随着智能手机行业的高速发展,指纹识别已渐渐成为手机标配的功能之一,相对于传统的密码解锁以及图案解锁,指纹识别解锁更加方便,有着无可比拟的优势。从iPhone 5s支持Touch ID指纹识别以来,短短两三年的光景,千元机、甚至百元机也已经有了大量机型搭载指纹识别技术。

指纹辨识芯片已经成为半导体产业明星级产品,但实际上,其技术难度并不高,真正的门槛在专利、资金,以及与供应商之间的关系。过去指纹辨识芯片领域被三大供应商独占,分别为FPC、Authentec、Validity,但2012年7月苹果把AuthenTec买下后,AuthenTec陆续宣布停止出货给第三方客户,正式成为苹果in-house的芯片供应商,这个决定也奠定日后FPC在指纹辨识领域独霸市场且空前盛况的关键原因。

国内外主要玩家都有谁?

敦泰

敦泰科技专注于电容式触摸屏控制芯片的设计研发、制造及销售,是一家具有全球影响力的华人IC设计公司。公司是目前国际上极少数同时拥有电容式触控芯片设计能力、TFT-LCD显示驱动芯片设计能力以及RF设计能力的IC设计公司,是继Apple之后全球第一家推出真实In-cell方案并成功应用于量产的厂商。

敦泰在2014年9月21日与IDEX签订合约将共同发展滑条式指纹传感器,开发全球移动指纹辨识市场。IDEX由于累积广泛的用户体验,其传感器提供了卓越的生物特征识别性能。敦泰与IDEX合作的解决方案让智能型手机搭载指纹传感器,以满足使用者身分辨识的需求,并提供安全的移动支付交易。

神盾

神盾股份有限公司(简称EgisTec)为拥有顶尖资料加密技术及跨平台整合能力的软件公司。产品设计方向着重在资料加密安全(Security)丶数字家庭影音串流整合平台(Connectivity)丶云端桌面虚拟化(Virtualization)等市场需求之应用,以帮助用户解决跨平台和多设备间多媒体丶文件和数据共享的难题。

神盾提供指纹识别软件产品BioExcess,应用于计算机、银行、硬盘等产品中。以指纹认证为前提条件,时刻保护数据和文件。您可以将重要的密码储存在“密码银行”中,通过Swipe One轻松地自动启动网站,并通过“指纹启动器”节约时间。

迈瑞微

苏州迈瑞微电子有限公司专注于半导体指纹传感器的设计和应用解决方案,产品主要应用于指纹门锁市场,生产了真正意义上国产第一家商用的半导体指纹芯片,并获得了成功。

迈瑞微电子的指纹芯片是基于有利于模组和手机大规模高效率工业化生产的设计:基于TSV和WLCSP技术设计,模组的制造工艺类似于CSP贴片相对简单;相对于个别使用传统WIREBONDING封装的同行,迈瑞微电子指纹模组的良率和产能效率都是很高的。

AuthenTec

AuthenTec一直是全球感应性指纹识别传感器最大供应商,其指纹识别组件很多年前就被嵌入了Windows笔记本。2012年7月苹果公司斥资3.56亿美元收购了AuthenTec公司,AuthenTec停止向第三方销售传感器。

公司TruePrint专利技术采用电容式与射频式相结合的传感方式,用户只需要手指接触指纹识别区域,AuthenTec产品能够读取皮肤表层下的活动层(人的指纹真正所在之处),实现极其精确可靠的指纹成像。在2013年苹果iPhone5s Touch ID芯片便是AuthenTec的产品,得到市场一致好评,也掀起了指纹识别热潮。

Synaptics(原Validitysensors)

Validity Sensors的指纹技术在生物识别领域多年积,之前运用于笔记本电脑中,现在Validity正在将其推广到智能手机和平板中。2013年11月份,全球领先的移动计算、通信和娱乐设备人机界面交互开发解决方案设计制造公司Synaptics完成收购Validity,收购费用总计2.55亿美元。

Validity拥有包括LiveFlex、Chip-On-Flex等专利技术,其特点是可以令指纹识别的接触区域非常小,按键可以做成各种形状,也可以集成在手机的任意位置。另外COF的封装形式大大降低了指纹识别传感器的成本。归入触屏解决方案供应商麾下后,Validity也在尝试将指纹识别功能集成在触摸屏上。

FingerprintCardsAB

FingerprintCards(FPC)是一家瑞典生物识别传感器科技公司,主要开发、生产和销售指纹识别技术。现在FPC可提供触摸式和划擦式两种指纹识别传感器。

国内第一款带有指纹识别的手机康佳K5,以及韩国第三大手机供应商泛泰最新款5.5英寸旗舰机和平板电脑都搭载了FPC划擦式指纹传感器。在2013年10月,日本富士通公司发布带FPC划擦式指纹识别传感器的4款安卓智能机和2款安卓平板电脑。

