在前兩篇文章中我們詳細了解了指紋識別芯片的核心技術路線與算法的相關問題，我們知道了走純電容式技術路線的指紋識別芯片成本較低（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，我們就詳細分析下影響指紋芯片成本價格的第三個關鍵因素——半導體制造及封裝。
目前，指紋識別傳感器普遍采用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，目前市場上主要占用的是8英寸晶圓0.18μm工藝的產(chǎn)能。
據(jù)《手機報》統(tǒng)計，2015年國內(nèi)市場指紋手機銷量約為1～1.25億部，指紋識別滲透率在20%左右，有近60款一二線新機型搭載指紋識別。而在2016年，業(yè)界普遍預計指紋識別滲透率將上升至50%左右，市場規(guī)模翻一番，對指紋模組的產(chǎn)能需求也成倍增長。因此，今年市場對8英寸晶圓0.18μm工藝產(chǎn)能的需求會十分迫切。半導體廠對單片芯片晶圓成本的優(yōu)化以及在產(chǎn)能和價格方面的支持將會極大影響到指紋芯片廠商的競爭力。
目前，國內(nèi)具備8英寸晶圓生產(chǎn)工藝的半導體廠主要有聯(lián)電、中芯國際、華虹宏力、臺積電、海力士、英特爾等廠商。
而現(xiàn)階段占據(jù)大半安卓指紋識別市場的FPC就是與中芯國際展開合作。據(jù)市場研究機構(gòu)IHS統(tǒng)計，2015年指紋識別芯片出貨量約達4.99億顆，F(xiàn)PC占有26%左右的市場份額，指紋識別芯片出貨量約為1.3億顆。FPC采用中芯國際8英寸晶圓0.18μm工藝，其產(chǎn)能達到3萬片/月。由于FPC的量非常大，它拿到了中芯國際最低的價格，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格與產(chǎn)能就無法與FPC相提并論。不過該人士猜測，思立微也有可能以格科微的名義拿到接近FPC的價格。而國內(nèi)另一家指紋識別芯片大廠匯頂，則是與德國的X-FAB展開合作，但該人士估計其價格應該比國內(nèi)晶圓廠要貴。
另外，國內(nèi)指紋識別芯片廠商中有一家具有中國第二大晶圓廠華虹宏力背景，它就是費恩格爾。費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。至于價格與產(chǎn)能供應方面，雖然相關人士并未透露，但相信有華虹宏力背景在，應該會有一定優(yōu)勢。
至于臺系指紋識別芯片廠商，則主要是與臺積電、聯(lián)電，以及格羅方德合作。這三家晶圓廠給臺系企業(yè)的價格與給大陸企業(yè)的價格體系不一樣，因此無法直接比較，暫時未知。不過據(jù)業(yè)內(nèi)人士透露，這三家晶圓廠給臺系企業(yè)的價格應該不貴，因為有些臺系芯片廠商甚至直接拿著晶圓在大陸賣。
雖然臺系指紋識別芯片廠商從晶圓廠拿到的成本價格不會太貴，但據(jù)業(yè)內(nèi)人士分析，應該不會比費恩格爾從華虹宏力拿到的價格還低，“FPC從中芯國際拿到的一層光罩19美金的價格已經(jīng)是非常低了，然而據(jù)了解，費恩格爾從華虹宏力拿到的價格比這還低，而且它只需要17層光罩，整體成本價格比FPC還要低很多。”
至于封裝方面，2015年，封裝技術得到了長足發(fā)展，國內(nèi)的長電與華天兩大巨頭也積極展開布局，提升自己的技術實力。尤其是借助資本市場完成了幾筆重要收購，打入高端市場。
目前，封裝方面的節(jié)點還是在于是否采用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，在高端指紋識別封裝領域，國內(nèi)僅有長電、華天等少數(shù)幾家封裝廠能生產(chǎn)，對于想要大量出貨的指紋芯片廠商和終端品牌廠商來說，這都是一個不穩(wěn)定因素。據(jù)業(yè)內(nèi)人士透露，這就導致了目前許多指紋識別芯片廠商想方設法擺脫Trench和TSV封裝工藝。如果順利擺脫Trench和TSV封裝工藝的話，那么各家指紋識別芯片廠商的封裝成本就基本趨于一致，包括價格和良率。
該人士還表示，據(jù)不完全統(tǒng)計，目前還未擺脫Trench和TSV封裝工藝的指紋識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，這就降低了對封裝廠的技術要求，提升封裝良率，單顆芯片的封裝成本將會統(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、算法、和半導體制造及封裝工藝對指紋識別傳感器成本價格產(chǎn)生的影響。讓我們來簡單計算一下指紋識別傳感器最低成本價格：
假設該傳感器是純電容式技術的單芯片結(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，一層光罩價格假設為18美金（低于FPC的已知最低價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英寸晶圓的價格最少在306美金，得出一顆芯片成本在0.23美金左右。
假設封裝工藝不采用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coating、SMT+FPC等組裝，最終指紋模組的成本價格大概在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格。
01月07日 18:14
