關鍵字：指紋識別應用 指紋識別市場 新一代指紋識別
一時間，指紋識別芯片成為各家IC設計廠商兵家必爭之地。這其中，既包括了海外軍團AuthenTec(隸屬于蘋果公司)、新思Synaptics(通過收購生物ID識別公司Validity正式進軍指紋識別領域)、Fingerprint Cards AB(FPC)，也有臺灣地區(qū)軍團，其中數(shù)家還是為追求新藍海而來的觸控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，還有大陸當紅小生Goodix匯頂科技。匯頂科技成立于2002年，于2006年開始進軍觸控行業(yè)，具有豐富的電容觸摸芯片的量產經驗，已擁有電容觸控技術專利超過30項，目前是聯(lián)發(fā)科技唯一戰(zhàn)略合作伙伴，其市場上量產應用的手機是魅族MX4 Pro，也是國內手機廠商正面按壓式指紋識別方案的首創(chuàng)。
指紋識別應用面在擴大
茂丞科技商務總監(jiān)許光銘
茂丞科技商務總監(jiān)許光銘介紹說，指紋識別IC主要應用于移動設備(手機、平板)、消費電子產品(五金電子鎖、家電、移動載具的電子鎖、外設的電子數(shù)據(jù)儲存設備等)、筆記本電腦(USB接口)、安全設備(銀行的外設支付裝置如U盾、藍牙盾、網(wǎng)絡安全設備、門禁安全系統(tǒng)以及物聯(lián)網(wǎng)個人安全識別相關產品應用上等)……“指紋識別技術在信息系統(tǒng)是密碼解鎖，在消費產品取代各種
實體開關。”他說，“特別在安防領域將會進入全面智能聯(lián)網(wǎng)智能控制，所以絕對是多重生物識別技術的整合應用。”例如使用最自然的人類溝通方式聲紋下達命令，來控制物聯(lián)網(wǎng)關聯(lián)裝置做動作，必須搭配穿戴式的指紋識別裝置，此指紋識別裝置是個人隨身攜帶個人實名的安全令牌，當確認身分才能有權限；使用最自然的人類溝通方式聲紋下達命令，來控制物聯(lián)網(wǎng)關聯(lián)裝置做動作。
茂丞科技的當前目標在于進一步擴大指紋識別的應用領域，目前新一代的指紋識別產品應用處于剛起步階段，用于彌補并取代過去紅外線光學傳感器及被動式電容傳感器的可靠性不足的缺點，基于性價比及耐用可靠性因素，未來將會大面積取代現(xiàn)有的產品。“我們的產品正在大量進入市場應用，預計2015年第一季度能突破KK級的市場需求。”許光銘表示。
新思也認為，指紋辨識技術能讓移動支付獲得認證，同時還能讓手機解鎖更加方便、并提升信息安全度，預期搭載這種技術的智能手機會在今年大爆發(fā)，到2016年整體指紋識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將會搭載指紋識別器。此外，新思還看到另一大商機在于物聯(lián)網(wǎng)，智能電冰箱、溫度計等物件可能正在生成新的人機界面需求。除了指紋識別傳感器外，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。
新一代產品特色
來看指紋識別技術的發(fā)展現(xiàn)狀，先前都是以第一代光學技術為主，目前市場上以第二代被動電容式指紋傳感器為主。此技術已經發(fā)展了20多年了，專利已經都完全開放了，所以技術門檻較易跨越。第三代的主動電容式的技術門檻較高，并且專利都被一家美國公司涵蓋了，但是此類工藝生產門檻高，成本也相對較高，并且無法做按壓式的方案，不容易普及。
非蘋果陣營生物(包括指紋)識別芯片搭載量預估
“我們是專注在更高新技術的第四代主動式垂直射頻技術，此技術門檻高也有專屬的專利，以此技術發(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，它利用半導體感面積型測接收器，接收微小的人體手指發(fā)出指紋影像訊號，使得能偵測手指3D影像，以辨識表面指紋的脊和谷的深度3D圖形。這種技術可以捕捉到皮膚活體層底下，輪廓鮮明及清晰的指紋影像。與光學式、熱感應式、被動電容式相較，其優(yōu)點為可以讀取到皮膚活體層的指紋，提供質量較佳的影像及保護涂層，以防止硅膠假指紋膜的破解，達到高精度防偽功能。其競爭優(yōu)勢包括：1、能適用各種人種與年紀；2、能隨時穩(wěn)定的抓取高質量指紋生物訊息；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)產品中使用；6、能成為一個按壓開關，一按即能準確知道你是誰，方便應用；7、單價便宜人人用得起，進而能大量普及市場應用。
據(jù)悉，茂丞科技的指紋傳感器技術已經成熟地應用在各個領域中，同時已經發(fā)布了6顆基于滑動及按壓解決方案的指紋識別IC，預計2015年第一季度會將推出基于指紋傳感器識別算法的控制芯片整合成一顆全功能的識別比對芯片。
