指紋識(shí)別原理-IC及模組介紹

1、標(biāo)準(zhǔn)指紋識(shí)別原理及模組工藝概述指紋識(shí)別的背景知識(shí)我們手掌及其手指、 腳、腳趾側(cè)表面的皮膚凸凹不平產(chǎn)生的紋路會(huì)形成各種各樣的圖案。 這些紋路的存在增加了皮膚表面的摩擦力， 使得我們能夠用手來(lái)抓起重物。 人們也注意到，包括指紋在的這些皮膚的紋路在圖案、斷點(diǎn)和交叉點(diǎn)上各不相同，也就是說(shuō)，是唯一的。依靠這種唯一性，我們就可以把一個(gè)人同他的指紋對(duì)應(yīng)起來(lái)， 通過(guò)對(duì)他的指紋和預(yù)先保存的指紋進(jìn)行比較，就可以驗(yàn)證他的真實(shí)身份。這種依靠人體的身體特征來(lái)進(jìn)行身份驗(yàn)證的技術(shù)稱為生物識(shí)別技術(shù)，指紋識(shí)別是生物識(shí)別技術(shù) 的一種。目前，從實(shí)用的角度看，指紋識(shí)別技術(shù)是優(yōu)于其他生物識(shí)別技術(shù)的身份鑒別方法。這是因?yàn)橹讣y各不相同、終

2、生基本不變的特點(diǎn)已經(jīng)得到公認(rèn)。 最早的指紋識(shí)別系統(tǒng)應(yīng)用與警方的犯罪嫌疑人的偵破， 已經(jīng)有 30 多年的歷史，這為指紋身份識(shí)別的研究和實(shí)踐打下了良好的技術(shù)基礎(chǔ)。 特別是現(xiàn)在的指紋識(shí)別系統(tǒng) 已達(dá)到操作方便、準(zhǔn)確可靠、價(jià)格適中的階段，正快速的應(yīng)用于民用市場(chǎng)。指紋識(shí)別系統(tǒng)通過(guò)特殊的光電轉(zhuǎn)換設(shè)備和計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)，對(duì)活體指紋進(jìn)行采集、分析和比對(duì)，可以迅速、準(zhǔn)確地鑒別出個(gè)人身份。 系統(tǒng)一般主要包括對(duì)指紋圖像采集、指紋圖像處理、特征提取、特征值的比對(duì)與匹配等過(guò)程?，F(xiàn)代電子集成制造技術(shù)使得指紋圖像讀取和處理設(shè)備小型化，同時(shí)飛 速發(fā)展的個(gè)人計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度提供了在微機(jī)甚至單片機(jī)上可以進(jìn)行指紋比對(duì)運(yùn)算的可能，而優(yōu)

3、秀的指紋處理和比對(duì)算法保證了識(shí)別結(jié)果的準(zhǔn)確性。指紋自動(dòng)識(shí)別技術(shù)正 在從科幻小說(shuō)和好萊塢電影中走入我們實(shí)際生活中，就在今天，您不必隨身攜帶那一串鑰匙，只需手指一按，門就會(huì)打開(kāi)；也不必記住那煩人的密碼，利用指紋就可以 提款、計(jì)算機(jī)登錄等等。指紋識(shí)別技術(shù)主要涉及四個(gè)功能：讀取指紋圖像、提取特征、保存數(shù)據(jù)和比對(duì)。在一開(kāi)始，通過(guò)指紋讀取設(shè)備讀取到人體指紋的圖像，取到指紋圖像之后，要對(duì)原始圖像進(jìn)行初步的處理，使之更清晰。 接下來(lái)，指紋辨識(shí)軟件建立指紋的數(shù)字表示特征數(shù)據(jù)，一種單方向的轉(zhuǎn)換，可以從指紋轉(zhuǎn)換成特征數(shù)據(jù)但不能從特征數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成為指紋，而兩枚不同的指紋不 會(huì)產(chǎn)生相同的特征數(shù)據(jù)。軟件從指紋上找到被稱為“

4、節(jié)點(diǎn)”( minutiae )的數(shù)據(jù)點(diǎn)，也就是那些指紋紋路的分叉、終止或打圈處的坐標(biāo)位置，這些點(diǎn)同時(shí)具有七種以上 的唯一性特征。因?yàn)橥ǔＪ种干掀骄哂?70 個(gè)節(jié)點(diǎn)，所以這種方法會(huì)產(chǎn)生大約 490 個(gè)數(shù)據(jù)。有的算法把節(jié)點(diǎn)和方向信息組合產(chǎn)生了更多的數(shù)據(jù)，這些方向信息表明了 各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系，也有的算法還處理整幅指紋圖像?？傊?，這些數(shù)據(jù)，通常稱為模板，保存為 1K 大小的記錄。無(wú)論它們是怎樣組成的，至今仍然沒(méi)有一種模板的標(biāo) 準(zhǔn)，也沒(méi)有一種公布的抽象算法，而是各個(gè)廠商自行其是。文案標(biāo)準(zhǔn)最后，通過(guò)計(jì)算機(jī)模糊比較的方法，把兩個(gè)指紋的模板進(jìn)行比較，計(jì)算出它們的相似程度，最終得到兩個(gè)指紋的匹配結(jié)果。指紋識(shí)

