2013年,苹果公司投入5.78亿美元与全球最大晶体制造企业GTAT公司达成合作,买断GTAT公司未来的蓝宝石长晶炉设备产量。同年,蓝宝石现身iPhone5和iPhone5s的镜头保护盖与Home键。蓝宝石在智能终端的首秀后,瞬间引发市场蓝宝石热,三星、LG、联想、小米、华为等旋即跟进。但是,由于制程工艺复杂,技术门槛高,产品良率低,蓝宝石逐渐被陶瓷和玻璃取代,成为终端品牌厂商在盖板指纹识别方案中的末位选择。
但是,蓝宝石在普通路人或手机用户的心中始终是“高端大气上档次”的体现。也许“非苹阵营”的指纹识别可以做到iPhone指纹识别相同的性能,甚至比iPhone指纹解锁速度更快,可只要路人一句“人家苹果用的是蓝宝石,光听着就上档次”,“非苹阵营”也只能无言以对。于是直到现在,“非苹阵营”也并未放弃对蓝宝石的期待,蓝宝石生产相关企业也在加紧研发中。
“蓝宝石能生产出来的合格产品量不是那么大,不像玻璃、陶瓷随处可见,正因为加工难度大,所以它就显得高大上。”江苏百合光电科技有限公司总工程师李博士解释道:“但是,材料特质决定了蓝宝石在指纹识别、光学成像方面有得天独厚的条件,因为材料的分子结构决定了它这样的性能。目前来讲,蓝宝石是最好的高品质电子材料。”
李博士是国家半导体标准委员会成员,对半导体及蓝宝石等各种材料有多年研究经验。目前任职的江苏百合光电科技有限公司(下称“百合光电”)成立于2007年,致力于研发、生产、加工硬脆特性材料。百合光电先后与清华大学、河北工业大学等高校合作,研制出一套LED蓝宝石衬底产品特殊加工工艺,并拥有自己的核心技术及知识产权。
据李博士介绍,蓝宝石的成分为氧化铝(AL2O3),因含微量元素钛(Ti4+)或铁(Fe2+)而呈蓝色,属于三方晶系,具有六方单晶体结构。蓝宝石的莫氏硬度达到9,是除钻石以外硬度最强的天然材料,因此非常适合用于电容式指纹识别芯片保护盖板。同时,蓝宝石也具有很高的介电常数,~9.4@300KatAaxis,~11.58@300KatCaxis。蓝宝石具有高声速、耐高温、抗腐蚀、高硬度、高透光性、熔点高(2045℃)等特点,是一种加工难度相当大的材料,也正因如此,蓝宝石盖板较低的良率和较高的成本让终端品牌厂商不得不暂时弃用它。
不过,李博士称,十年前国内能长晶出大晶体蓝宝石的加工企业都屈指可数,但随着时间的推移,目前国内在蓝宝石生产加工方面已经日趋成熟,十分接近世界先进技术水平,在产能上更是已经超越国外。从全球范围来说,中国是最大的蓝宝石生产基地,国内参与蓝宝石领域的相关企业和人群也数量庞大。正是因为有这么多人参与,再加上国人文化水平不断提高,李博士相信在不久的将来就能一一攻克目前很多蓝宝石技术与产能方面的瓶颈。李博士表示,乐观估计,今年年底基本上就能解决大的问题,让蓝宝石能大批量应用到手机指纹识别上,之后就是慢慢规范、制定标准等。
目前,百合光电已投入巨资生产蓝宝石材料,具备特殊要求的开发能力,已经形成批量生产,可以供应指纹识别蓝宝石盖板。
李博士认为,今后蓝宝石盖板指纹识别方案将占据70%的市场份额,从高端旗舰机到低端千元机都会使用。李博士解释称,蓝宝石材料本身也分等级,目前百合光电就正在制定分级标准。届时,高端旗舰机就可以采用等级高的蓝宝石材料,对成本考虑较多的千元机就可以采用等级较低的蓝宝石材料。
去年下半年,乐视发布乐1s与汇顶一起让玻璃盖板指纹识别方案一炮而红;今年年初,小米千呼万唤始出来的小米5携FPC的陶瓷盖板指纹识别方案又掀起了一阵陶瓷热;那么,在今年年底,是否会有一家品牌巨头与指纹芯片厂商一起,让蓝宝石在“非苹阵营”扎下根呢?让我们拭目以待!