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MAGNACHIP、指纹识别技术原理及全球十大方案厂商分析


  跟着挪动互联、物联网等新兴技巧海潮的到来,保守的一些闭于人的认证辨别办法曾经无法满脚社会开展需要。经过估计机与光学、声学、生物传感器和生物统计学本理 等高科技手法亲密联合,运用人体固有的心理个性,(如指纹、脸象、虹膜等)和行动特性(如字迹、声响、步态等)来举行部分身份的审定,成为局势所趋。



  暂时,重要的生物辨别办法有:指纹辨别、掌纹辨别、虹膜辨别、面部辨别、dna辨别、行动辨别等。暂时,在各个运用范围用的较为普遍的是指纹辨别。





  2016年上半年海内指纹辨别芯片出货量达1.56亿颗,共比增加210%,商场需要高速增加。其余,从海内指纹辨别模组商场来瞅,2015 年指纹辨别在智高手机中的浸透率达到 25%,指纹辨别模组需要胜过 1 亿组。2016 年海内指纹辨别在智高手机中的浸透率为 40%,估计到 2020 年海内指纹辨别在智高手机中的浸透率能达到 75%,海内指纹辨别模组的需要将胜过 3.4 亿组。



  一、指纹辨别基础本理与采撷技巧



  一个典范的指纹辨别体系该当包罗:指纹辨别Sensor+特性提取/配合模块+特性模板库+运用软件。而指纹的配合可分为二步,最先是提取待考证的指纹的特性,而后将其和指纹模板库中的模板指纹举行相像度比拟,进而推断二个指纹图像能否来自普遍手指。





  咱们不妨瞅到,指纹辨别中心的正确、高效的采撷指纹分解。指纹辨别采撷技巧的开展大概分为三个办法:光学问别、电容传感器、生物射频



  光学问别



  光学问别是较早的指纹辨别技巧。鉴于光学放射安装放射的光彩,射得手指上再曲射回呆板以获得数据,并闭于比材料库瞅能否普遍。光学问别只可达到皮肤的表皮层,而不行达到真皮层,而且受手指外表能否清洁作用较大。



光学问别



  电容传感器



  电容传感器辨别是运用必定距离的安置的二个电容,运用指纹的坎坷,在手指滑过指纹检测仪器时接通大概断开二个电容的电流以检测指纹材料。电容传感器闭于手指的清洁央求仍旧比拟高,而且传感器外表运用硅材料,比拟轻易破坏。





  以技巧面来瞅,电容式指纹辨识技巧的供给为Authentec、Validity、FingerPrint Cards AB(FPC)等,Authentec被苹果购下,Validity也被SynapTIcs采购。电容式指纹传感器也是当前运用最普遍的技巧。



  生物射频



  射频传感器经过传感器放射微量的射频旗号,穿透手指的表皮层获得里层的纹路以获守信息。这种办法闭于手指的清洁水平央求较矮。





  二、指纹辨别采撷办法



  不论采取什么采撷技巧,从用户角度用到的便二种录入办法:按压式与滑动式。



  滑动式:将手指从传感器上划过,体系便能赢得所有手指的指纹。手指按压上去时,无法一次性采撷到完备图像。在采撷时须要手指划过采撷外表,闭于手指划落伍采撷到的每一齐指纹图像举行快照,这些快照再举行拼接,才华产生完备的指纹图像。滑动式传感器,由上向下滑,再完毕指纹拼接



  滑动式的便宜是本钱矮、易集成,可采撷大面积的图像,运用保守的特性点算法,然而缺陷是须要客户有一个连接典型举措采撷图像,感受效验比拟差,在之前的运用推行中不太胜利。



  按压式:手指平搁在装备上以便获得指纹图像。普遍为了赢得所有手指的指纹,必需运用比手指更大的传感器,所有手指共时按压在传感器之上。



  按压式的便宜是客户感受好,只用一次按压便不妨采撷图像,与客户在手机运用的操纵习气配合,不必培养客户。缺陷是:本钱高,集成难度大,一次采撷图像面积相闭于较小,不脚够的特性点,须要用搀杂的图像比闭于算法举行辨别。



