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能靠指纹识别大赚一笔,这些厂商都有各自杀器

时间:03-20 来源:芯师爷 点击:

2TSV先进封装将成为指纹识别产业链重构的重要受益者
2014年苹果iPhone5s搭载指纹识别,主要采用的是"trench+ wire bonding(深坑+打线)"的工艺进行芯片级的封装。

事实上,采用wire bond(打线)的封装工艺需要进行塑封,这将使得芯片的厚度增加,对于寸土寸金的智能手机而言,尤其是在各大手机厂商竞相"求薄"的背景之下,wire bond并不是最佳方案。同时,尽管iPhone5s结合了trench+ RDL+ wire bond的封装工艺,来缩小芯片尺寸,减少信号损失,但是随着更优的封装方案TSV的崛起,苹果在随后的iPhone6s和iPhone7中,果断将指纹识别封装切换至TSV方案,由台积电提供封装服务。

如同SITRI对苹果iPhone7的指纹芯片拆解,采用TSV(硅通孔)封装技术之后,芯片的有效探测面积大幅增加,芯片的厚度和模组厚度都实现了缩减。第一代Touch ID Sensor(iPhone5s/6采用)为88 x 88像素阵列,第二代Touch ID Sensor(iPhone6s/7采用)为96 x 112像素阵列,足足提高了近40%,像素的大幅提升带来识别精度的提升。

事实上,苹果公司在指纹识别领域是走在最前列的,无论是第一代Touch ID Sensor采用的trench+wire bonding工艺,还是第二代Touch ID采用的TSV工艺,在技术上都是非常先进的,都是非常紧缺的封装资源,当然成本也非常高。对于除了苹果之外的手机厂商而言,无论是出于成本方面的考虑,还是资源方面的考虑,指纹识别芯片封装采用TSV工艺的比例还是非常少的,大多数厂商采用的是wire bonding工艺。

目前,大多数指纹识别方案,芯片采用wire bonding工艺进行封装,技术成熟,成本低。由于表面需要与盖板材料贴合,因此在芯片的正面会进行塑封处理,将金属引线掩埋起来,形成平整的表面。塑封的存在会影响信号识别的精度,同时增加芯片的厚度,但是对于如今主流的开孔指纹形式来说,问题并不大,因为芯片+盖板材料(或Coating)直接与手指接触,仍然可以实现较好的指纹识别体验。

2016年以来,一些手机厂商开始向苹果学习,对指纹识别芯片进行小规模的trench或TSV封装,如华为Mate9 Pro采用的是trench+TSV封装工艺(比直接TSV工艺容易一些)。因为先进封装直接的好处就是信号变强,指纹识别精度体验更佳,更重要的是芯片厚度变薄,从而缩减指纹模组的高度,可以扩大屏占比。

采用"超薄式"正面玻璃/陶瓷盖板的指纹识别模组,可以有效缩小整个模组的体积,尤其是厚度,从而使得整个模组的厚度不超过盖板玻璃。这样的话,手机的显示屏幕便可以向下拓展,与指纹Home键的距离更加紧密(甚至可以覆盖Home键位置),从而大幅提升整个屏幕的屏占比。由于传统的wire bonding封装是难以有效缩减芯片厚度的,采用TSV封装可以解决该问题。因此,该方案今年也可能被一些旗舰机型采用,也是重要趋势之一。

该方案与目前主流的正面盖板开孔式方案在产品结构方面基本一致,最大的区别在于出于模组减薄的考虑,芯片的封装形式将由传统的wire bonding改为TSV封装,这将利好TSV封装产业。

根据我们前文的分析,电容式Under Glass方案将成为指纹识别近期内的重要趋势之一,目前有两种方案--在盖板玻璃的正面或背面开盲孔。芯片是直接内置于盖板玻璃之下的,本来电容信号穿透玻璃就已经存在较大困难,如果还有塑封材料的话,信号质量将更加堪忧。如果不采用塑封的话,wire bonding的键合线直接暴露在外,会导致芯片正面不够平整,是无法与盖板玻璃紧密贴合的。因此,我们认为,在电容式Under Glass方案大势所趋的背景之下,TSV封装将取代wire bonding成为必然之选。

2全球TSV技术领先者,业绩拐点显现
1晶方科技是全球TSV技术领先者

随着半导体工艺走到28纳米以后,缩小工艺尺寸所带来的成本下降曲线(性能上升)已经不能符合以往的斜率,目前来看,单纯缩小工艺尺寸的方法确实难以维系摩尔定律,但是,延续摩尔定律并不是只有缩小工艺尺寸一条路可以走。以立体封装为代表的先进封装技术就能够在不缩减工艺尺寸的前提下,增加集成度从而提升性能降低成本,所以这种技术路线也被称为新摩尔定律或者超越摩尔(More than Moore)。

目前,先进封装技术是指第四代IC封装技术,包括SiP、WLP、TSV等技术,具有尺寸缩小化、引脚密集化与系统集成化等特点。SiP(系统级封装)是指利用各种堆叠集成技术,将多个具有不同功能的芯片及被动元件集成到尺寸更小的封装元件上,形成一个系统,可以优化系统性能、避免重复封装、缩短开发周期、降低成本、提高集成度;WLP(晶

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