早前8月份，腾讯《一线》专访华为手机产品线总裁何刚，他表示华为Mate 7系列手机之前最早将电容指纹用于安全和支付解锁，之所以在屏下光学指纹上未采取激进态势，是经过验证之后发现早先的屏下光学指纹方案在用户体验上不够完美。

 

　　而随着屏下光学指纹不断迭代升级，干手指不易识别、强光下干扰和解锁时间慢等技术难题一个一个被克服，用户体验大幅改善。汇顶科技研发副总裁叶金春告诉腾讯《一线》，“现在电容指纹解锁时间需要200多毫秒，屏下指纹可以实现350毫秒，差距几乎可以忽略。”

 

　　这是华为手机此番采用屏下指纹的内在原因。这意味着获得vivo量产手机大单之后，又一家国内主流大厂大批量采用汇顶屏下光学指纹方案（2018年3月发布的HUAWEI Mate RS保时捷设计也采用其方案）。另外，此前小米在小米8探索版及屏幕指纹版手机上均已经搭载了汇顶屏下光学指纹方案。

 

　　至此，国内前几大手机厂商除OPPO外均已规模采用了汇顶的屏下光学指纹技术。9月中旬，汇顶科技董事长张帆对腾讯《一线》表示，今年屏下光学指纹销量过千万支，完成上半年所定下的目标。而且目前都是中高端手机使用，随着技术方案进一步完善与扩散，屏下光学指纹将进入更多的智能手机。

 

　　进入无人区

 

　　汇顶科技是屏下光学指纹芯片和解决方案首创者、主导者，带头进行无人区创新，意味着需要独自面对各种不确定性。

 

　　在中国芯片史上，由中国公司推动一项技术创新的案例非常稀少。外加芯片研发成本昂贵，一次从研发设计到流片过程，费用高达数百万至千万人民币不等。只有实力雄厚的大公司可以承受，中小公司一着不慎，可能血本无归。

 

　　早在2017年初，在西班牙举办的MWC展上，汇顶科技首次展出屏下光学指纹Demo，初步实现屏下光学指纹解锁，但是离规模化商用还有很远距离。“主要问题在于干手指所代表的极端人群，哪怕只有1%，也是非常大的量。”张帆告诉腾讯《一线》。

 

　　干手指会导致成象质量极剧下降，以至无法解锁。所以，在一些海关过境处，传统光学指纹采集器旁边会放有湿海绵，沾一点点水以改善干手指的成象质量。

 

　　与传统光学指纹采集器相比，屏下光学指纹难度更大：首先只有4%左右的光线可以透过OLED屏回到光学指纹上传感器，其次显示屏本身的结构也会在光学指纹传感器上成像。如何精确判断，迅速比对、解锁？“看起来距离很近，其实做了很久。”

 

　　研发副总叶金春还提到另一个技术难题：强光干扰。在室外太阳光下，光的强度很容易达到20万~30万lux（lux，表示被摄主体表面单位面积上受到的光通量），手机屏幕上的光量约为1000lux，相差几个数量级。

 

　　2017年开始，整个手机行业都将全面屏作为主要产品创新方向，与之配套，如何去掉按钮式电容指纹，需要更好的解锁方案。汇顶科技张帆于8月底在集微网举办的论坛上发言时颇为感慨，过去智能手机上的技术创新，基本都由苹果、三星主导，“2017年9月份苹果放弃指纹方案之后，对汇顶和客户都产生了很大震动。投入屏下光学指纹研发像是走一段夜路，回头胆战心惊。”

 

　　当时，与屏下光学指纹方案竞争的，还有高通超声波技术（超声波技术截止至今并没有形成规模量产）。高通于2015年和2017年推出过两代超声波指纹识别方案，没有达到手机厂商要求，凭高通研发实力，技术突破随时可以发生。汇顶屏下光学指纹需要跑得更快才行，不仅仅是与自身竞争，也要与行业巨头赛跑。