FPC的技术竞争优势包括独特的图像质量、低功耗和完整的生物识别系统。有了这些优势,以及实现极低的生产成本的能力,FPC的传感器可以用在批量产品如智能卡和手机,以及IT和网络安全,访问控制等,应用及其广泛。

汇顶科技

深圳市汇顶科技股份有限公司一直以来致力于人机交互技术的研究与开发,包括芯片设计、软件开发、以及向客户提供完整解决方案。经过多年持续艰苦努力和技术积累,汇顶科技已拥有百余项技术专利及软件著作权,并成为全球领先的电容式触控芯片及解决方案供应商。客户包括华为、中兴、联想、宇龙、酷派、TCL等众多国内品牌及东芝、华硕、宏基等国际品牌。

汇顶科技已成为国内首家触摸式指纹识别芯片提供商,其触摸式指纹识别技术围绕用户体验:稳定的可靠性、体积小美观实用的研发理念,采用全新独创的专利封装技术;在外观设计上,使用防腐材质金属外框内嵌蓝宝石盖板,同时集成高密度传感器组件,为用户提供安全可靠的保证;360°全方位触摸感应识别,快速指纹辨识,并且支持可让用户从冷屏、唤醒、到解锁一次完成的FingerFlashTM专利技术。

汇顶在2014年9月12日携手TPK在全球首家推出指纹识别与触摸屏一体化的IFS技术。IFS技术全称为“Invisible Fingerprint Sensor”技术,它有别于传统的模块式指纹传感器,手机厂商无需在手机前面板或者后壳上开孔放入指纹传感器模块,而是将指纹传感器隐藏于TP面板之下,IFS技术的增加并不改变手机原有设计的ID风格,也无需用户改变对安卓手机的使用习惯。从开发原理上看,IFS技术即可支持玻璃面板,又可支持蓝宝石面板。该技术最大化地满足了智能手机兼顾外观设计与指纹识别功能的需求,同时简化了指纹芯片的组装工艺,并与触摸屏生产设计融合,为指纹识别技术的广泛应用创造了条件。

思立微

上海思立微科技有限公司已成为国内电容屏触控芯片行业领导者,2014年5月8日公司推出国内首颗按压式指纹识别传感器GSL6162及其一体化解决方案。

GSL6162按压式指纹芯片采用主动电容形式实现,它具有结构简单、极高精度、超低功耗、平台通配的特点。简单的结构有利于手机等移动终端的ID设计,其按压式的感应方式,只需轻轻置放手指,便可以完美地配合HOME按键使用;精度高达508DPI,高清3D效果达到了国际一流的图像水平;其超低功耗、平台通配的优点也加速了国内移动终端迈入指纹支付的时代。思立微提供完整的TurnKeySolution,直接提供模组,满足不同需求的定制ID。

IDEX

IDEX是一家挪威的专门从事指纹识别和成像技术的生物识别科技公司。一直以来IDEX主要为身份证、银行卡、门禁控制和移动设备提供指纹传感器,生物识别软件以及其它安全解决方案。

其指纹识别芯片专利技术SmartFinger划擦式电容传感器的特点有:基于最先进的Flip-chip封装工艺技术,是体积最小最薄的倒焊芯片封装技术。手指轻扫面积只有50微米厚,而指纹设备的总厚度,包括ASIC小于0.35毫米,是业界最薄的指纹传感器;实时的修正划擦速度与手指接触角度,良好的用户体验;任意的几何形状;低功耗。

渗透空间巨大

指纹识别对于智能移动设备的信息安全至关重要,苹果、华为、三星等主流手机厂商分别将指纹识别模块应用于其高端机型中。指纹识别芯片2015年全球销量达到4.78亿颗,但相比全球2015年接近13亿部的智能手机出货量,仍存在巨大的渗透空间。根据研究数据预测,全球指纹识别芯片2016~2018年增速分别达57.08%、32.61%、20.46%,保持快速扩容。

主流的按压式指纹识别产业链包括芯片电路方案和算法设计、芯片代工、封装 (trench、RDL、wire bond、SiP)、模组等环节,其中模组还包括蓝宝石保护盖板、驱动金属环、软板等,指纹识别模块迅速渗透带来的产业链投资机会值得关注。

全球指纹识别芯片市场规模及增速

回首2016，展望2017

2016年的指纹识别芯片市场可谓“一半是海水,一半是火焰”。一方面得益于智能手机的指纹识别需求井喷式增长及国内移动支付市场的催生爆发,指纹识别已逐渐成为智能手机搭载的标配。另一方面这巨大的商机所带来的指纹厂商之间的残酷厮杀几乎可以用兵不刃血来形容。

毋庸置疑,2017年的指纹芯片市场仍呈爆发式态势,与此同时指纹厂商战况则更显剑拔弩张。在经历了触控芯片市场“价格车轮战”洗牌之后,指纹芯片厂商已然从之前的价格之争过渡到了以核心技术、公司实力、上下游资源以及产品差异化的综合实力大比拼。

