秒殺傳統指紋識別，這家廠商真的做到了！

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這兩天，高通Vivo聯合首發超聲波隱形指紋識別技術的消息可以說是刷爆朋友圈。

高通和Vivo此次聯手推出的超聲波隱形指紋識別技術為第三代指紋識別技術，可以直接在螢幕上實現指紋解鎖，而且連在水下都能進行指紋解鎖。

這也就意味著，用戶在手是濕著的狀態下，依然可以實現精準的指紋解鎖。

根據官方介紹，這項基於高通超聲波指紋傳感器的指紋識別技術，能夠透過0.8mm玻璃、1.2mm OLED顯示屏、0.5mm金屬等材質，可以將指紋區域設置在螢幕內或者機身後殼上。

從iphone 5s真正將指紋識別技術帶入到手機應用以來。

時至今日，指紋識別技術已經成為了手機的標準配置。

上到高達數千元的旗艦級手機，下至數百元的低端手機，都可以見到指紋識別技術。

爆發的指紋識別市場

隨之而來的是近年來不斷爆發的指紋識別晶片市場紅利的到來！

根據市場研究機構的統計，2015年全球指紋識別晶片出貨量約達4.99億顆，相比2014年的3.16億顆增長了58%。

2016年上半年，國內智慧型手機出貨量達到2.4億台，其中配備指紋識別的智慧型手機出貨量超過1億台，滲透率超過40%，預計未來智慧型手機指紋識別的滲透率還會進一步提升。

在這種情況下，指紋晶片的價格正在迅速下降。

從2016年年初的5美金，到年底已經迅速下降到2美金左右。

預計到2018年，全球智能終端指紋識別晶片市場規模將達到11.99億顆，銷售額將達到30.7億美元，銷量的年複合增長率約 36%，銷售額的年複合增長率約 13%。

在此背景下，指紋晶片廠商、指紋識別模組廠商、指紋識別方案提供商均將從中獲益。

傳統指紋識別晶片廠商

那麼除了高通之外，還有哪些廠商在做指紋識別晶片呢？畢竟高通從2015年開始才推出指紋識別晶片的，可以說還是一家新晉廠商。

縱觀全球指紋晶片廠商，目前國外的指紋識別廠商主要有AuthenTec、FPC、Synaptics等幾個國際大廠，以及神盾、義隆、敦泰、茂丞等台灣廠商之外，國產指紋識別晶片廠商主要有匯頂、邁瑞微、費恩格爾、信煒、芯啟航、貝特萊、思立微、集創北方、比亞迪等十多家企業。

其中，美國AuthenTec是全球規模最大和技術最好的按壓式指紋識別傳感器供應商，但是只對蘋果提**品和技術。

據了解，AuthenTec一直是全球感應性指紋識別傳感器最大供應商，其指紋識別組件很多年前就被嵌入了Windows筆記本。

2012年7月蘋果公司斥資3.56億美元收購了AuthenTec公司後，AuthenTec停止向第三方銷售傳感器。

AuthenTec的專利技術採用電容式與射頻式相結合的傳感方式，用戶只需要手指接觸指紋識別區域，其產品能夠讀取皮膚表層下的活動層(人的指紋真正所在之處)，實現極其精確可靠的指紋成像。

在2013年蘋果iPhone5s TouchID晶片便是AuthenTec的產品，得到市場一致好評，也掀起了指紋識別熱潮。

美國Synaptics（Validity）的指紋識別傳感器主要供應三星，國內的聯想、中興、金立、酷派等也有採用Synaptics的指紋識別傳感器。

Validity的指紋技術在生物識別領域多年積，之前運用於筆記本電腦中，現在Validity正在將其推廣到智慧型手機和平板中。

2013年11月份，全球領先的移動計算、通信和娛樂設備人機介面交互開發解決方案設計製造公司Synaptics完成收購Validity，收購費用總計2.55億美元。

