中国半导体行业系列：传感器，关注细分行业龙头的投资机会 26页

'目录传感器：从单一材料到MEMS4市场概况：全球百亿美金级市场，物联网等应用驱动传感器市场增长4产业链结构7技术发展路径：微元件从微米级向纳米级进发，集成存储器和逻辑电路使传感器智能化7建议关注公司：歌尔股份/瑞声科技（声学MEMS），深迪半导体（惯性传感器）10CMOS图像传感器（CIS）：高端应用带来高附加值14全球市场概况：增速放缓，低端市场红海竞争，高端应用需要差异化技术14产业链结构15技术发展路线：背照式（BSI）和堆栈背照式技术已成为主流，未来向多层堆叠BSI和混合堆叠BSI发展17中国企业战略:豪威，格科微17指纹识别传感器（FingerPrintSensor）20全球指纹传感器市场概况：手机占主要应用，防水功能推动屏下指纹识别技术20产业链结构22技术发展路线：屏下全玻璃光学技术和超声波技术将是下一代主流技术23建议关注公司：汇顶，思立微/兆易创新25图表图表1:传感器技术发展路径4图表2:主要传感器的市场规模（2017）及相关厂商4图表3:2017年全球传感器市场结构（按应用领域分）5图表4:2017全球传感器市场结构（按产品类别分）5图表5:ECM/MEMS麦克风市场规模6图表6:MEMS麦克风市场规模预测（按应用）6图表7:AmazonEcho的七麦克风阵列6图表8:MEMS市场份额（2016）6图表9:MEMS产业链7图表10:MEMS功能发展路径7图表11:MEMS技术发展路径8图表12:MEMS封装技术发展路径8图表13:MEMS材料发展路径8图表14:MEMS从研发到商业化耗时长8图表15:歌尔股份股权结构9图表16:iPhone5/6的三麦克风配臵9图表17:歌尔MEMS麦克风收入近年来不断增加9图表18:瑞声科技股权结构10图表19:瑞声科技MEMS麦克风收入及预测10图表20:深迪半导体发展历程11图表21:深迪半导体全球布局11图表22:深迪半导体发展历程12图表23:CMOS图像传感器市场趋势13图表24:2017年CIS市场结构（按应用分类）13图表25:2017年CIS市场结构（按厂商）13图表26:2017年车用CIS市场结构（按厂商）13 图表27:CIS产量排名（对应12寸晶圆产量）14图表28:全球CIS市场结构（按工艺分类）14图表29:CIS产业链15图表30:主要企业CIS业务收入-Sony15图表31:主要企业CIS和Foundry业务合计收入-Samsung15图表32:主要企业CIS业务收入利润-OmniVision15图表33:主要企业CIS业务收入-OnSemi15图表34:CIS技术发展路线16图表35:豪威发展历程17图表36:豪威股权架构17图表37:豪威科技2017年收入按应用领域拆分17图表38:格科微发展历程18图表39:2016年全球指纹传感器市场占比19图表40:全球指纹传感器市场规模预测19图表41:2016年指纹识别传感器市场结构（按应用）19图表42:2016年指纹识别传感器市场结构（按厂商）19图表43:电容式指纹传感器结构20图表44:指纹识别传感器市场规模和结构（按技术分）20图表45:指纹传感器解决方案分类21图表46:电容式指纹识别传感器产业链21图表47:屏下光学式指纹传感器产业链22图表48:主要企业指纹识别传感器业务收入-FPC22图表49:主要企业指纹识别传感器业务收入盈利-Goodix22图表50:3D感应市场趋势23图表51:3D感应模组产值和市场渗透率23图表52:指纹传感器技术发展路径23图表53:指纹传感器技术分类24图表54:指纹识别传感器主要厂商（按技术）24图表55:汇顶科技发展历程24图表56:汇顶科技股权架构25图表57:汇顶科技收入及增长率25图表58:汇顶科技2017年收入按应用领域拆分25图表59:发展历程26图表60:思立微被收购股权架构变化26图表61:思立微近三年收入和净利润27 传感器：从单一材料到MEMS市场概况：全球百亿美金级市场，物联网等应用驱动传感器市场增长传感器是一类将环境中的自然信号转换为电信号的半导体器件。根据WSTS数据，2017年全球半导体传感器市场125.7亿美元，占比全球半导体产值的3%，预计2018年将增长到136.1亿美元。从感应物理量来分，可以分为声，光，热，电，力等基本物理量；从技术路径来分，又可以分为单一材料传感器（如压电传感器等）、组合材料传感器（如CIS传感器等）和微系统传感器（如MEMS等）。从应用场景方面可以分为消费电子、工业、通信、汽车，医疗等。图表1:传感器技术发展路径单一材料（永磁体等）复合材料CMOS等微系统MEMS声ECM麦克风超声波传感器MEMS麦克风光有机感光鼓CCD图像传感器CIS图像传感器屏下光学式指纹识别传感器热温度传感器红外传感器热电堆电电压式指纹识别传感器磁力计力压电传感器加速度计陀螺仪资料来源：商业模式以IDM为主，存在许多细分行业龙头。由于每类传感器都有各自不同的工艺和设计，厂商通常采用设计和生产一体的IDM模式。因此传感器行业存在许多小而美的细分行业龙头企业。图表2:主要传感器的市场规模（2017）及相关厂商主要传感器市场规模（USDmn）主要厂商指纹传感器2,562.1FPC,Goodix,Apple/Authentec,Synaptics,Sileads压力传感器2,257.6Bosch,Sensata,Infineon,Denso,NXP,AmphenolBAW滤波器2,121.5Broadcom,Qorvo,TDK,TaiyoYuden加速度计1,523.4Bosch,NXP,STM,ADI,Murata,InvenSense,DensoCMOS图像传感器1,390.0Sony,Samsung,OmniVision,Onsemi,STM陀螺仪1,169.8Bosch,InvenSense,STM,Parasonic,ADI,Murata麦克风1,094.9Knowles，Goertek,STM,AAC,TDK,MEMSSensing打印机针头1,077.6HP,Canon,Fuji,Epson,ParasonicDLP879.0TexasInstruments,FraunhoferIPMS晶圆探针卡575.0FormFactor,Micronics其他1,914.8资料来源： 从市场份额来看，CMOS图像传感器占据传感器市场的29%，MEMS传感器占20%的市场，而单一材料传感器中电压式指纹识别传感器占比最高达8%。另外射频传感器和雷达传感器在通讯、汽车、军事上有着远距离探测和信息传递的应用，分别占比16%和11%。图表3:2017年全球传感器市场结构（按应用领域分）图表4:2017全球传感器市场结构（按产品类别分）5%26%33%AutomotiveConsumerElectronicsDataProcessingIndustrialMedicalElectronics6%Military&CivilAerospaceWiredcommunications20%16%11%其他RF雷达3D传感器光谱传感器指纹传感器气体传感器2%3%4%11%15%WirelessCommunications29%4%1%8%4%2%磁传感器CISMEMS（不包括BAW）资料来源：Yole，资料来源：Yole，从技术路径来看，传感器采用的材料由单一材料发展到复合材料，并在结构上由简单结构发展成复合型微机电系统MEMS。传统传感器通过将单一材料对环境中物理量的敏感反应转换为电信号以实现感应，如ECM麦克风中的永磁体，复印机中的有机感光鼓，压电传感器中的压电陶瓷等。但单一材料进过一段时间敏感度衰减程度不一，导致传感器敏感度和精度下降，于是诞生复合材料传感器，尤其以半导体材料CMOS为主的CMOS图像传感器、红外传感器，以复合型压电晶片的感应元件的超声波传感器。