指纹识别产业仍在急剧增长也已日趋成熟,纵观2016年指纹市场,用混战一词来形容厂商间的竞争一点也不为过。但我们认为,这只是指纹厂商的初始一役。毫不讳言, 2017年指纹厂商将再面临更加残酷的淘汰与竞争,没有雄厚的公司实力、研发创新能力、整合上下游产业链的能力及在行业的沉淀能力,极难在指纹行业中活下来。

新型指纹识别芯片技术的应用与发展

由于指纹识别技术满足了以下几项特点:1.器件成本低;2.鉴定率较高;3,应用领域广;4.技术发展稳定;5.市场接受度高。未来指纹特征识别技术与密码加密技术相融合，其所产生的生物特征识别加密技术，将成为互联网IT产业加密保护应用领域的新方向。此技术已经带来今后几年IT产业的重要革新，而安卓的系统也自HTC及三星的引领跟上这股浪潮,指纹识别传感器或将成为手持装置必须的基本配备功能。

国际在线支付平台贝宝(PayPal)总裁戴维•马库斯(DavidMarcus)也预测说：“在未来两年内，绝大多数的高端智能手机都将具有生物识别技术功能，而且基本上都附有指纹登录功能。这对于手机支付而言将是非常有用的。”相信通过指纹加密应用，在移动通信网路上的电子交易会更加安全，指纹识别技术于移动终端设备的应用将会更为普及。

最新一代的指纹传感器是采用主动式垂直射频技术，其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。这种技术可以补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。

此类传感器的封装形式采用环氧树脂与高密度二氧化硅融合的聚合物材质进行保护封装，厚度>130um;表面硬度可达7H，并且通过具有活性硅烷基团和氟改性有机基团的涂料进行镀膜处理可提升到9H的硬度，具备防污、疏水、疏油性、防止指纹残留、抗墨水污渍、抗静电、耐刮、耐磨、耐酸碱、表面光滑及美观的各类颜色等特性，使用环境可承受-20~70℃范围内温差中正常使用，提供了最佳的手指接触面与紧密无缝的封装设计，可用于全平面的手机面板表面设计，甚至可隐藏在玻璃盖板底下，使产品更加美观、耐磨、耐刮及耐敲打，几乎不损坏，使用寿命较长，更适用于移动便携的终端设备上使用。

玻璃盖板口全平面安置传感器;也可置于被盖后方或置于侧面

主动式垂直射频技术的指纹传感器，可设计成按压式及滑动式两种应用方案，依据成本考虑或在特殊需求模式及尺寸要求限制下，亦可设计成滑动与按压双模并行方案供客户采用。由于芯片设计具备有高速的射频瞬间发送及接收能力，其高性能滑动扫描速度超过35cm/sec，对指纹影像特征点可快速精准的完整采集存储，同时在芯片内部运算技术采用了自动图像校正功能，针对各类手指,如干手指、湿手指及不同深浅纹路等特殊手指，都能够精确地提取指纹影像特征点对其辨识与比对，起到良好的用户体验效果。

指纹识别技术应用是一个复杂的系统工程，除了感应芯片本身的高度集成SOC(系统单芯片)整合设计外，必须在完整的成像模式下低能耗使用，同时还要在休眠待机唤醒省电功能时保持最低功耗，才能广泛地应用在手持移动设备上。除此之外，芯片厂商必须具备有在各种主控芯片上的驱动调试能力，搭配成熟稳定的识别算法开发包，并编写相关的应用软件，应用于Windows及Android等各种系统操作平台上，如此才能真正使用于终端设备上，成为一款可销售的商品。对于一般的芯片设计公司或软件集成商而言，这是一种具有相当高度门槛的系统挑战工程，没有雄厚的软件基础实力和长期的算法研究以及不同市场的验证经验，很难建构成一套完整的解决方案。

新型指纹识别芯片技术的应用与发展

从2013年9月至今，通过苹果(Apple)和三星(Samsung)等公司，对于指纹识别的应用形成了造浪效应，目前手机行业对于指纹识别的应用需求，已经行成一股新浪潮。预计在明年将有三分之一以上的手机，会采用指纹识别芯片作为开关机、个人私密信息与图片的加密保护。未来会有更多软件如手机游戏、手机购物、手机银行等应用软件，通过指纹加密来进行安全支付认证。

指纹识别功能在手机安全应用的普及，以及新一代高精度防伪的指纹识别传感芯片出现后，人们将会再度信任指纹识别技术的可靠性以及便利性，届时指纹识别应用商品将会出现在日常生活常见的应用上，例如：即时通信软件;邮箱密码取代;公/私有云密码登入;个人文件、图片保密;网路电子支付等等…。此外，集成微处理器的独立识别指纹模组，将会因为整合度高;体积缩小;制作简易;价格低廉等优势而大量应用于生活家电及安防领域，届时你每日生活的信息安全就能任由双手掌握。

新型指纹识别芯片技术的应用与发展