Validity擁有包括LiveFlex、Chip-On-Flex等專利技術，其特點是可以令指紋識別的接觸區域非常小，按鍵可以做成各種形狀，也可以集成在手機的任意位置。

另外COF的封裝形式大大降低了指紋識別傳感器的成本。

歸入觸屏解決方案供應商麾下後，Validity也在嘗試將指紋識別功能集成在觸摸屏上。

瑞典FingerprintCards(FPC)是一家瑞典生物識別傳感器科技公司，主要開發、生產和銷售指紋識別技術。

現在FPC可提供觸摸式和劃擦式兩種指紋識別傳感器。

FPC的指紋識別則廣泛應用於安卓手機，如：華為榮耀系、mate系、中興ARON、魅族MX5、OPPO R7Plus、一加OnePlus 2等等。

現時預計FPC的晶片出貨量超過20KK/每月，可以說是當之無愧的指紋晶片霸主。

FPC的技術競爭優勢包括獨特的圖像質量、低功耗和完整的生物識別系統。

有了這些優勢，以及實現極低的生產成本的能力，FPC的傳感器可以用在批量產品如智慧卡和手機，以及IT和網絡安全，訪問控制等，應用及其廣泛。

這三家都是國際上比較大的幾家指紋晶片廠商，但是為什麼到現在都沒有推出比較成熟，可以大規模量產的屏下指紋識別技術呢？

屏下指紋識別的難點

技術才是目前最大的問題！

目前屏下指紋識別的難點在於：首先玻璃本身非常脆弱，如果挖槽，會降低整塊玻璃的強度，加大玻璃加工的難度，這對康寧、AGC、肖特等玻璃原材料供應商和藍思、伯恩、星星科技等玻璃加工商而言，具有一定的挑戰性；為了提高信號的信噪比，減少信號在塑封材料中的損失，晶片的封裝需要採用先進的TSV技術（可有效縮減晶片厚度）；盲孔的深度及平整度公差很難控制，而採用TSV的指紋晶片需要直接與玻璃貼合，因此對於玻璃加工而言有較高的技術要求。

目前，大多數指紋識別方案，晶片採用wire bonding工藝進行封裝，技術成熟，成本低。

由於表面需要與蓋板材料貼合，因此在晶片的正面會進行塑封處理，將金屬引線掩埋起來，形成平整的表面。

塑封的存在會影響信號識別的精度，同時增加晶片的厚度，但是對於如今主流的開孔指紋形式來說，問題並不大，因為晶片+蓋板材料（或CoaTIng）直接與手指接觸，仍然可以實現較好的指紋識別體驗。