該芯片體積會更小，功能更加強大，將來的應用會更加全面性。該芯片支持500 DPI以上的分辨率，具有一個32位RISC內核，提供1.25DMIPS/MHz性能和DSP指令，多達32通道DMA，用于服務外設和內存，可進行二次開發(fā)，其速率高達100MHz的強大處理器功能作為識別比對運算功能，具有128KB Flash/64KB RAM的可擴展內存大小，內含快速、高精度16位ADC、12位DAC、可變成設計增益放大器、高速比較器和內部基準電壓源，整個識別模組全速運轉時功耗約50～55mA，休眠時功耗為1mA。通過處理器的電源控制，當用戶不工作時，待機功耗僅為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計而封裝，目前已經有多家國內外客戶意向合作中。
關于成本問題，許光銘補充說，新產品基于全數(shù)字化結構設計，在晶圓設計技術成本及整體封裝與用上具有強大競爭優(yōu)勢。與過去的分立方案明顯優(yōu)勢是體積變小，更好設計終端產品的美觀
性，其強大的信號調適、轉換和分析能力，能大幅度降低系統(tǒng)整體設計成本，提高系統(tǒng)可靠性，對于未來應用于智能家居安防、可穿戴式的個人識別應用、物聯(lián)網(wǎng)的身份識別登錄應用，以及各類網(wǎng)絡電子交易實名制應用等，該解決方案將加速產品量產。“所有芯片成本的下降取決于市場的需求量，一旦進入到全面性的普及應用，價格自然就會反映到市場上。”他說。
三合一人機接口IC前景如何？
為了符合高分辨率、輕薄、高敏感度的市場需求，有專業(yè)人士預計集成觸控IC、驅動IC以及指紋辨識IC的三合一人機接口IC將在2015年度正式登場，并成為手機品牌大廠包括蘋果、三星等旗艦機型的配置之一。
不過，許光銘認為，從技術及產品設計的理念來看，指紋辨識IC、觸控IC與驅動IC未來不太可能有集成三合一的需求。原因是指紋識別IC主要功能是提供采集到的指紋的圖像資料或特征點給主控芯片做識別運算，需要較大傳輸量SPI接口來傳送信息，觸控IC與驅動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，如果一定要設計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技術成熟后，觸控IC將被整合到背光模塊驅動及控制芯片中，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別傳感器及后端應用控制芯片整體解決方案的IC設計公司，我們不會涉入觸控IC領域，也不會尋求行業(yè)并購整合，只會加大應用領域。同時加深技術及算法積累，專注于智能傳感器研發(fā)及相關的識別處理技術，目前全力發(fā)展圖像識別相關的軟硬件技術。”未來會涉入能遠距離下達命令的聲紋識別，然后加以整合應用。
也就是使用穿戴式的指紋識別裝置進行身分識別(實名制)，然后用聲紋識別下達命令，達到安全方便的物聯(lián)網(wǎng)使用。
其他廠商動態(tài)
全球觸控IC大廠新思完成收購指紋識別IC廠Validity Sensors后，客戶群快速跨入非蘋果陣營的智能手機、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。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、厚度較厚的光學式指紋識別產品。盛群新一代厚度約3厘米的指紋識別模塊于2014年第四季送樣，屆時將可用于平板等產品。F-敦泰則是接連與歐洲指紋辨識芯片廠商IDEX、映智兩家公司合作，希望搶攻智能手機的指紋識別商機。F-敦泰表示，其滑動式和按壓式的電容式指紋辨識芯片已開發(fā)完成和送樣，預計2015年量產。
指紋識別IC廠商對比
葉儀皓領軍的義隆電子自筆記本電腦觸控時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市場，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別IC與新思爭奪筆記本電腦的市場占有率。葉儀皓分析，指紋識別芯片要放量，產能的限制是個很大的問題。據(jù)了解，目前蘋果的指紋識別芯片每個月在臺積電就要占掉達5萬片的8寸晶圓產能，可見產能吃緊的狀況。義隆電子現(xiàn)階段電容式指紋識別產品已推出分辨率176×176的版本，并送樣至筆記本電腦客戶進行認證，預計第二季量產；分辨率128×128的手機版本產品則在第一季送樣，預計第三季量產。
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