度很容易達到20萬~30萬lux（lux，表示被攝主體表面部門面積上受到的光通量），手機螢幕上的光量約為1000lux，相差幾個數量級。

2017年開始，整個手機行業都將全面屏作為主要產品創新方向，與之配套，如何去掉按鈕式電容指紋，需要更好的解鎖方案。匯頂科技張帆於8月底在集微網舉辦的論壇上發言時頗為感慨，過去智能手機上的技術創新，基本都由蘋果、三星主導，“2017年9月份蘋果放棄指紋方案之後，對匯頂和客戶都產生了很大震動。投入屏下光學指紋研發像是走一段夜路，回頭膽戰心驚。”

當時，與屏下光學指紋方案競爭的，還有高通超聲波技術（超聲波技術截止至今並沒有形成規模量產）。高通於2015年和2017年推出過兩代超聲波指紋識別方案，沒有達到手機廠商要求，憑高通研發實力，技術突破隨時可以發生。匯頂屏下光學指紋需要跑得更快才行，不僅僅是與自身競爭，也要與行業巨頭賽跑。

另外一家叫新思（Synaptics）的美國公司，也組織了團隊研發屏下指紋，曾進入過vivo供應鏈，但後來被匯頂替換。

2017年底，匯頂科技第一代適應於OLED硬屏的屏下光學指紋方案與新思的方案一起，嘗試性小批量用在vivo X20上。後來又小幅更新技術，用在vivo X21屏下指紋版手機。但是從解鎖速度和識別率等方面，仍然有待提升。

400+人倒計時集中突破

匯頂在屏下光學指紋項目上投入了400多號人，涉及芯片、軟體、硬體，還有光路系統，結構與工程工藝開發。

2018年1月至3月，這三個月裡匯頂在屏下光學指紋最後幾個關鍵技術上的突破緩慢，所有的收獲只是證明了一大堆方案不可行。當時主要任務是趕在6月中旬（足球世界杯開賽之前），完成vivo 年度旗艦機型NEX屏下指紋量產。

這是一個不可能推後的任務，因為世界杯不可能延遲。2018年春節前，匯頂團隊與vivo團隊，從vivo執行副總裁胡柏山和匯頂董事長張帆、vivo硬體研發副總裁王小軍對應葉金春，到基層技術骨乾，都建立起了聯繫。雙方每兩三天都要就項目開展討論，或是去vivo所在的東莞研發基地，或是vivo派人到深圳福田匯頂研發所在地。

當時還有一段故事。vivo非常看好屏下指紋所帶來的差異化。但是，匯頂屏下光學指紋規模化商用確實存在一些不可控的風險。怎麽辦？經過協商，vivo向匯頂科技“為縮短產品面世時間，下風險訂單。”

所謂風險訂單，就是都拿出誠意和資金，“雙方各承擔一半，客戶願意冒一定風險。”張帆分析，在某種情況下，這種合作可以節省時間，加速進程。

在葉金春執行層面，約一個星期推出一個版本。“持續突破，每天工作強度特別大，”葉金春告訴騰訊《一線》，“技術不確定性非常大，每天都像過山車一樣，心情大起大落，今天可能發現這裡有一個突破口，可能過兩天發現這個方法又不行，又會產生新問題。”

有一天晚上感到筋疲力盡，又考慮到萬一項目不成功，對客戶無法交代，對公司的影響也很大，於是葉金春找到張帆聊天。他告訴張帆，從年初1月份至3月份，系統優化和算法識別率提升進展非常緩慢。“這個項目現在壓力太大了，一時半會兒難以突破，但客戶那邊又天天追問進度。”

張帆對他講：“擔心和焦慮對解決問題沒有任何幫助，研發團隊不要去背這些包袱，要集中所有力量專注於技術突破，不要計較一城一地的得失。你們專注於技術，其它的問題我負責去解決。”

葉金春對張帆印象最深刻的一句話是，“對技術不確定性保持樂觀，要去享受這個過程。”回來後，葉金春如此鼓勵團隊。

最終，屏下光學指紋技術關鍵問題得以攻克，無論是解鎖速度、識別率性能都得到大幅度提升，達到大規模量產的標準。

更關鍵的是，匯頂在NEX屏下光學指紋生產方案上做出了一個大的創新。首次實現屏下光學指紋模塊與顯示屏分離解耦，不用再與顯示屏進行貼合。這種分離式設計大大減輕了商用難度，降低了生產成本。