以结构来看，传统传感器结构简单，所测物理量有限且精度较低，而MEMS通过三维组合微机械、微能源所形成的系统可以同时感应更多的物理量，并以鲁棒性更强的系统提高感应的精度。未来MEMS将集成存储器和逻辑芯片以提供计算和存储功能，智能传感器将作为新的终端成为AI、物联网的重要边缘感知触手。市场对传感器的需求由单一功能向多功能复合类系统转移，MEMS市场成长迅速。根据Yole统计，2017年全球包括加速度计、陀螺仪、压力传感器和麦克风等应用在内的MEMS（含传感器、致动器、微能源等）市场总产值达459.89亿美元1，占比全球半导体总产值约11%，预计2018年相关总产值达537.32亿美元。根据IHS统计，MEMS的出货量预计将由2017年的210.5亿颗在2018年增长17.3%至246.37亿颗，预计2021年将达到360.45亿颗，CAGR达14.4%。MEMS不同技术类别组合在不同应用场景市场需求差异巨大，产品组成元素迥异，市场增长由细分领域增长动力引导。根据Yole统计，现存市场占比最高的种类分别为CMOS图像传感器、MEMS复合类微机电系统、RF射频传感器和雷达传感器，分别占比29.1%、20.5%、15.6%和11.2%。预计未来5年，到2023年成长最快的类别为3D感应、RF射频传感器和雷达传感器，CAGR分别为40%、21%和16%。MEMS麦克风市场：市场继续成长，中国企业正在向产业链上游渗透MEMS麦克风的市场在近年维持增长，麦克风用量持续提升，主要原因在于：1）MEMS麦克风正取代传统ECM市场随着MEMS麦克风技术的发展，传统驻极体麦克风（ECM）成本优势渐弱，在人工智能交互方面匹配工作相对繁琐，对于需要采用数组架构的智能语音助理应用来说，并非最理想的选择，被MEMS麦克风替代的趋势则越来越明显。根据Yoledevelopment的预测，ECM市场在2017-2022年之间将保持CAGR-2.6%的倒退，而MEMS麦克风市场将保持CAGR11%的增长。根据IHS的数据来看，2017-2021年，MEMS1MEMS产值包括传感器和其他微机械、微能源等其他结构组成，统计口径同WSTS口径不同。 麦克风主要成长在汽车电子领域，预计将维持43%的高速复合增长，而手机等消费电子的增长将逐渐放缓。(百万颗）图表5:ECM/MEMS麦克风市场规模图表6:MEMS麦克风市场规模预测（按应用）(mnunits)AutomotiveMedicalelectronicsIndustrialConsumerelectronics(excludemobilephones,Laptop,etc.)Laptop,PCMobilephones,mediatablets43.5%25.4%24.7%18.5%8.8%8.2%11.0%CAGRiHSestimation2017–21e8,0007,0006,0005,0004,0003,0002,0001,0000200620072008200920102011201220132014201520162017e2018e2019e2020e2021eMobilephones,mediatabletsConsumerelectronics(excludemobilephones,Laptop,etc.)Laptop,PCIndustrialMedicalelectronicsAutomotive资料来源：Yole，资料来源：iHS，1）在智能交互中，多个麦克风的阵列开始替代传统单个麦克风，MEMS麦克风用量有所提升。人工智能推动麦克风数量不断增加。语音识别等人工智能新型应用在手机上的普及，会加速手机声学器件的升级换代，同时推动麦克风数量不断增加。在Amazon的智能音响Echo内，为了实现远场语音识别，一台机器搭载7个麦克风。远场语音交互催生阵列式麦克风需求。在语音交互复杂的技术链条中，声学器件需要仿真人耳，保证拾音准确，要求声学器件克服拾音距离增大而带来的信号衰减、适应复杂环境和复杂用户习惯，而麦克风阵列（指应用于语音处理的按一定规则排列的多个麦克风系统）是当前解决上述问题的主要途径。随着人们对于语音交互功能的适应和使用度的提高，远场交互需求提升，麦克风阵列迎发展良机。算法升级，关键技术重要性凸显。消费级的麦克风阵列主要面临环境噪声、房间混响、人声叠加等挑战，需要突破麦克风阵列降噪算法、语音识别与信号处理的算法匹配等技术难题。消费电子受限于尺寸与麦克风个数，目前多采用自适应波束形成算法，以实现保护人声的同时对噪声进行抑制。未来，语音交互的普及将对语音识别率提出更高的要求，关键性算法技术研发成果将成为麦克风厂商的核心竞争力之一，歌尔股份在MEMS麦克风领域的规模和算法优势将帮助公司持续受益于各类声学交互设备麦克风应用的增加。图表7:AmazonEcho的七麦克风阵列图表8:MEMS市场份额（2016）SanicoElectronicsInvenSenseGettopTDK2%1%MEMSensing2%HosidenBosch1%1%1%Others5%2%BSE3%KnowlesSTMicroelectronics4%AAC11%43%Goertek24%资料来源：iFixit，资料来源：iHS， 根据2016年的IHS统计，楼氏电子、歌尔股份、瑞声科技占据MEMS麦克风市场前三位。其中楼氏电子的MEMS麦克风主要由Sony代工，而歌尔及瑞声的麦克风主要由英飞凌代工。但我们也看到，在前段芯片设计环节，歌尔和瑞声均已实现部分的自主设计，约10%的MEMS麦克风采用自主设计。产业链结构MEMS行业通常制造不需要先进制程，封装为主要技术区分环节。由于MEMS产品结构独特，采用的制造技术与IC晶圆制造类似但不需要先进制程，制造主要难点在于将各类异构微机械、微电子元件、微能源封装在一个微系统中。通常产量不似IC产品高出货量，代工模式在没有产量规模的情况下不具备竞争优势。随着Silex等专注为MEMS设计或轻制造代工晶圆的代工厂的出现，越来越多的MEMS设计公司涌现，并在全球市场占据一席之地。图表9:MEMS产业链设计（Fabless）晶圆代工（Foundry）封装测试（OSAT）Qorvo(QRVOUS)Knowles(KNUS)AAC(2018HK)TDK(6762JP)垂直一体化厂商（IDM）Goertek(002241CH)Broadcom(AVGOUS)STMicroelectronics(STMUS)Panasonic(6752JP)TI(TXNUS)资料来源：TeledyneDalsa(TDYUS)TSMC(2330TT)耐威科技-Silex(300456CH)Wlcsp(603005CH)HuatianKS(002185CH)JCET(600584CH)ASE(3711TT)技术发展路径：微元件从微米级向纳米级进发，集成存储器和逻辑电路使传感器智能化从功能上来看，MEMS的功能在从感应机械波，到感应声波，再到感应电磁波不断的进化和蜕变。传统的MEMS传感器在80年代到90年代只能感应机械运动、压力、撞击等物理状态；90年代MEMS通过新的设计已经可以感应转动、光强等物理量；2000年后新的材料和封装工艺引入之后MEMS可以感应声波、红外光、气体等物理量；而2015年以后MEMS通过融合不同种类的传感器，引入新的感应原理，可以感应超声波、射频信号、红外光谱、气味等多参数、多功能、更加复杂的环境物理量。未来MEMS将会集成更多的功能，感知更多的物理量。图表10:MEMS功能发展路径资料来源：Yole， 从技术上来看，MEMS的集成度将进一步提高，内部元件将被缩小至纳米级，更多晶体管和存储器将被集成以实现新的计算、存储和通信等功能。