新一代指纹识别正大量进入市场应用

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人机接口IC在智能手机市场的应用正当红，指纹识别作为现阶段高端机的标配自然成为手机制造商手中的大卖点，不仅成为差异化的表现，也为移动支付提供了后续服务。业内预估2014年搭载指纹辨识的人机接口IC将较2013年成长5倍，并在未来2年内约有八成的年复合成长率。

一时间，指纹识别芯片成为各家IC设计厂商兵家必争之地。这其中，既包括了海外军团AuthenTec(隶属于苹果公司)、新思Synaptics(通过收购生物ID识别公司Validity正式进军指纹识别领域)、Fingerprint CardsAB(FPC)，也有台湾地区军团，其中数家还是为追求新蓝海而来的触控IC厂商，如F-敦泰、义隆，其他厂商还有j-Metrics茂丞科技、盛群，此外，还有大陆当红小生Goodix汇顶科技。汇顶科技成立于2002年，于2006年开始进军触控行业，具有丰富的电容触摸芯片的量产经验，已拥有电容触控技术专利超过30项，目前是联发科技唯一战略合作伙伴，其市场上量产应用的手机是魅族MX4 Pro，也是国内手机厂商正面按压式指纹识别方案的首创。

指纹识别应用面在扩大

                               
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茂丞科技商务总监许光铭

茂丞科技商务总监许光铭介绍说，指纹识别IC主要应用于移动设备(手机、平板)、消费电子产品(五金电子锁、家电、移动载具的电子锁、外设的电子数据储存设备等)、笔记本电脑(USB接口)、安全设备(银行的外设支付装置如U盾、蓝牙盾、网络安全设备、门禁安全系统以及物联网个人安全识别相关产品应用上等)……“指纹识别技术在信息系统是密码解锁，在消费产品取代各种

实体开关。”他说，“特别在安防领域将会进入全面智能联网智能控制，所以绝对是多重生物识别技术的整合应用。”例如使用最自然的人类沟通方式声纹下达命令，来控制物联网关联装置做动作，必须搭配穿戴式的指纹识别装置，此指纹识别装置是个人随身携带个人实名的安全令牌，当确认身分才能有权限；使用最自然的人类沟通方式声纹下达命令，来控制物联网关联装置做动作。

茂丞科技的当前目标在于进一步扩大指纹识别的应用领域，目前新一代的指纹识别产品应用处于刚起步阶段，用于弥补并取代过去红外线光学传感器及被动式电容传感器的可靠性不足的缺点，基于性价比及耐用可靠性因素，未来将会大面积取代现有的产品。“我们的产品正在大量进入市场应用，预计2015年第一季度能突破KK级的市场需求。”许光铭表示。

新思也认为，指纹辨识技术能让移动支付获得认证，同时还能让手机解锁更加方便、并提升信息安全度，预期搭载这种技术的智能手机会在今年大爆发，到2016年整体指纹识别传感器销量有望大幅膨胀至5.3亿颗。随着成本逐渐下降，未来将有更多中高端的智能机将会搭载指纹识别器。此外，新思还看到另一大商机在于物联网，智能电冰箱、温度计等物件可能正在生成新的人机界面需求。除了指纹识别传感器外，新思也正在研究体感控制以及眼球追踪科技。许光铭信心满满地表示。

新一代产品特色

来看指纹识别技术的发展现状，先前都是以第一代光学技术为主，目前市场上以第二代被动电容式指纹传感器为主。此技术已经发展了20多年了，专利已经都完全开放了，所以技术门槛较易跨越。第三代的主动电容式的技术门槛较高，并且专利都被一家美国公司涵盖了，但是此类工艺生产门槛高，成本也相对较高，并且无法做按压式的方案，不容易普及。

                               
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非苹果阵营生物(包括指纹)识别芯片搭载量预估

“我们是专注在更高新技术的第四代主动式垂直射频技术，此技术门槛高也有专属的专利，以此技术发展使用的指纹传感器，能根本解决先前几代传感器的问题。”许光铭介绍说，它利用半导体感面积型测接收器，接收微小的人体手指发出指纹影像讯号，使得能侦测手指3D影像，以辨识表面指纹的脊和谷的深度3D图形。这种技术可以捕捉到皮肤活体层底下，轮廓鲜明及清晰的指纹影像。与光学式、热感应式、被动电容式相较，其优点为可以读取到皮肤活体层的指纹，提供质量较佳的影像及保护涂层，以防止硅胶假指纹膜的破解，达到高精度防伪功能。其竞争优势包括：1、能适用各种人种与年纪；2、能随时稳定的抓取高质量指纹生物讯息；3、能适用于各种环境与温度环境；4、耐用不易破坏；5、美观且易于整合到系统产品中使用；6、能成为一个按压开关，一按即能准确知道你是谁，方便应用；7、单价便宜人人用得起，进而能大量普及市场应用。

据悉，茂丞科技的指纹传感器技术已经成熟地应用在各个领域中，同时已经发布了6颗基于滑动及按压解决方案的指纹识别IC，预计2015年第一季度会将推出基于指纹传感器识别算法的控制芯片整合成一颗全功能的识别比对芯片。

