關(guān)鍵字：指紋識(shí)別應(yīng)用 指紋識(shí)別市場(chǎng) 新一代指紋識(shí)別
一時(shí)間，指紋識(shí)別芯片成為各家IC設(shè)計(jì)廠商兵家必爭(zhēng)之地。這其中，既包括了海外軍團(tuán)AuthenTec(隸屬于蘋果公司)、新思Synaptics(通過收購(gòu)生物ID識(shí)別公司Validity正式進(jìn)軍指紋識(shí)別領(lǐng)域)、Fingerprint Cards AB(FPC)，也有臺(tái)灣地區(qū)軍團(tuán)，其中數(shù)家還是為追求新藍(lán)海而來的觸控IC廠商，如F-敦泰、義隆，其他廠商還有j-Metrics茂丞科技、盛群，此外，還有大陸當(dāng)紅小生Goodix匯頂科技。匯頂科技成立于2002年，于2006年開始進(jìn)軍觸控行業(yè)，具有豐富的電容觸摸芯片的量產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，已擁有電容觸控技術(shù)專利超過30項(xiàng)，目前是聯(lián)發(fā)科技唯一戰(zhàn)略合作伙伴，其市場(chǎng)上量產(chǎn)應(yīng)用的手機(jī)是魅族MX4 Pro，也是國(guó)內(nèi)手機(jī)廠商正面按壓式指紋識(shí)別方案的首創(chuàng)。
指紋識(shí)別應(yīng)用面在擴(kuò)大
茂丞科技商務(wù)總監(jiān)許光銘
茂丞科技商務(wù)總監(jiān)許光銘介紹說，指紋識(shí)別IC主要應(yīng)用于移動(dòng)設(shè)備(手機(jī)、平板)、消費(fèi)電子產(chǎn)品(五金電子鎖、家電、移動(dòng)載具的電子鎖、外設(shè)的電子數(shù)據(jù)儲(chǔ)存設(shè)備等)、筆記本電腦(USB接口)、安全設(shè)備(銀行的外設(shè)支付裝置如U盾、藍(lán)牙盾、網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備、門禁安全系統(tǒng)以及物聯(lián)網(wǎng)個(gè)人安全識(shí)別相關(guān)產(chǎn)品應(yīng)用上等)……“指紋識(shí)別技術(shù)在信息系統(tǒng)是密碼解鎖，在消費(fèi)產(chǎn)品取代各種
實(shí)體開關(guān)。”他說，“特別在安防領(lǐng)域?qū)?huì)進(jìn)入全面智能聯(lián)網(wǎng)智能控制，所以絕對(duì)是多重生物識(shí)別技術(shù)的整合應(yīng)用。”例如使用最自然的人類溝通方式聲紋下達(dá)命令，來控制物聯(lián)網(wǎng)關(guān)聯(lián)裝置做動(dòng)作，必須搭配穿戴式的指紋識(shí)別裝置，此指紋識(shí)別裝置是個(gè)人隨身攜帶個(gè)人實(shí)名的安全令牌，當(dāng)確認(rèn)身分才能有權(quán)限；使用最自然的人類溝通方式聲紋下達(dá)命令，來控制物聯(lián)網(wǎng)關(guān)聯(lián)裝置做動(dòng)作。
茂丞科技的當(dāng)前目標(biāo)在于進(jìn)一步擴(kuò)大指紋識(shí)別的應(yīng)用領(lǐng)域，目前新一代的指紋識(shí)別產(chǎn)品應(yīng)用處于剛起步階段，用于彌補(bǔ)并取代過去紅外線光學(xué)傳感器及被動(dòng)式電容傳感器的可靠性不足的缺點(diǎn)，基于性價(jià)比及耐用可靠性因素，未來將會(huì)大面積取代現(xiàn)有的產(chǎn)品。“我們的產(chǎn)品正在大量進(jìn)入市場(chǎng)應(yīng)用，預(yù)計(jì)2015年第一季度能突破KK級(jí)的市場(chǎng)需求。”許光銘表示。
新思也認(rèn)為，指紋辨識(shí)技術(shù)能讓移動(dòng)支付獲得認(rèn)證，同時(shí)還能讓手機(jī)解鎖更加方便、并提升信息安全度，預(yù)期搭載這種技術(shù)的智能手機(jī)會(huì)在今年大爆發(fā)，到2016年整體指紋識(shí)別傳感器銷量有望大幅膨脹至5.3億顆。隨著成本逐漸下降，未來將有更多中高端的智能機(jī)將會(huì)搭載指紋識(shí)別器。此外，新思還看到另一大商機(jī)在于物聯(lián)網(wǎng)，智能電冰箱、溫度計(jì)等物件可能正在生成新的人機(jī)界面需求。除了指紋識(shí)別傳感器外，新思也正在研究體感控制以及眼球追蹤科技。許光銘信心滿滿地表示。
新一代產(chǎn)品特色