MEMS全称为微电子机械系统（Micro-Electro-MechanicalSystem），是指尺寸在几毫米乃至更小的独立的智能系统，其内部结构一般在微米级。未来其内部结构将进一步缩小至纳米级，单位尺寸内所含的机械元件将从现在的101，102个发展到未来的107个。而在系统内更多的晶体管和存储器将被集成以提供本地化的计算、存储、通信功能，其数量将从现在的102，103个发展到未来的109个。这时MEMS的名字也将成为NEMS（纳电子机械系统，Nano-Electro-MechanicalSystem）。未来两年来看，主要的技术变革将在封装方式和新材料引入方面。由于MEMS产品设计结构各异，封装方式通常为非标准异构式封装，封装技术是产品差异化的主要赋能者。MEMS产品中将从之前只封装一颗芯片向封装多颗芯片转移，封装方式也将逐步采用先进封装如硅通孔（TSV）、扇出式晶圆级封装（Fan-outWLP）等技术。材料方面，为降低MEMS的通信等功能带来的辐射影响，陶瓷、压电陶瓷、合成的多分子聚合物、以及碳纳米管技术将被引入以降低元件间的相互影响，进而集成更多的元件。MEMS从研发到商业化耗时长，需经历研发、产品迭代、成本控制等环节，最终才会形成稳定的商业化的产品。同时随着新技术和新材料的不断涌现，MEMS产品将不断的进行产品迭代和升级。图表11:MEMS技术发展路径图表12:MEMS封装技术发展路径资料来源：Stanford，资料来源：Yole，图表13:MEMS材料发展路径图表14:MEMS从研发到商业化耗时长资料来源：VTT，资料来源：Yole， 建议关注公司：歌尔股份/瑞声科技（声学MEMS），深迪半导体（惯性传感器）歌尔股份：打造声学、光学、无线通讯等声光电一体化解决方案歌尔股份是全球电声器件龙头及整体系统设计制造的领先企业，公司从微型扬声器、受话器、麦克风等电声器件起家，凭借客户关系和精密制造能力逐步向其他精密器件及整机业务延伸，打造声学、光学、无线通讯等声光电一体化解决方案，并成为整机业务的重要支撑，形成“零件+整机”的战略布局。图表15:歌尔股份股权结构92.59%其他姜滨7.41%23.91%17.11%3.16%0.71%社会公众股东胡双美姜龙姜滨歌尔集团有限公司55.11%100%100%100%100%100%100%100%潍坊歌尔电子潍坊歌尔精密制潍坊歌尔光学科有限公司造有限公司技有限公司歌尔科技有限公司歌尔声学投资有限公司潍坊路加精工有限公司深圳市马太智能科技有限公司其他地方和海外子公司歌尔股份002241.SZ资料来源：万得资讯，歌尔在iPhone、Airpod、HomePod等产品升级过程中，受益于声学MEMS麦克风的蓬勃发展，收入明显提升。近年来，以iPhone为代表的智能手机在麦克风上的提升主要体现在MEMS麦克风的应用及数量的提升。iPhone4开始用MEMS麦克风替代ECM。从iPhone6s开始，麦克风的数量由3个增加至4个，机身顶部和底部各两个麦克风，新增了尾部麦克风。此外，苹果AirPods作为Hearables市场中的明星级风向标产品，采用4颗MEMS麦克风来实现降环境噪声和ANC主动降噪等，为提升用户体验，MEMS麦克风的单机数量已经由普通应用的1颗提升到4颗，MEMS麦克风的市场需求也随之大幅增加。图表16:iPhone5/6的三麦克风配臵图表17:歌尔MEMS麦克风收入近年来不断增加3000250020001500100050002015201620172018E2019E2020E麦克风同比增长（%）0.5(人民币百万)45%23492431221520941440131210%6%6%3%0.450.40.350.30.250.20.150.10.050资料来源：Apple，资料来源：公司财报， 瑞声科技：立足声学，发展触控马达和无线射频结构件，布局光学和MEMS，打造一体化平台瑞声科技前身为常州远宇电子有限公司，以声学动圈器件起家，深耕胜学领域，目前是大陆两大声学动圈器件生产厂商之一。公司捕捉消费升级带来的技术升级需求，不断增强声学动圈器件的研发及生产能力，并积极拓展至消费电子其他应用，包括触控马达、LDS天线及机壳一体化、光学、MEMS麦克风等消费电子零部件新应用。图表18:瑞声科技股权结构截至2017年6月30日实际控制人SapphireHillHoldingsLimitedCapitalResearchandManagementCompanyJPMorganChase&Co.潘政民吴春媛Pan2005IrrevocableTrustSilverIslandLimited上市股东10.98%13.13%14.97%16.08%8.7%4.19%31.95%瑞声科技100%100%100%100%100%100%100%39.1%16.1%瑞声精密制造科技瑞声声学科技瑞声光电科技瑞泰（江苏）瑞声（中国）AACTechnologies（常州）有限公司（苏州）有限公司（常州）有限公司投资有限公司投资有限公司VietNamCo.,Ltd.AACTechnologiesPte.Ltd.FiveDimensionVesperEtc…Co.,Ltd.TechnologiesInc.资料来源：万得资讯，回顾公司的发展历程，瑞声科技成立于1993年，2005年于香港挂牌上市（股票代码02018）。目前全球员工超过5万人，其中研发工程师1500人。在全球，瑞声拥有28个办公点，9大制造基地（分别位于中国、越南、菲律宾），以及分别在中国、美国、芬兰、丹麦、韩国、日本和新加坡设立的15个研发中心。长期以来，公司的MEMS麦克风芯片依赖于客户或者第三方的设计IP。为提高市场地位，公司收购行业巨头收购MEMSTech公司，迈出IDM模式第一步，目前自行设计的MEMS麦克风出货量已经达到10%的占比，未来有望占比继续提高。公司的主要竞争对手为楼式电子、歌尔声学及意法半导体，公司的市场份额排名前三。随着智能音箱和智能家居的广泛应用，带动麦克风阵列的使用，增加了MEMS麦克风的用量，利好公司。公司的自主设计的MEMS麦克风出货占比已接近10%，预计将进一步提升。图表19:瑞声科技MEMS麦克风收入及预测(人民币百万元)1Q182Q181H172H171H182017A2018E2019EAAAAAA(CICC)(CICC)MEMS麦克风1861582755733448481,0441,044同比76%-7%占收入%4%4%-8%141%25%58%23%0%3%5%4%4%5%4%资料来源：万得资讯， 1993年，公司成立1998年，为摩托罗拉批量生产手机用讯响器2005年，获得索爱供应商资格；同年公司在香港上市（股票代码2018）2010年，收购丹麦公司Kaileido，切入苹果产业链2013年，全面开展射频业务（天线、NFC、无线充电）2016年，领先全球通信及消费电子市场的微型元器件全面解决方案供应商1996年，设立美国分公司2000年，设立欧2008年，获得2011年开始给三2015年，开展3D玻璃洲(德国)HTC和星批量出业务，收购分公司，微型受谷歌供应商资货WISPRY话器开始批量生产。格，同年设立韩国办事处资料来源：万得资讯，深迪半导体：专注惯性传感器深迪半导体（上海）有限公司是由美国海外留学人员创建、立足中国的MEMS芯片公司，成立于2008年8月，总部位于上海张江高科技园区。公司研发了拥有完全自主知识产权的先进的MEMS工艺和集成技术，专注于为消费电子及汽车电子市场设计和生产低成本、低功耗、小尺寸的商用MEMS陀螺仪芯片，并为客户提供各种应用解决方案和服务。在惯性传感器领域是国内少有的拥有自主知识产权的研发型公司。图表21:深迪半导体全球布局资料来源：深迪半导体官网，自成立以来，深迪已推出了商用Z轴MEMS陀螺仪、汽车工业级Z轴MEMS陀螺仪、三轴MEMS陀螺仪、三轴MEMS磁传感器等产品。