等到9月份vivo X23手機上，匯頂的屏下指紋方案中採用了更高的分辨率，350毫秒可亮屏解鎖，綜合性能進一步提高。

第一次擊敗FPC、第二次擊敗新思

技術和性能上的領先，以及適應批量生產所做的工藝改進，成本更低，使得匯頂成為客戶的獨家供應商。受困於競爭力不足，昔日競爭對手新思的屏下光學指紋團隊在八、九月份悄然解散。

這是匯頂科技在指紋領域第二次擊敗國外競爭對手，上一次是在電容指紋上，與瑞典FPC競爭。

指紋識別需求在國內自2014年9月份由華為出廠的Mate7手機開始流行。華為當時找遍了國內多家指紋識別方案提供商，最終選擇了瑞典FPC公司方案和產品。儘管此芯片每顆增加了成本100元人民幣左右，但是由此獲得支撐的用戶體驗和安全需求的滿足，讓當年的Mate7大賣，成為此後一段時間裡競相模仿的對象。

來自瑞典的FPC公司，憑借Mate7的大賣，迅速拿下國內多數市場份額，自身體量兩年內實現了20倍增長。

同樣是2014年，匯頂科技看到市場機會，調整重心，集中指紋識別業務，利用本土之便與FPC近身肉搏。先後進入魅族、vivo、小米和華為等廠商，最終在2017年，市場佔用率、營收和利潤反超FPC。

與張帆交流，他認為匯頂科技能反超的原因是靠團隊持續創新、巧乾加苦乾。“你不停地投入，不停地聽客戶的意見，就會不斷的有創新的成果出來。”張帆說”電容指紋識別上我們先後推出了藍寶石蓋板、玻璃蓋板、coating、IFS和活體識別解決方案，是目前全球唯一一家能夠提供全系列解決方案的公司。”

“客戶說老外夏天要度暑假，我們沒暑假，會比老外服務更好，中國人更勤奮。”張帆說。2016年在江蘇昆山一個客戶那裡，匯頂的員工連著四個月在做技術突破，從夏天乾到冬天，甚至連換季的衣服都顧不上去買。

在董事長張帆層面，他已經習慣忍受技術研發為主的公司因為投入巨大而產生的利潤回調。2015年業績報表，因為2014年大幅增加投入電容指紋研發，公司利潤與2014年相比有所下滑。

相同情節在2018上年財務報表上重演。“今年上半年業績波動大，上半年營利下滑最嚴重，處於電容指紋下滑、屏下光學指紋接棒期。”張帆說。

8月份，匯頂科技發布2018年半年報財報顯示，公司 2018 年上半年實現銷售收入13.88億元，較2017年上半年的18.37億元銷售收入減少24%；淨利潤為1.12億元，較 2017年同期的4.82億元減少 76.76%。

換一種眼光看，情況有所不同。匯頂研發人員佔比89%。2017年，匯頂科技研發投入5.97億元，佔銷售收入16.2%。2018年上半年研發支出3.33億元人民幣，較2017年上半年2.17億元研發投入增加53%，研發開支佔銷售收入比重達24%。

闖過屏下光學指紋項目大關，張帆與董事會準備重獎研發人員。除了股權激勵向研發團隊傾斜，還會有非常大力度的年終獎和團隊特別現金獎勵。匯頂科技為屏下光學指紋團隊頒發的“總經理特別獎”，獎金為500萬。

張帆認為，匯頂科技此前在電容指紋上成功，隻屬於局部創新，意義上弱於屏下光學指紋原生性創新。“只有屏下光學指紋技術，是中國IC設計企業在一個全新的技術領域驅動技術革新並在主流終端品牌實現大規模商用，至少在手機芯片領域，過去沒有發生過。”截止至2018年9月底，有關屏下光學指紋技術專利，匯頂已在國際國內申請、獲得了320多項。

眼下，張帆認為公司已經度過最困難時刻，完成產品更新換代，隨著今年內屏下光學指紋量產將達到千萬支級別，匯頂科技做成了一件事：“推動了屏下光學指紋的規模商用。”

如果蘋果堅持的3D結構光和Face ID不能及早地在應用上做出爆款，證明自身犧牲外型值得，時間的流逝將使得異型瀏海屏對抗全面屏處於劣勢，屆時屏下光學指紋將有更大作為。

當然，這一切尚待時間給出答案。

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