 

　　另外一家叫新思（Synaptics）的美国公司，也组织了团队研发屏下指纹，曾进入过vivo供应链，但后来被汇顶替换。

 

　　2017年底，汇顶科技第一代适应于OLED硬屏的屏下光学指纹方案与新思的方案一起，尝试性小批量用在vivo X20上。后来又小幅升级技术，用在vivo X21屏下指纹版手机。但是从解锁速度和识别率等方面，仍然有待提升。

 

　　400+人倒计时集中攻关

 

　　汇顶在屏下光学指纹项目上投入了400多号人，涉及芯片、软件、硬件，还有光路系统，结构与工程工艺开发。

 

　　2018年1月至3月，这三个月里汇顶在屏下光学指纹最后几个关键技术上的突破缓慢，所有的收获只是证明了一大堆方案不可行。当时主要任务是赶在6月中旬（足球世界杯开赛之前），完成vivo年度旗舰机型NEX屏下指纹量产。

 

　　这是一个不可能推后的任务，因为世界杯不可能延迟。2018年春节前，汇顶团队与vivo团队，从vivo执行副总裁胡柏山和汇顶董事长张帆、vivo硬件研发副总裁王小军对应叶金春，到基层技术骨干，都建立起了联系。双方每两三天都要就项目开展讨论，或是去vivo所在的东莞研发基地，或是vivo派人到深圳福田汇顶研发所在地。

 

　　当时还有一段故事。vivo非常看好屏下指纹所带来的差异化。但是，汇顶屏下光学指纹规模化商用确实存在一些不可控的风险。怎么办？经过协商，vivo向汇顶科技“为缩短产品面世时间，下风险订单。”

 

　　所谓风险订单，就是都拿出诚意和资金，“双方各承担一半，客户愿意冒一定风险。”张帆分析，在某种情况下，这种合作可以节省时间，加速进程。

 

　　在叶金春执行层面，约一个星期推出一个版本。“持续攻关，每天工作强度特别大，”叶金春告诉腾讯《一线》，“技术不确定性非常大，每天都像过山车一样，心情大起大落，今天可能发现这里有一个突破口，可能过两天发现这个方法又不行，又会产生新问题。”

 

　　有一天晚上感到筋疲力尽，又考虑到万一项目不成功，对客户无法交代，对公司的影响也很大，于是叶金春找到张帆聊天。他告诉张帆，从年初1月份至3月份，系统优化和算法识别率提升进展非常缓慢。“这个项目现在压力太大了，一时半会儿难以突破，但客户那边又天天追问进度。”

 

　　张帆对他讲：“担心和焦虑对解决问题没有任何帮助，研发团队不要去背这些包袱，要集中所有力量专注于技术攻关，不要计较一城一地的得失。你们专注于技术，其它的问题我负责去解决。”

 

　　叶金春对张帆印象最深刻的一句话是，“对技术不确定性保持乐观，要去享受这个过程。”回来后，叶金春如此鼓励团队。

 

　　最终，屏下光学指纹技术关键问题得以攻克，无论是解锁速度、识别率性能都得到大幅度提升，达到大规模量产的标准。

 

　　更关键的是，汇顶在NEX屏下光学指纹生产方案上做出了一个大的创新。首次实现屏下光学指纹模块与显示屏分离解耦，不用再与显示屏进行贴合。这种分离式设计大大减轻了商用难度，降低了生产成本。

 

　　等到9月份vivo X23手机上，汇顶的屏下指纹方案中采用了更高的分辨率，350毫秒可亮屏解锁，综合性能进一步提高。

 

　　第一次击败FPC、第二次击败新思

 

　　技术和性能上的领先，以及适应批量生产所做的工艺改进，成本更低，使得汇顶成为客户的独家供应商。受困于竞争力不足，昔日竞争对手新思的屏下光学指纹团队在八、九月份悄然解散。

 