公司2012年收购Melexis的汽车级单轴MEMS陀螺仪产品线，切入全球汽车和工业市场，该产品当时已在全球被广泛使用在汽车惯性辅助导航、汽车安全系统、机器人、大型工业机械、以及航空等领域。未来公司将一步开发6轴、9轴惯性MEMS传感器，为汽车工业类客户和消费电子客户提供完全的传感解决方案，致力成为全球行业的领导者。 图表22:深迪半导体发展历程公司成立丹阳测试基地投入运作发布三轴MEMS加速度计原型品发布MEMS麦克风；发布防水防尘硅麦产品；发布六轴惯性传感六轴IMU量产导入；单元；200820092011201220132014201520162017发布商用MEMS陀螺仪发布商用三轴陀螺仪芯片原型品；发布工业级MEMS陀螺仪芯片；三轴磁力计量产（1.6*1.6mm）；收购Melexis的单轴MEMS产品线三轴商用MEMS陀螺仪量产；三轴磁力计量产（1.2*1.2mm）；发布多轴工业模块台湾工程支持中心投入运作；发布SOP8陀螺仪芯片资料来源：深迪半导体官网， CMOS图像传感器（CIS）：高端应用带来高附加值全球市场概况：增速放缓，低端市场红海竞争，高端应用需要差异化技术CIS（全称为CMOSImageSensor）是光电器件的一种。根据ICInsight统计2，2017年全球CIS市场规模125亿美元，占比全球半导体市场的2.8%，同比2016年的105亿美元增长19%，预计2018年将增长10%至137亿美元。在智能手机普及以及手机摄像功能提升（双摄像头等）的推动下，过去五年（2012-2017）保持年均12.0%的增速，预计未来五年（2018-2022）CAGR将略有下降至9.4%，除了手机以外，汽车智能化的重要性也不断上升。根据Yole统计，2017年，手机领域的应用占CIS整体市场规模的67.7%，由2016年的80.7亿美元增至94.4亿美元，同比增长17%；安防和汽车领域CIS应用增长最快，市场规模分别占比5.6%和4.7%，同比增长26%和23%至7.86和6.58亿美元。(USDbn)CAGR=9.4%图表23:CMOS图像传感器市场趋势图表24:2017年CIS市场结构（按应用分类）25.020.05.6%0.5%4.7%4.0%15.010.05.0-20142015201620172018E2019E2020E2021E2022E9.3%8.1%67.8%手机消费电子计算车载医疗安防工业、航天、国防Salesrevenue资料来源：WSTS，ICinsights，资料来源：iHS，图表25:2017年CIS市场结构（按厂商）图表26:2017年车用CIS市场结构（按厂商）1%1%4%2%1%2%3%3%5%5%11%20%42%索尼三星电子豪威科技安森美意法半导体松下佳能SK海力士格科微滨松（Hamamatsu）思特威（Smartsens）原相科技（Pixart）派视尔（Pixelplus）8%2%2%5%6%9%25%43%安森美豪威科技索尼派视尔（Pixelplus）松下三星电子意法半导体其他资料来源：iHS，资料来源：Yole，按厂商来分：索尼、三星、豪威、安森美和意法半导体是CIS市场的五大巨头，共占市场83%的份额，其中索尼、三星和豪威重点发展手机等消费级市场，安森美主要发展车规级市场，意法半导体两者兼顾，主要发展高端应用（苹果3D感应）和市场。手机传感器市场中，三星紧追索尼，两大龙头市占率进一步提高。根据TSR的全球出货量统计，2统计口径不同于WSTS。 2017年手机CIS市场，Sony以31.5%市占率荣登冠军宝座，三星则是以30.3%市占率紧追在后。相较2016年，Sony、三星市占率分别为28.3%及28.0%，不同于Sony、三星前两大业者市占上升，排名在后的业者市占率则是下滑。豪威科技（OmniVisionTechnology）市占率17.2%下滑至15.0%，格科微电子（GalaxyCore）市占率从11.3%下滑到10.2%，SK海力士（SKHynix）市占率也从10.3%降为9.3%。车载传感器市场中，安森美（OnSemi）的市场份额远超其他竞争对手。得益于2014年先后收购的Truesense和Aptina（由原美光科技CIS业务部门独立）两大CIS厂商在LMF技术和堆叠晶圆技术等方面的积累，安森美其后推出包括车载、安防在内的全系列图像感测方案。根据Yole数据显示，2017年车载CIS市场约8.58亿美元，安森美占比达43%，豪威、索尼紧随其后，分别占比25%和9%。从CIS晶圆产能来看，2017年索尼、三星、台积电、中芯国际、华力微全球排名前五。根据Yole统计，2017年全球CIS晶圆出产约242万片，同比增长2.3%，其中主要的是BSI晶圆。CIS晶圆一般为90nm或65nm工艺，40nm技术正在研发中，CIS晶圆代工对先进制程要求不及计算类芯片高，现有国产晶圆代工厂具备代工能力。晶圆尺寸也在由8寸向12寸转移，以提高产能效率。2017年索尼CIS业务受惠于其Kuamoto工厂从2016年日本大地震中的复苏，出货约合92万片12寸晶圆，较2016年的81万片同比增长13.6%。按工艺来分：背照式（BSI）工艺已成为技术主流，堆叠式BSI和混合BSI将成为CIS未来主要发展方向。BSI工艺自2010年问世以来市场占有率仅为5%，2014年BSI占比达到35%，和堆叠BSI总占比超过前照式（FSI）的47%的市占率。2014年至2017年堆叠BSI市场占有率大幅提高，至2017年已占全球33%市场份额，成为市场主流。混合BSI技术产品2016年开始出货，预计2018年将达到15%的全球市占率，未来将主要替代BSI和部分堆叠式BSI产品，成为新的主流技术。图表27:CIS产量排名（对应12寸晶圆产量）图表28:全球CIS市场结构（按工艺分类）意法半导体Tpsco3%4%中芯国际8%华力微电子5%2016:2017:200920102011201220132014*2015*2016*2017*2018*2019*2020*9%3%9%5%2%0%22%15%18%16%27%10%30%31%31%20%33%33%33%30%32%35%27%32%40%29%98%95%50%25%22%84%70%58%69%18%16%60%27%37%33%30%28%47%41%90%80%堆栈背照式（BSIstacked）前照式（FSI）混合背照式（BSIhybrid）背照式（BSI）100%BSI技术渗透率-按收入比较2,422kW索尼38%台积电16%三星电子索尼20%三星电子台积电华力微电子资料来源：Yole，资料来源：Yole，产业链结构CIS制造产业链主要细分为设计（Fabless）、代工（Foundry）和封装测试（OSAT）三个环节，最后由模组厂采购组装，整合入摄像模组再出售给下游应用厂商。商业模式也分为IDM主导和Fabless主导两种。Sony,Samsung,OnSemi采用IDM模式，豪威、格科微等中国企业采用Fabless模式。代工方面，中芯国际、华力微等企业分别占全球CIS晶圆供应的8%和5%；封测行业中国产能完备，晶方电子和华天昆山均具备封测能力；模组制造中国厂商走在全球前列，舜宇、邱钛、欧菲等企业已经成为全球龙头。 