在前兩篇文章中我們?cè)敿?xì)了解了指紋識(shí)別芯片的核心技術(shù)路線與算法的相關(guān)問(wèn)題，我們知道了走純電容式技術(shù)路線的指紋識(shí)別芯片成本較低（單芯片），采用自有算法的小尺寸（96×96，128×64）指紋傳感器成本較低。今天，我們就詳細(xì)分析下影響指紋芯片成本價(jià)格的第三個(gè)關(guān)鍵因素——半導(dǎo)體制造及封裝。
目前，指紋識(shí)別傳感器普遍采用8英寸晶圓0.18μm工藝，也有部分廠商采用0.35μm或0.5μm工藝。蘋(píng)果則更極端一些，采用了12英寸晶圓55納米的工藝。由此可以看出，目前市場(chǎng)上主要占用的是8英寸晶圓0.18μm工藝的產(chǎn)能。
據(jù)《手機(jī)報(bào)》統(tǒng)計(jì)，2015年國(guó)內(nèi)市場(chǎng)指紋手機(jī)銷(xiāo)量約為1～1.25億部，指紋識(shí)別滲透率在20%左右，有近60款一二線新機(jī)型搭載指紋識(shí)別。而在2016年，業(yè)界普遍預(yù)計(jì)指紋識(shí)別滲透率將上升至50%左右，市場(chǎng)規(guī)模翻一番，對(duì)指紋模組的產(chǎn)能需求也成倍增長(zhǎng)。因此，今年市場(chǎng)對(duì)8英寸晶圓0.18μm工藝產(chǎn)能的需求會(huì)十分迫切。半導(dǎo)體廠對(duì)單片芯片晶圓成本的優(yōu)化以及在產(chǎn)能和價(jià)格方面的支持將會(huì)極大影響到指紋芯片廠商的競(jìng)爭(zhēng)力。
目前，國(guó)內(nèi)具備8英寸晶圓生產(chǎn)工藝的半導(dǎo)體廠主要有聯(lián)電、中芯國(guó)際、華虹宏力、臺(tái)積電、海力士、英特爾等廠商。
而現(xiàn)階段占據(jù)大半安卓指紋識(shí)別市場(chǎng)的FPC就是與中芯國(guó)際展開(kāi)合作。據(jù)市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)IHS統(tǒng)計(jì)，2015年指紋識(shí)別芯片出貨量約達(dá)4.99億顆，F(xiàn)PC占有26%左右的市場(chǎng)份額，指紋識(shí)別芯片出貨量約為1.3億顆。FPC采用中芯國(guó)際8英寸晶圓0.18μm工藝，其產(chǎn)能達(dá)到3萬(wàn)片/月。由于FPC的量非常大，它拿到了中芯國(guó)際最低的價(jià)格，一層光罩19美金，光刻層數(shù)為23層。
據(jù)業(yè)內(nèi)人士透露，除FPC外，思立微和邁瑞微同樣選擇與中芯國(guó)際合作，并且也采用了和FPC相同的工藝。但是，思立微與邁瑞微能夠拿到的價(jià)格與產(chǎn)能就無(wú)法與FPC相提并論。不過(guò)該人士猜測(cè)，思立微也有可能以格科微的名義拿到接近FPC的價(jià)格。而國(guó)內(nèi)另一家指紋識(shí)別芯片大廠匯頂，則是與德國(guó)的X-FAB展開(kāi)合作，但該人士估計(jì)其價(jià)格應(yīng)該比國(guó)內(nèi)晶圓廠要貴。
另外，國(guó)內(nèi)指紋識(shí)別芯片廠商中有一家具有中國(guó)第二大晶圓廠華虹宏力背景，它就是費(fèi)恩格爾。費(fèi)恩格爾自然采用華虹宏力的8英寸晶圓0.18μm工藝，該工藝只需要17層光罩。至于價(jià)格與產(chǎn)能供應(yīng)方面，雖然相關(guān)人士并未透露，但相信有華虹宏力背景在，應(yīng)該會(huì)有一定優(yōu)勢(shì)。