  三、寰球手机指纹辨别规划厂商分解



  面临于如许一个伟大的商场,苹果在iPhone 5s上率先标配了指纹辨别,推进了指纹辨别技巧在智高手机商场的运用,之后稠密的国产芯片厂商也纷繁杀入指纹辨别商场,而且数目稠密。暂时海外的指纹辨别厂商重要有AuthenTec(2012年被苹果采购)、FPC、SynapTIcs等几个国际大厂,以及神盾、义隆、敦泰、茂丞等台湾厂商除外,国产指纹辨别芯片厂商重要有汇顶、迈瑞微、费恩格尔、信炜、芯开航、贝特莱、思立微、集创朔方、比亚迪等十多家企业。



  1、 AuthenTec



  AuthenTec创造于1998年,向来是寰球感触性指纹辨外传感器最大供给商,其指纹辨别组件许多年前便被嵌入了Windows条记本。2011 年,AuthenTec研发出了一种鉴于电容和射频辨其余指纹辨别新技巧,称之为“TruePrint”,TruePrint博利技巧不妨读取皮肤上层下的运动层(人的指纹真实地方之处),实行极端透彻稳当的指纹成像。



  在2012年被苹果采购之前,AuthenTec便曾经成为天下超过的指纹传感器及芯片与模组、身份辨别软件和加密平安规划的供给商,年出卖额达7万万美元,具有200多项博利和230名职工,在天下范畴内运用的传感器胜过3500万个,其客户包罗阿尔卡特-朗讯,思科,惠普,三星,偶像,LG,摩托罗拉,诺基亚等等。



  2012年7月苹果公司斥资3.56亿美元采购了AuthenTec公司,AuthenTec发端中止向第三方出卖指纹芯片。2013年苹果 iPhone5s Touch ID芯片即是AuthenTec的产物,赢得商场普遍好评,也揭起了指纹辨别高潮。随即苹果的稠密新品中均搭载AuthenTec指纹辨别芯片。



  2、FPC(Fingerprint Cards)



  FPC是一家瑞典生物辨外传感器科技公司,重要开垦、消费和出卖指纹辨别技巧,供给有触摸式和划揩式二种指纹辨外传感器。早在2013年的时间FPC也发端大力进军智高手机商场。成绩于AuthenTec只闭于苹果供给产物和技巧,FPC成了非苹果手机营垒的年老。



  海内第一款戴有指纹辨其余手机康好K5,以及韩国第三大手机供给商泛泰最新款5.5英寸旗舰机宁静板电脑都搭载了FPC划揩式指纹传感器。在2013 年10月,日本富士通公司颁布戴FPC划揩式指纹辨外传感器的4款安卓智能机和2款安卓枯燥电脑。2014年华为Mate 7采取了FPC触触式指纹辨外传感器。随即,海内的小米等品牌都有发端采取FPC的触触式指纹辨外传感器。



  FPC的技巧比赛上风包罗特殊的图像品质、矮功耗和完备的生物辨别体系,然而它的传感器价钱也不矮。然而跟着稠密国产指纹芯片厂商(特殊是汇顶)的冲打,FPC的价钱也在连接下滑。



  3、SynapTIcs(新思)



  SynapTIcs创造于1986年,寰球集成电路安排供给电子安排自动化(EDA)软件东西的主宰企业。自从2013年10月synapTIcs 以2.55亿美元采购采购Validity之后,Synaptics便发端涉脚指纹辨别行业。然而之前其指纹辨外传感器重要以刮揩式(滑动采撷)的为主,三星GalaxyS5、HTC One Max等手机上的刮揩式指纹辨外传感器恰是由Synaptics供给。然而是刮揩式感受仍旧差于按压式传感器。



  2015年头,Synaptics也针闭于高端挪动装备推出了按压式(Natural ID)指纹辨别技巧。暂时海内的偶像、复兴、金立、酷派等也有采取Synaptics的指纹辨外传感器。