图表29:CIS产业链镜头Largan(3008TT)GSEO(3406TT)AAC(2018HK)Sunny(2382HK)O-Film(002456CH)设计（Fabless）OmniVision(OVTIUS)Pixelplus(87600KS)Galaxycore(Unlisted)晶圆代工（Foundry）TSMC(2330TT)SKHynix(660KS)SMIC(981HK)Hlmc(1347HK)封装测试（OSAT）Wlcsp(603005CH)HuatianKS(002185CH)JCET(600584CH)ASE(3711TT)模组（Module)整机SunnyOptical(2382HK)O-Film(002456CH)QTech(1478HK)Foxconn(601138CH)Apple(AAPLUS)Xiaomi(1810HK)Huawei(Unlisted)OPPO/VIVO(Unlisted)轻晶圆制造（Fab-lite）ONSemiconductor(ONUS)STMicroelectronics(STMUS)Panasonic(6752JP)Hikvision(002415CH)Dahua(002236CH)垂直一体化厂商（IDM）Sony(6758JP)Samsung(5930KS)Canon(7751JP)Toshiba(6502JP)资料来源：图表30:主要企业CIS业务收入-Sony图表31:主要企业CIS和Foundry业务合计收入-Samsung2,000.001,800.001,600.001,400.001,200.001,000.00800.00600.00400.00200.00-1Q162Q163Q164Q161Q172Q173Q174Q171Q18收入同比增长（右轴）100.0%(USDmn)1,761.641,518.021,554.961,420.401,327.171,308.701,170.621,086.19809.1480.0%60.0%40.0%20.0%0.0%-20.0%-40.0%3,4003,3003,2003,1003,0002,9002,8002,7002,6001Q162Q163Q164Q161Q172Q173Q174Q171Q182Q18收入同比增长（右轴）100.0%(USDmn)3,2763,2493,2133,1863,1413,1052,9612,8892,9162,85380.0%60.0%40.0%20.0%0.0%-20.0%资料来源：公司年报，资料来源：公司年报，图表32:主要企业CIS业务收入利润-OmniVision图表33:主要企业CIS业务收入-OnSemi10,000.008,000.006,000.004,000.002,000.00--2,000.00-4,000.00(人民币百万)9,050.397,956.502,766.4220172-2,125.42016收入净利润205.0200.0195.0190.0185.0180.0175.0170.0165.0160.0155.03Q154Q151Q162Q163Q164Q161Q172Q173Q174Q171Q182Q18收入同比增长（右轴）100.0%(USDmn)198.6198.1192.9192.5194.5190.3188.8186.5184.1179.0180.0171.380.0%60.0%40.0%20.0%0.0%-20.0%资料来源：公司年报，资料来源：公司年报， 技术发展路线：背照式（BSI）和堆栈背照式技术已成为主流，未来向多层堆叠BSI和混合堆叠BSI发展从2010年开始发展至今，背照式技术已逐渐占据市场主流，获得了超过50%的市场份额，未来将进一步扩大其市场份额。背照式是实现像元尺寸1.4µm-1.1µm的关键技术，这一技术促使800万像素的CMOS图像传感器进驻智能手机市场，同时使得2400万像素以上的CMOS图像传感器进入单反相机市场。由于在手机市场中，尺寸的局限性推动了三维堆栈背照式（3DstackedBSI）CMOS图像传感器的发展，目前已占有超过30%的市场份额。这种方式分离了像素阵列与数字电路部分的技术节点，同时传感器又会集成越来越多的功能，例如自动对焦（AF）和光学图像稳定（OIS）。CIS（CMOSImageSensor）由单独的像素阵列组成，每个阵列包括透镜、彩色滤波片，配线及光电探测器构成。微透镜从CIS的非活性部分收集光，并将其聚焦到光电二极管。光电二极管（PD）用于捕捉光，一般用于实现这一功能的是PIN二极管或PN结器件。彩色滤光片用于分离反射光的红、绿、蓝（RGB）成分。常规的前照式（FSI）光在达到光电探测器前，必须经过配线和电路元件，因此，光电阴极层仅能接收到入射光的余留部分。新型背照式（BSI）CIS将配线设计在光电阴极的后面，这样光就能打在光电阴极上而不用再经过配线层。这一变化使CIS对光更敏感，所以，对于一张正确曝光的图片所需的光量就比较少，产生的噪声也比较小。背照式正在用于很多消费电子产品中，例如移动电子设备、数码相机和摄像机。堆栈背照式CIS由在逻辑裸片上面对面堆叠的BSI图像传感器裸片组成。堆叠背照式CIS开发可以使产品添加更多的功能，并减少形式，同时支持灵活的生产选择，有助于3D堆叠中每个裸片的优化。图表34:CIS技术发展路线前照式（FSI）背照式（BSI）堆栈式BSI多层堆栈式BSI片上透镜颜色滤镜基板上层晶圆光接收面金属布线粘接界面中层晶圆金属布线粘接界面体硅金属布线底层晶圆体硅体硅体硅体硅光电二极管资料来源：Yole，中国企业战略：豪威，格科微豪威：全球第三，服务弥补于三星、索尼技术差距豪威科技成立于1995年，拥有大量光学专利，是全球第三大CIS设计公司，2017年收入90.5亿元，净利润27.66亿元。公司于2000年在纳斯达克上市，2005年收购CDM-Optics，成功商业化波前编码技术，并于2007年和2008年分别推出车载级和基于BSI技术的CIS产品。公司2018年被韦尔股份收购，将把重心转移到中国市场，在手机领域通过更好的客户服务弥补与三星、索尼的技术差距；并在安防、车载领域紧随客户研发，开发新的应用和市场。 图表35:豪威发展历程2000年：在纳斯达克上市2006年：19952000200520062007200820112013201620181995年：台湾公司AuceraTechnology成立豪威科技2005年：收购光学公司CDM-Optics，将波前编码技术商业化2007年：推出首款车载HDR-SOC传感器2011年：收购850个柯达公司图像传感器相关技术2016年：华创投资、中信资本和金石投资等组成的财团收购豪威科技，公司从纳斯达克退市，完成私有化推出世界上最小的NTS相机2008年：推出OmniBSI像素结构系列产品2013年：推出PureCelCMOS图像传感器2018年：韦尔股份收购北京豪威（美国豪威母公司）96.08%股权资料来源：豪威科技官网，韦尔股份历经多年终通过发行股份完成对豪威收购。公司2018年8月15日发布公告，拟以发行股份的方式购买27名股东持有的北京豪威96.08%股权、8名股东持有的思比科42.27%股权以及9名股东持有的视信源79.93%股权。交易完成后韦尔股份将持有北京豪威100%股权、视信源79.93%股权，直接及间接持有思比科85.31%股权。北京豪威96.08%股权的交易作价暂定为人民币145.10亿元，思比科和视信源股权合计作价约5亿元，韦尔股份将通过发行股份的方式完成交易，股价33.88元/股，上市公司停牌前一日（5月14日）股价为37.7元/股，折价10.13%。本次购买资产发行股票数量合计4.43亿股，完成后公司总股本增至8.99亿股。图表36:豪威股权架构图表37:豪威科技2017年收入按应用领域拆分韦尔股份（603501CH）96.08%100%SeagullInvestmentHoldingsLimited北京豪威科技国内控股（人民币百万）385.03,4%319.27,3%152.37,2%手机100%境外控股公司965.53,11%1,546.22,17%安防汽车电脑娱乐5,665.16,63%其他100%美国豪威（经营主体）SeagullInternationalLimited经营主体资料来源：豪威科技官网，资料来源：韦尔股份，，*数据未经审计美国豪威为北京豪威子公司，公司收入近80%来自中国市场。