至于臺(tái)系指紋識(shí)別芯片廠商，則主要是與臺(tái)積電、聯(lián)電，以及格羅方德合作。這三家晶圓廠給臺(tái)系企業(yè)的價(jià)格與給大陸企業(yè)的價(jià)格體系不一樣，因此無(wú)法直接比較，暫時(shí)未知。不過(guò)據(jù)業(yè)內(nèi)人士透露，這三家晶圓廠給臺(tái)系企業(yè)的價(jià)格應(yīng)該不貴，因?yàn)橛行┡_(tái)系芯片廠商甚至直接拿著晶圓在大陸賣(mài)。
雖然臺(tái)系指紋識(shí)別芯片廠商從晶圓廠拿到的成本價(jià)格不會(huì)太貴，但據(jù)業(yè)內(nèi)人士分析，應(yīng)該不會(huì)比費(fèi)恩格爾從華虹宏力拿到的價(jià)格還低，“FPC從中芯國(guó)際拿到的一層光罩19美金的價(jià)格已經(jīng)是非常低了，然而據(jù)了解，費(fèi)恩格爾從華虹宏力拿到的價(jià)格比這還低，而且它只需要17層光罩，整體成本價(jià)格比FPC還要低很多。”
至于封裝方面，2015年，封裝技術(shù)得到了長(zhǎng)足發(fā)展，國(guó)內(nèi)的長(zhǎng)電與華天兩大巨頭也積極展開(kāi)布局，提升自己的技術(shù)實(shí)力。尤其是借助資本市場(chǎng)完成了幾筆重要收購(gòu)，打入高端市場(chǎng)。
目前，封裝方面的節(jié)點(diǎn)還是在于是否采用Trench和TSV的封裝工藝。
雖然Trench和TSV封裝工藝能提升性能，但由于Trench和TSV產(chǎn)能屬于稀缺資源，在高端指紋識(shí)別封裝領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)僅有長(zhǎng)電、華天等少數(shù)幾家封裝廠能生產(chǎn)，對(duì)于想要大量出貨的指紋芯片廠商和終端品牌廠商來(lái)說(shuō)，這都是一個(gè)不穩(wěn)定因素。據(jù)業(yè)內(nèi)人士透露，這就導(dǎo)致了目前許多指紋識(shí)別芯片廠商想方設(shè)法擺脫Trench和TSV封裝工藝。如果順利擺脫Trench和TSV封裝工藝的話，那么各家指紋識(shí)別芯片廠商的封裝成本就基本趨于一致，包括價(jià)格和良率。
該人士還表示，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前還未擺脫Trench和TSV封裝工藝的指紋識(shí)別芯片廠商主要就是FPC。如果大家都擺脫了Trench和TSV封裝工藝，這就降低了對(duì)封裝廠的技術(shù)要求，提升封裝良率，單顆芯片的封裝成本將會(huì)統(tǒng)一降到0.3美金左右。
至此，我們已經(jīng)總結(jié)出了核心技術(shù)、算法、和半導(dǎo)體制造及封裝工藝對(duì)指紋識(shí)別傳感器成本價(jià)格產(chǎn)生的影響。讓我們來(lái)簡(jiǎn)單計(jì)算一下指紋識(shí)別傳感器最低成本價(jià)格：
假設(shè)該傳感器是純電容式技術(shù)的單芯片結(jié)構(gòu)，采用自有算法，傳感器面積為96×96，采用8英寸晶圓0.18μm工藝，光罩17層，一層光罩價(jià)格假設(shè)為18美金（低于FPC的已知最低價(jià)19美金），良率為99%，π=3.14。
那么我們算得，一塊8英寸晶圓大概能切割出1333顆芯片。一塊8英寸晶圓的價(jià)格最少在306美金，得出一顆芯片成本在0.23美金左右。
假設(shè)封裝工藝不采用Trench和TSV，那么封裝成本就在0.3美金左右，加上芯片成本最后就是0.53美金左右。如果采用最便宜的coating方案，在不帶金屬環(huán)的情況下，后段加工經(jīng)過(guò)coating、SMT+FPC等組裝，最終指紋模組的成本價(jià)格大概在0.88美金左右。
這就是目前理論上接近最低值的指紋模組成本價(jià)格。
01月07日 18:14