來看指紋識(shí)別技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，先前都是以第一代光學(xué)技術(shù)為主，目前市場(chǎng)上以第二代被動(dòng)電容式指紋傳感器為主。此技術(shù)已經(jīng)發(fā)展了20多年了，專利已經(jīng)都完全開放了，所以技術(shù)門檻較易跨越。第三代的主動(dòng)電容式的技術(shù)門檻較高，并且專利都被一家美國(guó)公司涵蓋了，但是此類工藝生產(chǎn)門檻高，成本也相對(duì)較高，并且無法做按壓式的方案，不容易普及。
非蘋果陣營(yíng)生物(包括指紋)識(shí)別芯片搭載量預(yù)估
“我們是專注在更高新技術(shù)的第四代主動(dòng)式垂直射頻技術(shù)，此技術(shù)門檻高也有專屬的專利，以此技術(shù)發(fā)展使用的指紋傳感器，能根本解決先前幾代傳感器的問題。”許光銘介紹說，它利用半導(dǎo)體感面積型測(cè)接收器，接收微小的人體手指發(fā)出指紋影像訊號(hào)，使得能偵測(cè)手指3D影像，以辨識(shí)表面指紋的脊和谷的深度3D圖形。這種技術(shù)可以捕捉到皮膚活體層底下，輪廓鮮明及清晰的指紋影像。與光學(xué)式、熱感應(yīng)式、被動(dòng)電容式相較，其優(yōu)點(diǎn)為可以讀取到皮膚活體層的指紋，提供質(zhì)量較佳的影像及保護(hù)涂層，以防止硅膠假指紋膜的破解，達(dá)到高精度防偽功能。其競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)包括：1、能適用各種人種與年紀(jì)；2、能隨時(shí)穩(wěn)定的抓取高質(zhì)量指紋生物訊息；3、能適用于各種環(huán)境與溫度環(huán)境；4、耐用不易破壞；5、美觀且易于整合到系統(tǒng)產(chǎn)品中使用；6、能成為一個(gè)按壓開關(guān)，一按即能準(zhǔn)確知道你是誰，方便應(yīng)用；7、單價(jià)便宜人人用得起，進(jìn)而能大量普及市場(chǎng)應(yīng)用。
據(jù)悉，茂丞科技的指紋傳感器技術(shù)已經(jīng)成熟地應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域中，同時(shí)已經(jīng)發(fā)布了6顆基于滑動(dòng)及按壓解決方案的指紋識(shí)別IC，預(yù)計(jì)2015年第一季度會(huì)將推出基于指紋傳感器識(shí)別算法的控制芯片整合成一顆全功能的識(shí)別比對(duì)芯片。
該芯片體積會(huì)更小，功能更加強(qiáng)大，將來的應(yīng)用會(huì)更加全面性。該芯片支持500 DPI以上的分辨率，具有一個(gè)32位RISC內(nèi)核，提供1.25DMIPS/MHz性能和DSP指令，多達(dá)32通道DMA，用于服務(wù)外設(shè)和內(nèi)存，可進(jìn)行二次開發(fā)，其速率高達(dá)100MHz的強(qiáng)大處理器功能作為識(shí)別比對(duì)運(yùn)算功能，具有128KB Flash/64KB RAM的可擴(kuò)展內(nèi)存大小，內(nèi)含快速、高精度16位ADC、12位DAC、可變成設(shè)計(jì)增益放大器、高速比較器和內(nèi)部基準(zhǔn)電壓源，整個(gè)識(shí)別模組全速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)功耗約50～55mA，休眠時(shí)功耗為1mA。通過處理器的電源控制，當(dāng)用戶不工作時(shí)，待機(jī)功耗僅為1μA，幾乎完全不耗電。外部連接和通信包含I2S、I2C、DSPI(SPI)以及支持ISO7816和UART及USB 2.0 OTG控制器，具有高度的可靠性和安全保密功能。封裝尺寸可視客戶需求設(shè)計(jì)而封裝，目前已經(jīng)有多家國(guó)內(nèi)外客戶意向合作中。
關(guān)于成本問題，許光銘補(bǔ)充說，新產(chǎn)品基于全數(shù)字化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在晶圓設(shè)計(jì)技術(shù)成本及整體封裝與用上具有強(qiáng)大競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。與過去的分立方案明顯優(yōu)勢(shì)是體積變小，更好設(shè)計(jì)終端產(chǎn)品的美觀