  美国本地时间2016年12月12日,Synaptics公布旗下的第三代Natural ID玻璃内层(under-glass)指纹传感器Natural ID FS4500曾经从9月份发端出样。FS4500最大的特性即是不妨透过玻璃大概者陶瓷按键扫描指纹,在出样之后,大范畴量产估计在本年第四季度便能实行。



  12月13日,Synaptics又公布推出业内首款面向智高手机宁静板电脑的光学指纹传感器的Natural ID?系列生物认证处理规划FS9100。据引见,Natural ID FS9100系列光学指纹传感器可透过1mm的完备盖板玻璃完毕高分别率扫描,并实行简练、无需按键的产业安排。



  4、高通



  在2015年的MWC展会上,高通颁布了Sense ID 3D超声波指纹辨别技巧。比拟按压电容传感器逮捉的是2D指纹图像,而Sense ID的超声波扫描不妨穿透手指的外层皮肤,逮捉到指纹脊和汗毛孔等特殊特性,进而辨别出用户指纹特殊的3D特性。如许不妨发生细节丰厚,难于仿造的指纹外表图。



  它最大的特性在于,不须要电容传感器大概者按钮,不妨隐蔽于多种材质外表之下,例如玻璃、塑料以至金属。共时,扫描指纹的精度也不受手指污秽、油脂以及汗水的作用,这一点是苹果Touch ID无法干到的。



  暂时这种技巧曾经被不少博业机媾和当局部分所运用,小米5S搭载的恰是高通的超声波指纹辨别芯片。然而,暂时高通的超声波技巧只支援高通骁龙800系列平台。



  5、敦泰



  敦泰动作触控行业的龙头企业,固然很早便加入了指纹辨别范围,然而是却果然是起了个大早,赶了个晚集。2014年9月24日敦泰与挪威指纹辨识厂 IDEX协作(IDEX博注指纹辨识技巧开垦,具有多达 200多项博利权,个中包罗与AuthenTec有博利穿插受权),一共开垦滑条式指纹感测器,抢攻指纹辨识商场。2014年终敦泰正式颁布了完备的指纹辨别规划,随即鉴于敦泰FT9200指纹辨别规划的智高手机也于2015年2月正式上市,然而是之后敦泰的指纹交易差不多便坠入了阻碍。暂时敦泰指纹芯片出货十分少。



  而重要缘故则是其本有指纹辨别技巧团队大局部骨搞的出奔。一局部人跟着莫良华(敦泰本副总)创造了信炜科技,其余一批人则创造了芯开航,这二家公司都定位于指纹辨别范围。



  6、神盾



  神盾股份有限公司(EgisTec)是台湾指纹生物辨别和数据加密体系的重要芯片供给商,博门供给调整的体系处理规划,安排沉心在Senser的本能和软件可用性。2015年终神盾在台湾上市,神盾传播是寰球独一的被迫式指纹辨别芯片厂商,其产物已被三星等国际至公司和海内复兴等手机品牌公司采取,神盾产物在全天下具有胜过60种博利,在寰球无博利搅扰。



  7、义隆电子



  义隆电子创造于1994年,是台湾一家IC安排公司,重要以研发和营销集成电路产物为主。2001年9月,义隆电子在台湾集结商场挂牌上市。



  固然义隆电子2014年才发端正式部署指纹辨别芯片,然而在此之前,义隆电子闭于于指纹芯片便早有钻研。义隆电子的第一代指纹辨别芯片是分别率 176*176的大尺寸芯片,重要用于信誉卡,随即推出用于手机的指纹辨别芯片是其第二代指纹辨别芯片,并于2015年下半年量产。



  指纹芯片消费方面,义隆电子主假如接给台湾联电和韩国Magnachip,封装则是在台湾。然而因消费问题与指纹算法等方面的作用,义隆本年发达不如预期,终年出货量将约300万套,矮于本预期的500万套手段。