该芯片体积会更小，功能更加强大，将来的应用会更加全面性。该芯片支持500DPI以上的分辨率，具有一个32位RISC内核，提供1.25DMIPS/MHz性能和DSP指令，多达32通道DMA，用于服务外设和内存，可进行二次开发，其速率高达100MHz的强大处理器功能作为识别比对运算功能，具有128KB Flash/64KBRAM的可扩展内存大小，内含快速、高精度16位ADC、12位DAC、可变成设计增益放大器、高速比较器和内部基准电压源，整个识别模组全速运转时功耗约50～55mA，休眠时功耗为1mA。通过处理器的电源控制，当用户不工作时，待机功耗仅为1μA，几乎完全不耗电。外部连接和通信包含I2S、I2C、DSPI(SPI)以及支持ISO7816和UART及USB 2.0OTG控制器，具有高度的可靠性和安全保密功能。封装尺寸可视客户需求设计而封装，目前已经有多家国内外客户意向合作中。

关于成本问题，许光铭补充说，新产品基于全数字化结构设计，在晶圆设计技术成本及整体封装与用上具有强大竞争优势。与过去的分立方案明显优势是体积变小，更好设计终端产品的美观

性，其强大的信号调适、转换和分析能力，能大幅度降低系统整体设计成本，提高系统可靠性，对于未来应用于智能家居安防、可穿戴式的个人识别应用、物联网的身份识别登录应用，以及各类网络电子交易实名制应用等，该解决方案将加速产品量产。“所有芯片成本的下降取决于市场的需求量，一旦进入到全面性的普及应用，价格自然就会反映到市场上。”他说。

三合一人机接口IC前景如何？

为了符合高分辨率、轻薄、高敏感度的市场需求，有专业人士预计集成触控IC、驱动IC以及指纹辨识IC的三合一人机接口IC将在2015年度正式登场，并成为手机品牌大厂包括苹果、三星等旗舰机型的配置之一。

不过，许光铭认为，从技术及产品设计的理念来看，指纹辨识IC、触控IC与驱动IC未来不太可能有集成三合一的需求。原因是指纹识别IC主要功能是提供采集到的指纹的图像资料或特征点给主控芯片做识别运算，需要较大传输量SPI接口来传送信息，触控IC与驱动IC传输量较小仅需要通过I2C总线传输即可。两者接口定义不同，如果一定要设计同一颗芯片也不一定能降低芯片成本，还可能增加不良率的提高。此外未来的In-Cell技术成熟后，触控IC将被整合到背光模块驱动及控制芯片中，这才是真正降低成本的解决方案。

他继续表示：“茂丞科技是一家专注于指纹识别传感器及后端应用控制芯片整体解决方案的IC设计公司，我们不会涉入触控IC领域，也不会寻求行业并购整合，只会加大应用领域。同时加深技术及算法积累，专注于智能传感器研发及相关的识别处理技术，目前全力发展图像识别相关的软硬件技术。”未来会涉入能远距离下达命令的声纹识别，然后加以整合应用。

也就是使用穿戴式的指纹识别装置进行身分识别(实名制)，然后用声纹识别下达命令，达到安全方便的物联网使用。

其他厂商动态

全球触控IC大厂新思完成收购指纹识别IC厂ValiditySensors后，客户群快速跨入非苹果阵营的智能手机、平板电脑、甚至是智能电视、智能汽车，以及穿戴式装置等物联网新市场。新思的成功模式吸引了不少触控IC厂商的加入，例如联发科技、F-敦泰、义隆电、盛群等。其中，为求避开苹果的专利，盛群专攻面积较大、厚度较厚的光学式指纹识别产品。盛群新一代厚度约3厘米的指纹识别模块于2014年第四季送样，届时将可用于平板等产品。F-敦泰则是接连与欧洲指纹辨识芯片厂商IDEX、映智两家公司合作，希望抢攻智能手机的指纹识别商机。F-敦泰表示，其滑动式和按压式的电容式指纹辨识芯片已开发完成和送样，预计2015年量产。

                               
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指纹识别IC厂商对比

叶仪皓领军的义隆电子自笔记本电脑触控时代即与新思已有多年之战，义隆电子与新思不但都已跨入手机市场，且双方都看好Windows8.1将提高触控笔电的渗透率。义隆电子今年除了触控板、触控屏幕IC之外，也于2014年第三季度起推出指纹识别IC与新思争夺笔记本电脑的市场占有率。叶仪皓分析，指纹识别芯片要放量，产能的限制是个很大的问题。据了解，目前苹果的指纹识别芯片每个月在台积电就要占掉达5万片的8寸晶圆产能，可见产能吃紧的状况。义隆电子现阶段电容式指纹识别产品已推出分辨率176×176的版本，并送样至笔记本电脑客户进行认证，预计第二季量产；分辨率128×128的手机版本产品则在第一季送样，预计第三季量产。