2016年、2017年、2018年1-5月，豪威分别实现营业收入79.57亿元、90.5亿元和35.27亿元，分别实现净利润-21.25亿元，27.66亿元和1.99亿元。其中手机领域是主要收入来源，历年收入中手机收入占比超过60%。豪威布局图像传感器应用CIS芯片和图像处理相关ASIC芯片，交叉销售向产业链下游延伸。豪威集团在数字成像领域主要有四类产品：FSI（传统CIS芯片结构）、BSI（新型CIS芯片结构）、ASIC（低功耗图像处理器芯片）和LCOS（投影用低功耗、低成本、小体积微型图像处理器芯片）。豪威集团客户主要是图像处理应用领域，除了对CIS芯片需求以外，更需要图像处理芯片、光学镜头、软件算法等材料满足特定环境的图像处理应用。公司自研的ASIC芯片将加速图像处理速度和效率，配合自家CIS芯片可以进一步为客户降低 产品功耗、提高产品效率。客户群体相同使公司可以通过交叉销售向产业链下游延伸，提高综合附加值，为客户提供更高效的解决方案。手机终端应用厂商竞争核心将以摄像头特色为主，CIS供应商提供客制化解决方案将是核心价值。在客制化解决方案方面，豪威技术灵活度不及索尼，尽管豪威客户服务支持力度更大，解决方案仍是终端用户的主要考虑因素，将是公司未来发展的重要方向之一。格科微：千万像素以下产品为基础，冲击中高端应用，交叉销售LCD驱动芯片格科微成立于2003年，由计算机摄像头中采用CMOS图像传感器起步，于2013年首次推出500万像素和BSI工艺200万像素的CMOS图像传感器。公司产品主要集中在千万像素以下应用和LCD驱动芯片，2015年推出800万和1300万像素产品。由于图像传感器市场发展迅速，公司市场占有率在2015年后成长动力不足。公司将以1300像素产品为基础，努力冲击中高端市场。图表38:格科微发展历程公司成立首批带有系统芯片的CMOS传感器首个LCD驱动芯片及200万像素CMOS传感器开始批量付运。成立第三研发中心美国格科微电子TSI图像传感器在台积电12寸90nm制程上量产第二代(BSI)CMOS图像传感器量产。ChipOnModule(COM)自主研发封装成功量产2003200520082011201220132014201520162017供计算机摄像头使用、采用VGA芯片设计的CMOS图像传感器投资算芯微电子，作为第二研发中心BSI的200万像素CMOS图像传感器和500万像素CMOS图像传感器量产首个800万像素和1300万像素CMOS图像传感器开始量产LCD驱动芯片年度出货量突破2.8亿颗。第二代FWVGA产品(0D0C)成功量产资料来源：格科微官网，格科微产品大部分为千万像素以下的CMOS图像处理器，公司2015年完成1300万像素的CMOS图像传感器的研发和量产，是公司冲击中高端应用的抓手。公司的LCD驱动芯片业务客户群体同图像传感器客户群有重叠，但大部分为中低端应用，交叉销售效果较弱。LCD驱动芯片可驱动LCD面板将图像数据显示于屏幕上，属于产业链下游，但由于无图像处理环境，大部分应用为中低端应用。公司将以千万像素已上CMOS图像传感器芯片作为抓手，向中高端应用攀登。 指纹识别传感器（FingerPrintSensor）全球指纹传感器市场概况：手机占主要应用，防水功能推动屏下指纹识别技术指纹识别传感器市场伴随手机上采用而大幅成长。指纹识别传感器（全称为FingerPrintSensor）是生物信息传感器的一种，根据Yole统计，2016年全球生物信息传感器市场44.5亿美元，其中指纹/掌纹识别传感器市场40.5亿美元，占其中91%市场。指纹传感器市场中有86%集中应用在手机市场，其余在安防、医疗、工业等其他领域。3D感应在苹果手机中替换电容式指纹识别传感器市场，安卓手机阵营屏下光学、超声波等新方案涌现。从2013年苹果推出iPhone5以来，指纹传感器市场迅速成长，根据Yole统计，在过去5年中指纹传感器市场从2013年几乎为零的市场规模爆发式成长至2016年29亿美元的市场，CAGR为210%。根据IHS统计，2016年指纹识别传感器市场规模达25.5亿美元，其中手机应用占比88%。2017年苹果推出iPhoneX采用3D感应的光学安全解锁方式后，安卓阵营部分高端旗舰机型也纷纷跟进，指纹识别增速有所下降，但指纹解锁渗透率提高，已成为智能手机的标准配臵，电容式指纹传感器市场倒退但屏下光学和超声波式指纹传感器市场增长，预计指纹传感器市场规模将由2017年38.7亿美元增长至2023年的55.9亿美元，CAGR约6%，屏下指纹技术将成为主要增长动力。图表39:2016年全球指纹传感器市场占比图表40:全球指纹传感器市场规模预测(USDmn)6,000250%（亿美元）5,000200%343.19,83%69.04,17%25.46,6%ICOSDFingerprint其他43.58,11%4,0003,0002,0001,000150%100%50%00%201320142015201620172018E2019E2020E2021E2022E2023EMarketsizeYoYgrowth(RHS)资料来源：WSTS，iHS，资料来源：Yole，图表41:2016年指纹识别传感器市场结构（按应用）图表42:2016年指纹识别传感器市场结构（按厂商）0.42%4.12%6.57%2.19%2.23%2.86%MobileHandsetsMediaTabletsPCTabletsLaptops19.00%FingerprintCardsGoodixSynapticsSileadEgisTechnologyOther54.36%19.35%88.89%资料来源：iHS，资料来源：iHS， 按厂商来分：FPC、汇顶、新思、思立微是指纹识别市场的四大主要供应商，高通是超声波指纹识别市场的主要供应商。其中根据IHS数据统计，2016年FPC占据全球指纹传感器54%的市场份额，汇顶和新思紧随其后，分别占比19%和19%，思立微占比3%，而高通的产品主要是屏下指纹方案，市场占比0.36%。目前指纹识别市场将重新洗牌，FPC、汇顶享受电容式方案市场红利，但由于技术路径发生转移，屏下光学方案汇顶、新思具备优势。从出货量来看，2016年FPC出货2.922亿颗，是全球最大供应商，占比36.68%；苹果2012年收购的Authentec背靠苹果产品，2016年出货2.549亿颗，全球占比31.99%；新思和汇顶2016年分别出货1.077亿和1.040亿颗，全球占比分别为13.53%和13.09%。按技术来分，指纹传感器主要可分为电容式、光学式、热感式和超声波传感等四类主要技术，其中电容式为传统主要技术，随着终端手机向全面屏发展，目前指纹识别传感器正在向屏下光学式转移。2013年至2016年，电容式技术由苹果推出，市场迅速爆发；2016至2017年，指纹表面盖板出现玻璃、陶瓷、金属等不同材料，光学式技术开始问世；2018年全面屏手机开始问世，光学式技术渗透率开始爬升，同时超声波等下一代解决方案开始小批量问世；未来两年，随着全面屏手机的渗透率进一步提升，电容式技术占比将进一步下降。