2015年是指紋識別發(fā)展的元年，2016年成為指紋識別的爆發(fā)年。
指紋識別是在智能手機(jī)的尺寸、處理器、屏幕分辨率、續(xù)航能力、高像素、雙攝像頭等相繼革新，延伸出的手機(jī)競爭差異化的特征。當(dāng)智能手機(jī)的軟硬件配置都達(dá)到一定的高度，其安全性、便捷性成為消費者的關(guān)注首選。
據(jù)旭日大數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2016年上半年，國內(nèi)智能手機(jī)出貨量達(dá)到2.4億臺，其中配備指紋識別的智能手機(jī)出貨量超過1億臺，滲透率超過40%。指紋識別智能手機(jī)市場的爆發(fā)式需求，加速了指紋芯片廠商的出貨量上漲。
據(jù)筆者粗略統(tǒng)計，目前指紋芯片廠商出貨量在1KK以上的企業(yè)有6家，除了出貨量大增，國產(chǎn)指紋芯片廠商也呈現(xiàn)百花齊放的格局。
在整個演進(jìn)的歷程中，每一次新技術(shù)的突破，基本形成一種標(biāo)簽化，推進(jìn)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。目前，指紋識別技術(shù)大致分為電容式、超聲波以及光學(xué)式，筆者將對三項技術(shù)的不同形式進(jìn)行整理和分析。
1、Underglass指紋識別
Underglass指紋識別技術(shù)也稱為隱藏式指紋識別技術(shù)，最早由匯頂科技推出。其原理是手機(jī)廠商無需在手機(jī)玻璃蓋板或者后殼上開孔放入指紋識別模塊，而是將指紋識別模塊放至在觸控面板之下。由此手機(jī)廠商不需要改變原有外觀設(shè)計風(fēng)格，同時也更符合Android用戶的使用習(xí)慣。
一直以來，Underglass指紋識別技術(shù)在市場上都相對沉寂，并沒有吸引手機(jī)廠商的青睞。直到2016年，國際消費電子展（CES），匯頂科技憑借隱藏式指紋識別技術(shù)收獲兩項嵌入式技術(shù)創(chuàng)新大獎。
分析：Underglass指紋識別優(yōu)點在于提升手機(jī)“顏值”，不必在手機(jī)屏幕上開孔，保持手機(jī)屏幕的完整性。其缺點是，基于玻璃、陶瓷等屏幕材料的穿透力不一樣，還未普及應(yīng)用。截至目前，小米5S和聯(lián)想ZUK Edge是采用隱藏式指紋識別方案的兩款旗艦機(jī)。
2、壓力觸控指紋識別
從指紋識別的采集方式來看，滑動式和按壓式是常見的兩種指紋識別。
在蘋果之前，沒有人成功的把壓力觸控與TapticEngine信息回饋感知技術(shù)完美的融合在一起。蘋果為了解決觸控面積小和觸控操作視覺感知不同步的難題，在iPhone6s手機(jī)上添加了3DTouch壓力觸控功能。隨后，國內(nèi)指紋芯片廠商貝特萊也首次提出了壓力觸控指紋芯片方案，該項技術(shù)將3D-touch、指紋識別、HOME鍵菜單操作三項功能融合在一起，利于整機(jī)防水。
分析：此項壓力指紋技術(shù)，只用按壓一次就可以采集圖像，客戶體驗好，也可實現(xiàn)HOME鍵操作的多樣化。其缺點是成本高，集成難度大，一次采集圖像面積相對較小，沒有足夠的特征點，需要用復(fù)雜的圖像比對算法進(jìn)行識別。
3、被動式單芯片指紋識別
主動式和被動式電容指紋識別都是基于電容原理來對指紋進(jìn)行采集，但工作原理完全不一樣，且市場各有所需。
被動式指紋識別在coating模組上部分廠商已經(jīng)完全可以匹配主動式芯片的性能，如費恩格爾發(fā)布的998e芯片，穿透性能達(dá)到了100+50，大大提升了靜電性能。
2016年3月31日，國產(chǎn)芯片廠商費恩格爾發(fā)布的被動式單芯片方案，無需驅(qū)動芯片和金屬環(huán)，減少制程工序，降低了模組生產(chǎn)難度。在其架構(gòu)設(shè)計上，不需要特殊封裝工藝處理，封裝不需要trench，也不需要tsv，對塑封的要求也是最低的，便于成本管控。
分析：被動式單芯片指紋方案不像主動芯片需要驅(qū)動環(huán)或者驅(qū)動芯片配合，制造工藝只需0.35um，成本優(yōu)勢明顯。同時，采集指紋簡單，功耗低，極具性價比和市場競爭優(yōu)勢，更有利于普及指紋。然而，被動式指紋芯片的技術(shù)瓶頸，主要在于如何將穿透力提高到媲美主動式的厚度。另外，在蓋板方案上，被動式比較難以支持underglass方案。
4、主被動一體的指紋識別
主動式和被動式都是各有優(yōu)劣的產(chǎn)品，為了將指紋采集的兩種方式發(fā)揮最大化效益，將兩者優(yōu)勢進(jìn)行結(jié)合，提供客戶多種選擇。國內(nèi)指紋芯片廠商芯啟航首次推出第三代集主被動式芯片，具有高信噪比、低成本、高可靠性的CS37XX系列指紋識別芯片。