　　这是汇顶科技在指纹领域第二次击败国外竞争对手，上一次是在电容指纹上，与瑞典FPC竞争。
 

　　指纹识别需求在国内自2014年9月份由华为出厂的Mate7手机开始流行。华为当时找遍了国内多家指纹识别方案提供商，最终选择了瑞典FPC公司方案和产品。尽管此芯片每颗增加了成本100元人民币左右，但是由此获得支撑的用户体验和安全需求的满足，让当年的Mate7大卖，成为此后一段时间里竞相模仿的对象。

 

　　来自瑞典的FPC公司，凭借Mate7的大卖，迅速拿下国内多数市场份额，自身体量两年内实现了20倍增长。

 

　　同样是2014年，汇顶科技看到市场机会，调整重心，集中指纹识别业务，利用本土之便与FPC近身肉搏。先后进入魅族、vivo、小米和华为等厂商，最终在2017年，市场占用率、营收和利润反超FPC。

 

　　与张帆交流，他认为汇顶科技能反超的原因是靠团队持续创新、巧干加苦干。“你不停地投入，不停地听客户的意见，就会不断的有创新的成果出来。”张帆说”电容指纹识别上我们先后推出了蓝宝石盖板、玻璃盖板、coating、IFS和活体识别解决方案，是目前全球唯一一家能够提供全系列解决方案的公司。”

 

　　“客户说老外夏天要度暑假，我们没暑假，会比老外服务更好，中国人更勤奋。”张帆说。2016年在江苏昆山一个客户那里，汇顶的员工连着四个月在做技术攻关，从夏天干到冬天，甚至连换季的衣服都顾不上去买。

 

　　在董事长张帆层面，他已经习惯忍受技术研发为主的公司因为投入巨大而产生的利润回调。2015年业绩报表，因为2014年大幅增加投入电容指纹研发，公司利润与2014年相比有所下滑。

 

　　相同情节在2018上年财务报表上重演。“今年上半年业绩波动大，上半年营利下滑最严重，处于电容指纹下滑、屏下光学指纹接棒期。”张帆说。

 

　　8月份，汇顶科技发布2018年半年报财报显示，公司2018年上半年实现销售收入13.88亿元，较2017年上半年的18.37亿元销售收入减少24%；净利润为1.12亿元，较2017年同期的4.82亿元减少76.76%。

 

　　换一种眼光看，情况有所不同。汇顶研发人员占比89%。2017年，汇顶科技研发投入5.97亿元，占销售收入16.2%。2018年上半年研发支出3.33亿元人民币，较2017年上半年2.17亿元研发投入增加53%，研发开支占销售收入比重达24%。

 

　　闯过屏下光学指纹项目大关，张帆与董事会准备重奖研发人员。除了股权激励向研发团队倾斜，还会有非常大力度的年终奖和团队特别现金奖励。汇顶科技为屏下光学指纹团队颁发的“总经理特别奖”，奖金为500万。

 

　　张帆认为，汇顶科技此前在电容指纹上成功，只属于局部创新，意义上弱于屏下光学指纹原生性创新。“只有屏下光学指纹技术，是中国IC设计企业在一个全新的技术领域驱动技术革新并在主流终端品牌实现大规模商用，至少在手机芯片领域，过去没有发生过。”截止至2018年9月底，有关屏下光学指纹技术专利，汇顶已在国际国内申请、获得了320多项。

 

　　眼下，张帆认为公司已经度过最困难时刻，完成产品升级换代，随着今年内屏下光学指纹量产将达到千万支级别，汇顶科技做成了一件事：“推动了屏下光学指纹的规模商用。”

 

　　如果苹果坚持的3D结构光和Face ID不能及早地在应用上做出爆款，证明自身牺牲外型值得，时间的流逝将使得异型刘海屏对抗全面屏处于劣势，届时屏下光学指纹将有更大作为。

 

　　当然，这一切尚待时间给出答案。

 

　　消息来源：腾讯科技