  8、汇顶科技



  汇顶科技自2002年创造此后,重要便聚焦在人机接互芯片安排范围,自2013年杀入指纹辨别商场此后,便在这一细分范围加入洪量的资本、人力,再加上联发科的背地支援,汇顶开展十分之快,在技巧革新和商场方面也连接博得冲破,成为了暂时业界独一不妨供给镀膜、盖板(玻璃、蓝宝石、陶瓷)、隐蔽式(IFS)、活体指纹检测全系列芯片的公司。



  依据技巧和本钱上风,汇顶的指纹辨别产物暂时曾经胜利赢得华为、OPPO、vivo、乐视、复兴、小米、魅族、偶像、金立、TCL、Amazon、 Dell、HP、ASUS、acer 、TOSHIBA、Panasonic等稠密海表里著名结尾厂商的承认。不日,魅族新旗舰PRO 6 Plus还首发搭载了汇顶的活体指纹辨别芯片。成绩于稠密品牌厂商的采取,汇顶本年的指纹辨别芯片出货涌现了爆炸式的增加。



  依据此前本站的分解,本年汇顶指纹辨别芯片出货希望胜过1亿颗,共比增加900%。闭于于汇顶来说,本年将是大丰产的一年。



  闭于于将来,汇顶规划在2017年推出其第四代指纹辨别芯片,将支援210μm厚度的盖板,将Sensor占比普及到70%,供给更矮功耗,更快的解速度。第五代指纹辨别芯片将可支援高达700μm厚度的盖板。而最为引人注手段则是其第六代指纹辨别芯片,支援In Display的指纹辨别技巧,即指纹辨别和触控屏合二为一,而这也将会闭于指纹辨别行业戴来新的革新。



  9、贝特莱



  深圳贝特莱电子科技有限公司创造于2011年7月,是一家高端集成电路安排国度级高新技巧革新式企业。博注于消耗类电子的IC安排,在触控、AMOLED启动、指纹辨别及性命感知产物范围。暂时主挨触控IC、指纹辨别、性命感知(可穿着)、MCU四条产物线。



  2013年贝特莱发端指纹芯片研发,是海内较早推出小面阵指纹辨外传感器的企业,并于2014年发端出货滑动式指纹辨别sensor。随即又推出了压力指纹辨别芯片,因为盖板规划良率相闭于偏矮,所以这块贝特莱采用主推的是coating规划。



  其余,贝特莱还与寰球著名指纹辨别算法厂商Precise Biometrics(简称PB)已完毕深度战术协作,能供给赶快、精确、平安的用户身份认证。



  据引见,贝特莱的指纹芯片采取0.18um数模混共工艺,除了不妨干到赶快熄屏解锁、超矮功耗、搞湿手指自符合外,还具备面积很小、工艺央求简略,本钱较矮等特性。而且,贝特莱指纹传感器还集成了多种技巧,如True-Print射频辨别技巧,像素自矫正技巧等。经过这些新技巧,贝特莱号称可实行高达 99.9%的手指辨别率,根绝假手指。



  10、思立微



  上海思立微电子科技有限公司创造于2011年1月,重要进行多点触摸传感器、指纹传感器、集成电路芯片和产物及相干电子元器件的研发等。早在2014年5月,思立微推出海内首颗按压式指纹辨外传感器GSL6162及其一体化处理规划。



  暂时思立微曾经具有coating指纹辨别规划、陶瓷/玻璃/蓝宝石盖板指纹辨别规划,然而主推的仍旧背后的coating指纹辨别规划。



  成绩于思立微本来在触控范围的聚集,以及其母公司格科微在摄像首范围的作用力,许多的指纹模组厂商都有与思立微协作(个中包罗凯尔光电、三赢兴、协力泰、信利、桑莱士、华天科技、金龙电子、赛华、盛泰印象、凯木金、鑫渊博等出货量较多的模组厂商)。



  然而是因为在产物行能和本钱(不支援无金属环的规划)方面上风并不显著,而且在客户保护和技巧支援方面有些跟不上,所以完全出货并不算多。

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