图表43:电容式指纹传感器结构图表44:指纹识别传感器市场规模和结构（按技术分）SensorIlluminationPackagingCover材料选择，整合技术节点，功耗控制，整合可选，光强管理ASICFPC，布线，软硬板，封装技术节点，功耗控制2,0001,8001,6001,4001,2001,0008006004002000(百万个)20132014201520162017201820192020手机出货量指纹传感器出货量按键式陶瓷、玻璃、金属屏下光学下一代全面屏资料来源：Yole，iHS，资料来源：Yole，iHS， 产业链结构图表45:指纹传感器解决方案分类电容式光学式热感式超声波元件组成盖板，电容阵列，压力传感器，FPC工作原理盖板，光学镜片，光源，CMOS传感器/TFT，ASIC处理器，FPC盖板，红外传感器，FPC盖板，超声波传感器，压电陶瓷/合成高分子聚合物，FPC性能优劣优势：体积小，成本低，反应迅速（0.15~0.2s）劣势：厚度相对大，难以放臵于屏下，易受手指表面影响优势：体积小，厚度薄，可臵于屏下，成本较低，安全性较高劣势：反应迅速稍慢（0.7s），受手指表面影响大尚无方案应用在手机中优势：穿透性较强，不受手指表面影响，安全性高劣势：体积较大，成本较高价格（USD）约2.6~2.7约3~3.5N/A验证阶段，预计约~10资料来源：Researchgate，AndroidAuthority，Xiaomi，从产业链结构来看，指纹传感器与CIS、IC芯片行业产业结构类似，供应主要以方案设计商为主，产品应用主要是以模组商为主，随着屏下指纹应用的增长，模组商与屏幕厂商的合作日益密切。指纹传感器制造产业链主要细分为设计（Fabless）、代工（Foundry）、封装测试（OSAT）和模组集成（Module）四个环节。传统电容式指纹传感器的感应装臵是电容，在光学式指纹传感器中主要的感应装臵是CMOS图像传感器，未来超声波式指纹传感器中的核心感应装臵将是AIN或PZT等压电陶瓷片，目前光学式正在逐步取代电容式，成为主要的技术方式；而超声波方案由于成熟交晚，目前仍在验证阶段，预计有可能在2019年大批量问世。图表46:电容式指纹识别传感器产业链电容式指纹识别设计（Fabless）晶圆代工（Foundry）封装测试（OSAT）模组（Module)整机FingerprintCards(FINGbST)Synaptics(SYNAUS)Goodix(603160CH)Silead(Unlisted)Qualcomm(QCOMUS)TSMC(2330TT)SMIC(981HK)UMC(2303TT)VIS(5347TT)Wlcsp(603005CH)HuatianKS(002185CH)JCET(600584CH)ASE(3711TT)O-Film(002456CH)QTech(1478HK)GIS(6456TT)CrucialTec(114120KS)Apple(AAPLUS)Samsung（2150KS）Xiaomi(1810HK)Huawei(Unlisted)OPPO/VIVO(Unlisted)资料来源： 图表47:屏下光学式指纹传感器产业链屏幕AMOLED（作为光源）屏下光学指纹识别Samsung(2150KS)LGDisplay(LPLUS)BOE(000725CH)GIS(6456TT)镜头Largan(3008TT)GSEO(3406TT)AAC(2018HK)Sunny(2382HK)O-Film(002456CH)模组（Module）CMOS传感器Sony(6758JP)Samsung(5930KS)Omnivision(603501CH)算法芯片Synaptics(SYNAUS)Goodix(603160CH)资料来源：图表48:主要企业指纹识别传感器业务收入-FPC图表49:主要企业指纹识别传感器业务收入盈利-Goodix(USDmn)729.60344.57359.57223.634.849.980.491.57-5.8214.78-5.1130.57-18.8514.5820112012201320142015201620179800.00700.00600.00500.00400.00300.00200.00100.000.00-100.00营业总收入净利润500.00450.00400.00350.00300.00250.00200.00150.00100.0050.000.0020141H1520151H1620162017收入毛利毛利率50.00%(USDmn)428.5841.59%42.97%44.63%337.4734.31%191.2614.51%145.0013.27%125.711.410.2011.411.5137.9813.0352.2845.00%40.00%35.00%30.00%25.00%20.00%15.00%10.00%5.00%0.00%资料来源：公司年报，资料来源：公司年报，技术发展路线：屏下全玻璃光学技术和超声波技术将是下一代主流技术3D感应技术在苹果手机中取代指纹识别技术，在安卓手机中由于技术和成本限制前臵3D感应技术渗透率有限，目标市场不同，与指纹识别可替代性有限。苹果公司2017年推出iPhoneX附带前臵3D感应模组，可以对人脸进行3D识别自动解锁，并在2018年各类新品继续采用3D感应的身份识别方式；而安卓阵营只有寥寥几款旗舰机在2018年推出采用了3D感应的解锁识别方式（OPPOFindX、VIVONEX等），其根本原因在于3D感应模组成本较高，不符合安卓机对高性价比的市场定位。另外3D感应技术复杂，仅作安全解锁功能大材小用，而AR、VR、MR等可应用3D感应市场应用尚无刚需，有待发展。综合各方面因素我们认为前臵3D感应模组将作为苹果公司的独特特征继续成为产品主要身份识别方式，而在其成本价格下降到可接受范围之前，屏下光学和超声波指纹识别将是安卓阵营的主要身份识别方式。 图表50:3D感应市场趋势图表51:3D感应模组产值和市场渗透率(USDmn)10,849.0028.60%8,185.0021.60%5,116.0013.10%819.001.202.10%12,000.0010,000.008,000.006,000.004,000.002,000.0035.00%30.00%25.00%20.00%15.00%10.00%5.00%-201620172018E2019E2020E手机市场产值渗透率0.00%资料来源：Yole，资料来源：Trendforce，图表52:指纹传感器技术发展路径资料来源：Yole，指纹传感器主流正在由电容式转向屏下光学式，未来将向全屏和超声波指纹传感器发展，其发展方向的主要动能是市场对IP68级手机防水解决方案的需求。2017年以前主要的解决方案是电容式指纹识别传感器，2017到2020年屏下光学方案随着全面屏手机市占率的提高逐渐增长，2020年以后全屏式屏下光学和超声波传感器将成为发展方向。光学方案随着OLED、CIS成熟度提高，成本不断下降，是未来重要发展方向之一。光学方案技术主要基于折反原理，但由于CMOS图像传感器体积过大，在2017年以前始终没能应用于智能手机，且系统无法对皮肤真皮层的识别，因而安全性相对较低。随着2016年以来新思、汇顶先后发布新一代的光学指纹识别方案，仍然是基于折反原理，另外叠加小孔成像和透镜成像功能，以提高识别的精确度。OLED是主动发光，理论上说可以精确控制到每一个子像素点，所以OLED材质的屏幕是更理想的发射光光源，此外，OLED显示模组更薄，也可以减轻由于放臵屏下指纹传感器带来的整体机身变厚的问题。目前产业链有三种利用OLED屏幕的开发方向：►指纹传感器于屏幕下：直接在屏幕下方布臵一个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；►指纹传感器于屏幕中：缩小传感器，插入OLED的像素点之间；►指纹传感器于屏幕上：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 图表53:指纹传感器技术分类图表54:指纹识别传感器主要厂商（按技术）资料来源：Yole，资料来源：Yole，超声波指纹识别检测真皮层指纹沟壑，安全性高，且检测受环境影响小，是未来重要的发展方向之一。