基于指紋芯片在主動式和被動式各有優(yōu)勢，主動式信號更強(qiáng)，被動式設(shè)計更簡潔，芯啟航將兩者的優(yōu)勢進(jìn)行結(jié)合，實現(xiàn)創(chuàng)新的主被動一體架構(gòu)的指紋芯片。
分析：主被動一體指紋芯片具備穿透力強(qiáng)、功耗低及多電源供電以及支持AES加密以及支持虛擬按鍵等優(yōu)勢。但是，主被動結(jié)合的成本相對較高。
5、活體指紋識別
活體指紋識別技術(shù)以電容傳感為原理基礎(chǔ)，電子信號能夠感應(yīng)識別對象的生物特征，只對活體指紋進(jìn)行識別。
2016年3月18日，匯頂科技發(fā)布“活體指紋識別”解決方案，可通過指紋、手指皮膚顏色以及心率信號等用戶的生物特征來驗證用戶的真實身份，從而識別并拒絕偽造或克隆的假指紋。
10月27日，中興通訊在北京重磅發(fā)布全球首款活體指紋識別智能手機(jī)中興天機(jī)7MAX，標(biāo)志著活體指紋這一推動移動支付安全升級的黑科技正式商用。隨后，還有魅族和金立紛紛采用。
分析：活體指紋可以在較小的表面上獲得比光學(xué)技術(shù)更好的圖像質(zhì)量，體積小，成本低，成像精度高，功耗低，可以最大化地防范假指紋。但缺點是成本高，在智能手機(jī)上應(yīng)用少。
6、超聲波指紋識別
超聲波指紋采集是一種新型技術(shù)，其原理是利用超聲波具有穿透材料的能力，且隨材料的不同產(chǎn)生大小不同的回波（超聲波到達(dá)不同材質(zhì)表面時，被吸收、穿透與反射的程度不同）。這項技術(shù)可以穿透表皮層，不受手指的污物影響，還能穿透玻璃、鋁、不銹鋼、藍(lán)寶石或塑料制成的智能手機(jī)外殼，實現(xiàn)傳感器和設(shè)備的相融。
2015年3月，高通首次全球發(fā)布超聲波指紋識別，就是Snapdragon Sense ID 3D 指紋技術(shù)（也稱為“Under Glass技術(shù)”）。2016年1月，在美國拉斯維加斯的CES 2016國際消費電子展上，高通驍龍820處理器和樂視的全新旗艦機(jī)型樂Max Pro一同亮相，樂Max Pro搭載了高通全新的驍龍820旗艦處理器，支持超聲波指紋識別技術(shù)，成為了全球首款搭載該處理器的智能手機(jī)。
然而，樂Max Pro并沒有實現(xiàn)可觀的量產(chǎn)。直到9月，小米5S發(fā)布會，主打高通超聲波指紋識別，才將此項技術(shù)大肆宣傳。
分析：高通的超聲波指紋識別，可以穿越手機(jī)表皮，識別精度很高，安全性高，對手指和平面的清潔度較低。但是成本昂貴，是目前不能大范圍采用的原因。
7、光學(xué)指紋識別
光學(xué)識別技術(shù)作為最久遠(yuǎn)、最廣泛的技術(shù)。其主要原理是將手指放在光學(xué)鏡片上，手指在內(nèi)置光源照射下，用棱鏡將其投射在電荷耦合器件(CCD)上，進(jìn)而形成脊線(指紋圖像中具有一定寬度和走向的紋線)呈黑色、谷線(紋線之間的凹陷部分)呈白色的數(shù)字化的、可被指紋設(shè)備算法處理的多灰度指紋圖像。
2016年12月13日，Synaptics宣布行業(yè)首款面向智能手機(jī)和平板電腦，采用高性能、高安全性光學(xué)指紋傳感器的Natural ID™系列生物認(rèn)證解決方案。而其光學(xué)識別技術(shù)來自上?；j箕技術(shù)有限公司，結(jié)合雙方的專有技術(shù)打造下一代光學(xué)指紋識別解決方案。
分析：光學(xué)指紋識別此前在門鎖和打卡器等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，在智能手機(jī)上的應(yīng)用價格低廉、具備耐用性、耐刮性、抗靜電性強(qiáng)等優(yōu)點。缺點是，在手機(jī)息屏?xí)r無法識別，需要足夠長的光程，也需要足夠大的尺寸，且干燥和油污的手指識別效果差。
【總結(jié)】
由以上分析可知，生物識別三種技術(shù)已經(jīng)全部面世。除了電容式指紋識別技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)較為廣泛的應(yīng)用，超聲波和光學(xué)式也已突破相關(guān)的技術(shù)瓶頸。其中，超聲波指紋識別技術(shù)在樂視、小米等品牌機(jī)型上打出了差異化特征，新思和籮箕合作的光學(xué)識別技術(shù)也步入量產(chǎn)階段。
在指紋識別需求熱的浪潮下，指紋識別的技術(shù)革新也將“生生不息”。在指紋識別技術(shù)百花齊放的時代，誰能主導(dǎo)明年市場格局，值得可期。
01月07日 18:14