性，其強(qiáng)大的信號(hào)調(diào)適、轉(zhuǎn)換和分析能力，能大幅度降低系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)成本，提高系統(tǒng)可靠性，對(duì)于未來應(yīng)用于智能家居安防、可穿戴式的個(gè)人識(shí)別應(yīng)用、物聯(lián)網(wǎng)的身份識(shí)別登錄應(yīng)用，以及各類網(wǎng)絡(luò)電子交易實(shí)名制應(yīng)用等，該解決方案將加速產(chǎn)品量產(chǎn)。“所有芯片成本的下降取決于市場(chǎng)的需求量，一旦進(jìn)入到全面性的普及應(yīng)用，價(jià)格自然就會(huì)反映到市場(chǎng)上。”他說。
三合一人機(jī)接口IC前景如何？
為了符合高分辨率、輕薄、高敏感度的市場(chǎng)需求，有專業(yè)人士預(yù)計(jì)集成觸控IC、驅(qū)動(dòng)IC以及指紋辨識(shí)IC的三合一人機(jī)接口IC將在2015年度正式登場(chǎng)，并成為手機(jī)品牌大廠包括蘋果、三星等旗艦機(jī)型的配置之一。
不過，許光銘認(rèn)為，從技術(shù)及產(chǎn)品設(shè)計(jì)的理念來看，指紋辨識(shí)IC、觸控IC與驅(qū)動(dòng)IC未來不太可能有集成三合一的需求。原因是指紋識(shí)別IC主要功能是提供采集到的指紋的圖像資料或特征點(diǎn)給主控芯片做識(shí)別運(yùn)算，需要較大傳輸量SPI接口來傳送信息，觸控IC與驅(qū)動(dòng)IC傳輸量較小僅需要通過I2C總線傳輸即可。兩者接口定義不同，如果一定要設(shè)計(jì)同一顆芯片也不一定能降低芯片成本，還可能增加不良率的提高。此外未來的In-Cell技術(shù)成熟后，觸控IC將被整合到背光模塊驅(qū)動(dòng)及控制芯片中，這才是真正降低成本的解決方案。
他繼續(xù)表示：“茂丞科技是一家專注于指紋識(shí)別傳感器及后端應(yīng)用控制芯片整體解決方案的IC設(shè)計(jì)公司，我們不會(huì)涉入觸控IC領(lǐng)域，也不會(huì)尋求行業(yè)并購(gòu)整合，只會(huì)加大應(yīng)用領(lǐng)域。同時(shí)加深技術(shù)及算法積累，專注于智能傳感器研發(fā)及相關(guān)的識(shí)別處理技術(shù)，目前全力發(fā)展圖像識(shí)別相關(guān)的軟硬件技術(shù)。”未來會(huì)涉入能遠(yuǎn)距離下達(dá)命令的聲紋識(shí)別，然后加以整合應(yīng)用。
也就是使用穿戴式的指紋識(shí)別裝置進(jìn)行身分識(shí)別(實(shí)名制)，然后用聲紋識(shí)別下達(dá)命令，達(dá)到安全方便的物聯(lián)網(wǎng)使用。
其他廠商動(dòng)態(tài)
全球觸控IC大廠新思完成收購(gòu)指紋識(shí)別IC廠Validity Sensors后，客戶群快速跨入非蘋果陣營(yíng)的智能手機(jī)、平板電腦、甚至是智能電視、智能汽車，以及穿戴式裝置等物聯(lián)網(wǎng)新市場(chǎng)。新思的成功模式吸引了不少觸控IC廠商的加入，例如聯(lián)發(fā)科技、F-敦泰、義隆電、盛群等。其中，為求避開蘋果的專利，盛群專攻面積較大、厚度較厚的光學(xué)式指紋識(shí)別產(chǎn)品。盛群新一代厚度約3厘米的指紋識(shí)別模塊于2014年第四季送樣，屆時(shí)將可用于平板等產(chǎn)品。F-敦泰則是接連與歐洲指紋辨識(shí)芯片廠商IDEX、映智兩家公司合作，希望搶攻智能手機(jī)的指紋識(shí)別商機(jī)。F-敦泰表示，其滑動(dòng)式和按壓式的電容式指紋辨識(shí)芯片已開發(fā)完成和送樣，預(yù)計(jì)2015年量產(chǎn)。
指紋識(shí)別IC廠商對(duì)比
葉儀皓領(lǐng)軍的義隆電子自筆記本電腦觸控時(shí)代即與新思已有多年之戰(zhàn)，義隆電子與新思不但都已跨入手機(jī)市場(chǎng)，且雙方都看好Windows 8.1將提高觸控筆電的滲透率。義隆電子今年除了觸控板、觸控屏幕IC之外，也于2014年第三季度起推出指紋識(shí)別IC與新思爭(zhēng)奪筆記本電腦的市場(chǎng)占有率。葉儀皓分析，指紋識(shí)別芯片要放量，產(chǎn)能的限制是個(gè)很大的問題。據(jù)了解，目前蘋果的指紋識(shí)別芯片每個(gè)月在臺(tái)積電就要占掉達(dá)5萬片的8寸晶圓產(chǎn)能，可見產(chǎn)能吃緊的狀況。義隆電子現(xiàn)階段電容式指紋識(shí)別產(chǎn)品已推出分辨率176×176的版本，并送樣至筆記本電腦客戶進(jìn)行認(rèn)證，預(yù)計(jì)第二季量產(chǎn)；分辨率128×128的手機(jī)版本產(chǎn)品則在第一季送樣，預(yù)計(jì)第三季量產(chǎn)。
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