从工作原理上来说，光学屏下传感器和超声波屏下传感器都依靠的是“发射探测波——探测从指纹上反射的波形”实现指纹识别。不同的是光学指纹传感器发射的是可见光，捕捉的是可见光照射到指纹上的影像；而超声波指纹传感器发射的是超声波，捕捉到的是声波反射的波形。光电式的指纹影像是2D的，而超声波的反射波形会随着指纹沟壑的深度而有所不同，其合成的指纹“影像”类似于水下声呐，是3D的，因此在对于指纹形状的细微捕捉上，超声波传感器要比光学式更加精确，也就更加安全。建议关注公司：汇顶，思立微/兆易创新汇顶科技：立足电容式指纹识别，发展屏下光学方案汇顶科技成立于2002年，拥有大量指纹识别专利，是全球前四大指纹传感器设计公司，2017年收入36.82亿元，营业利润9.60亿元，净利润8.87亿元。公司于2016年在A股上市，并于2017年获得国家集成电路产业基金（“大基金”）投资入股。公司自2014年推出电容式指纹识别方案，并于2015至2016年迅速扩大市场规模，市占率从几乎为零增长到全球出货量13.05%，晋升为全球主要指纹识别解决方案商，并在非苹果手机市场中占19.35%的市场。公司2017年推出全面屏解决方案，并于2018年推出屏下光学解决方案，紧随智能手机发展趋势，未来将通过创新技术实现产品的不断迭代，提高产品附加值。图表55:汇顶科技发展历程发布拥有移动终端公司成立研发电容国内首家10点成功研发单层推出蓝宝石面板的活体指纹检测技术推出屏下光学触控技术触控屏芯片投产多点触控屏芯片的指纹识别技术；开发出指纹识别触控一体化技术LiveFingerDetection；指纹识别技术公司A股上市2002200420062008201020112012201320142015201620172018研发高效取电电话芯片电容触控产品大规模量产出货获得MTK投资入股；开发基于触控屏的进场通信技术量产支持玻璃盖板指纹识别芯片推出全屏指纹识别技术；获得国家集成电路产业基金投资入股资料来源：汇顶科技官网， 图表56:汇顶科技股权架构联发科实际控制人21.68%6.61%7.77%15.81%48.13%其他股东国家集成电路产业投资基金股份有限公司霍尔果斯汇信股权投资管理合伙企业（有限合伙）汇发国际（香港）有限公司张帆100%100%100%汇顶香港汇顶韩国汇顶美国100%汇顶科技（603150CH）深圳汇芯科技成都金慧通数据服务有限公司100%资料来源：豪威科技官网，2017年指纹识别收入占公司总收入的79.74%。2015年、2016年、2017年，汇顶科技指纹识别业务分别实现营业收入2.60亿元、23.12亿元和29.35亿元，分别实现毛利0.89亿元，9.93亿元和13.10亿元，公司通过产品迭代毛利率一路上涨，从2015年的34.31%，提升至2016年的42.97%和2017年的44.63%。公司2018年上半年总体收入13.88亿元，同比下降24.45%，主要原因是智能手机销量同比下降17.8%，影响公司收入。图表57:汇顶科技收入及增长率图表58:汇顶科技2017年收入按应用领域拆分4,000.00200.00%（人民币百万）2.26,0.06%2.57,0.07%3,500.003,000.002,500.002,000.001,500.001,000.00500.00150.00%100.00%50.00%0.00%740.98,20.13%指纹识别芯片电容触控芯片固定电话芯片其他业务0.0020112012201320142015201620171H18-50.00%(Rmbmn)2,935.78,79.74%收入同比增长（%）资料来源：Yole,资料来源：Yole，汇顶科技把握住触控IC和指纹识别IC两次历史性机遇，大幅提高公司收入和利润，未来将继续在屏下光学方案进一步发展。公司主要有四类产品：指纹识别芯片、电容触控芯片、固定电话芯片和其他业务。电容触控芯片是公司把握住的第一个机会，2012年公司开发电容式屏幕触控芯片，受益于GT8/GT9系列产品的推出，公司触控IC收入从0.87亿元扩大至5.57亿元，净利润从0.27亿元扩大至2.25亿元。指纹识别芯片是公司把握住的第二个历史性机遇，2016年从电容式触控芯片切入至电容式指纹识别芯片，收入从2.60亿元激增至23.12亿元，综合来看2011-2017年公司收入的CAGR达到86.8%，净利润CAGR达到85.5%。手机终端应用厂商将向全屏化、一体化发展，指纹识别传感器供应商也将向光学和超声波屏下方案发展。公司在电容式方案市场拥有多年开发经营，将立足电容式解决方案，并开发客制化屏下光学解决方案。汇顶的存在为众多国产手机厂商提供新的选择，并在全球市场上引动指纹识别传感器ASP的下降，产品技术迭代是保持利润率的核心，公司将进一步紧随终端应用需求，开发并量产新的光学技术。 思立微：被兆易创新收购，屏下光学方案打进OPPOR17供应链上海思立微电子科技有限公司（SILEADINC.）由美国硅谷归国企业家、国家千人计划特聘专家程泰毅先生于2010年创立，现有200余名员工，其中80%以上为研发人员。思立微电子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年推出首颗多点触控芯片GSL1680；2012年创造了全球首颗单层多点触控芯片GSL1688，占据国内平板开发市场70%的市场；2014年创造了国内首颗电容式指纹识别传感器GSL6162及其一体化解决方案；2016年思立微已成为全球指纹市场前三大供应商；2018年1月被兆易创新以17亿人民币收购100%股权，并成功打入OPPOR17屏下光学解决方案供应链。图表59:发展历程公司成立研发全球首颗单层多点触控芯片，多点触控芯片技术及方案占据国内平板开发市场70%的市场成为全球指纹市场前三大供应商被兆易创新以17亿人民币收购100%股权；打入OPPOR17屏下光学供应链2010201120122014201620172018研发首颗多点触控芯片研发国内首颗按压式指纹识别传感器被评为“2016-2017中国指纹识别市场年度领军企业”资料来源：思立微官网，图表60:思立微被收购股权架构变化2%2%1%3%3%3%7%8%57%14%联意（香港）青岛海丝民和上海正芯泰合肥晨流上海思芯拓青岛民芯杭州藤创北京集成电路设计与封测上海普若芯个人投资者兆易创新（603986CH）100%上海思立微电子科技有限公司资料来源：兆易创新2018半年报，2017年公司收入激增2.55倍达4.48亿人民币，净利润扭亏达1141万元。2016年、2017年，思立微分别实现营业收入1.76亿元和4.48亿元，分别实现净利润-283万元和1141万元，2017年公司收入大幅增长，盈利扭亏。公司2018年Q1总体收入7674万元，净亏损741万元，主要原因是智能手机销量下降和市占率成长不足，公司通过屏下光学解决方案切入的OPPOR17Q3出货，预计将提振公司收入。 图表61:思立微近三年收入和净利润(Rmbmn)447.70175.6276.7411.412016年-2.832017年2018年1-3月-7.41500.00400.00300.00200.00100.000.00-100.00营业收入净利润资料来源：兆易创新收购审计报告，公司并入兆易创新将增强其芯片设计能力，屏下光学方案将在ASIC设计环节产生协同效应，提高解决方案附加值。在屏下光学方案中，指纹将通过OLED或LCD发光反射成像，该图像处理可通过ASIC芯片加速指纹识别过程。公司并入兆易创新后，ASIC业务可与其现有MCU、NorFlash业务整合，在未来开发出更多适用于不同环境的解决方案。'