隨著屏下指紋識別方案成為指紋識別近期內的重要趨勢之一，目前有兩種方案——在蓋板玻璃的正面或背面開盲孔。

晶片是直接內置於蓋板玻璃之下的，本來電容信號穿透玻璃就已經存在較大困難，如果還有塑封材料的話，信號質量將更加堪憂。

如果不採用塑封的話，wire bonding的鍵合線直接暴露在外，會導致晶片正面不夠平整，是無法與蓋板玻璃緊密貼合的。

因此，我們認為，在屏下指紋識別方案大勢所趨的背景之下，TSV封裝將取代wire bonding成為必然之選。

但是在TSV封裝技術能夠在手機晶片上大規模應用之前，傳統的指紋識別方案總是存在著不可逾越的門檻！

後發先制的高通指紋識別

為了解決傳統指紋識別方式無法解決的問題，高通另闢蹊徑採用了超聲波指紋識別技術，並不斷的進行改進：

第一代——Sense ID 3D指紋技術

在MWC2015大會上，高通推出了首個基於超聲波技術的智慧型手機3D指紋認證解決方案，被稱為驍龍Sense ID 3D指紋技術。

相比電容式觸摸的指紋技術，驍龍Sense ID基於超聲波，因此它包括能夠穿透由玻璃、鋁、不鏽鋼、藍寶石或塑料製成的智慧型手機外殼進行掃描。

這使得OEM廠商能夠很容易地把傳感器隱藏在外殼設計之下，而不用在手機上特別地找個開口來安裝傳感器。

所以，對於手機的外觀設計來講也提供了很大的便利。

此外，因為它是超聲波技術，即使在手上有水、灰塵、護手霜或其它污物的情況下，也不影響指紋識別的準確度。

不僅如此，驍龍Sense ID還擁有更高的精確度和更佳的安全性能，不僅手指潮濕或者有些污垢也能正常工作，超聲波識別最大的好處在於可以穿透表皮層搜集指紋的3D信息，不法之徒要仿製指紋幾乎是不可能的事。

對此高通引以為傲，表示蘋果與三星在該領域都處於落後地位。

但是在該技術推出之後，卻沒有得到大量應用！

第二代

時隔兩年，在MWC2017上，高通宣布推出新一代超聲波指紋解決方案Qualcomm指紋傳感器 ，在上一代Sense ID指紋技術基礎上實現全新增強特性，包括面向顯示屏、玻璃和金屬的傳感器、定向手勢檢測、水下指紋匹配和設備喚醒。

具體來說，面向顯示屏的指紋傳感器能透過厚至1200微米的OLED顯示屏實現指紋的掃描、錄入和匹配；面向玻璃和金屬的指紋傳感器可透過厚至800微米玻璃面板和厚至650微米鋁材質外殼實現掃描的解決方案，在上一代400微米的玻璃或金屬穿透能力之上實現提升。

同時，該技術不僅適用於驍龍平台，還可作為獨立傳感器供其它非驍龍平台使用，此外還支持水下操作和心跳/血液檢測（活體技術）。

據了解，高通此次主要推出了三款新一代的超聲波指紋傳感器：

面向旗艦產品：能穿透1200微米的OLED螢幕

面向高端產品：能穿透800微米至650微米的玻璃蓋板/金屬背板

面向主流產品：能穿透800微米的玻璃蓋板

毫不落後的國內指紋晶片廠商

與高通的技術相比，雖然國內廠商起步較晚，但是創意與技術一點也不落後！

目前指紋晶片廠商出貨量在1kk以上的企業超過6家以上，其中最大的黑馬匯頂，自2013年殺入指紋識別市場以來，憑藉技術和成本優勢迅速獲得市場認可。

事實上，匯頂接連拿下了魅族、VIVO、樂視、朵唯在內的手機品牌旗艦機訂單，在2016年成功打破了AuthenTec、FPC、Synaptics等國際指紋晶片廠商的壟斷。

目前，匯頂科技主要的技術是IFSTM指紋識別方案。

該方案將指紋識別模組直接貼合在觸控屏玻璃面板下方，無需在手機正面或背面挖通孔，既便於終端廠商完美保留原有的外觀設計風格，又能滿足時下最流行的窄邊框設計，更能起到防水防塵的效果，為終端用戶帶來更美觀的視覺享受和更可靠便捷的指紋識別體驗。

所以我們不難發現，高通此次推出的超聲波隱形指紋識別晶片在功能上與IFSTM指紋識別技術有著很大的相似。

比如在今年推出的小米6上，所採用的指紋識別方案就是IFSTM指紋識別技術。

總結

雖然此次高通推出的超聲波指紋技術刷爆了一波朋友圈，但是對於很多國內廠商來說，這並不是一件令人吃驚的事情。

在匯頂科技IFSTM指紋識別技術的加持下，國內已經有多款手機實現了類似的功能，至於能否真的實現理論上完美的屏下指紋識別還有待驗證！高通的技術也是如此，雖然採用了另一種完全不同的思路，第一代的指紋識別技術出來之後，並沒有獲得過多的關注，能否說服市場採用才是主要的問題！

今天是《半導體行業觀察》為您分享的第1321期內容，歡迎關注。

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