5、別技術(shù)分類：光學(xué)傳感器識(shí)別光學(xué)取像設(shè)備有最悠久的歷史， 可以追溯到 20 世紀(jì) 70 年代。依據(jù)的是光的全反射原理 （FTIR）。光線照到壓有指紋的玻璃表面， 反射光線由 CCD 去獲得，反射光的數(shù)量依賴于壓在玻璃表面指紋的嵴和峪的深度和皮膚與玻璃間的油脂。光線經(jīng)玻璃射到峪后（指紋線之間的凹陷部分 ）反射到 CCD呈現(xiàn)白色，而射到嵴后則不反射到 CCD ，圖像呈現(xiàn)黑色 （確切的是脊上的液體、油脂影響光線的反射路徑 ）。文案標(biāo)準(zhǔn)光學(xué)指紋采集技術(shù)有明顯的優(yōu)點(diǎn)：價(jià)格低廉。缺點(diǎn)：由于要求足夠長(zhǎng)的光程，因此要求足夠大的尺寸，而且過(guò)分干燥和過(guò)分油膩的手指識(shí)別效 果差。圖表 1 光學(xué)識(shí)別原理示意圖硅晶體電容

6、傳感器識(shí)別半導(dǎo)體指紋傳感器無(wú)論是電容式或是電感式， 其原理類似， 在一塊集成有成千上萬(wàn)半導(dǎo)體器件的 “平板”上，手指貼在其上與其構(gòu)成了電容 （電 感）的另一面，由于手指平面凸凹不平，凸點(diǎn)處和凹點(diǎn)處接觸平板的實(shí)際距離大小就不一樣，形成的電容 / 電感數(shù)值也就不一樣，設(shè)備根據(jù)這個(gè)原理 將采集到的不同的數(shù)值匯總，就完成了指紋的采集。文案標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用晶體傳感器是最近幾年在市場(chǎng)上才出現(xiàn)的，盡管它在傳奇文學(xué)作品中已經(jīng)出現(xiàn)近 20 年。這些含有微型晶體的平面通過(guò)多種技術(shù)來(lái)繪制指 紋圖像。電容傳感器通過(guò)電子度量被設(shè)計(jì)來(lái)捕捉指紋。電容設(shè)備能結(jié)合大約 100,000 導(dǎo)體金屬陣列的傳感器，其外面是絕緣的表面，當(dāng)用戶的

7、手指 放在上面時(shí)，皮膚組成了電容陣列的另一面。電容器的電容值由于金屬間的距離而變化，這里指的是脊（近的）和谷（遠(yuǎn)的）之間的距離。壓感式 表面的頂層是具有彈性的壓感介質(zhì)材料，他們依照指紋的外表地形（凹凸）轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電子信號(hào)。圖表 2 光學(xué)識(shí)別 （左 ）& 電容識(shí)別 （右 ）原理示意圖 與光學(xué)設(shè)備多采用人工調(diào)整改善圖像質(zhì)量不同，電容傳感器采用自動(dòng)控制調(diào)節(jié)指紋圖像像素以及指紋局部圍敏感程度，在不同環(huán)境下結(jié)合反饋 信息生成高質(zhì)量圖像，由于提供了局部調(diào)整能力，即使對(duì)比度較差的圖像（如手指壓得松的區(qū)域 ）也能被有效檢測(cè)，并在捕捉瞬間為這些像素提高靈敏度，生成高質(zhì)量指紋圖像。（真皮優(yōu)點(diǎn)：圖像質(zhì)量好、無(wú)畸形

8、、尺寸小、易集成到其他設(shè)備中。其發(fā)出的電子信號(hào)將穿過(guò)手指的標(biāo)稱和死性皮膚層，達(dá)到手指皮膚的活體層文案標(biāo)準(zhǔn)層），直接讀取指紋圖案，從而大大提高了系統(tǒng)的安全性。生物射頻指紋識(shí)別技術(shù)生物射頻指紋識(shí)別技術(shù) 通 過(guò)傳感器本身發(fā)射出微量射頻信號(hào)，穿透手指的表皮層去檢測(cè)真皮層 的紋路，來(lái)獲得最佳的指紋圖像。因此對(duì)干手指，汗手指，干手指等困難手指通過(guò)可高達(dá) 99.5% ，防偽指紋能力強(qiáng)，指紋敏感器的識(shí)別原理只對(duì)人的真皮皮膚有反應(yīng)，從根本上杜絕了人造指紋的問(wèn)題，寬溫區(qū)：適合特別寒冷或特別酷 熱的地區(qū)。因?yàn)樯漕l傳感器產(chǎn)生高質(zhì)量的圖像，因此射頻技術(shù)是最可靠，最有力有解決方案。除此之外，高質(zhì)量圖像還允許減小傳感器，無(wú)

9、需犧牲認(rèn)證的可靠性，從而 降低成本并使得射頻傳感器思想的應(yīng)用到可移動(dòng)和大小不受拘束的任何領(lǐng)域中。射頻敏感器：它的工作原理很特殊， 由射頻與敏感元件陣列組成， 每一個(gè)成員實(shí)際上都是一個(gè)等效的小天線，它通過(guò)人的手指向皮膚層（真皮層） 深處傳遞電波。 接受部分的元件對(duì)回傳的電波 相位進(jìn)行解調(diào)，相位的差別反應(yīng)了指紋紋理。 從某種意義上講， 它的原理與雷達(dá)的工作原理相似， 所以稱為射頻式指紋敏感器 （RF sensor ）。 而且，它能自動(dòng)調(diào)節(jié)部電氣參數(shù)來(lái)適應(yīng)手指干濕程度、按手指壓力、年齡、等因素的變化。 基于它的 工作原理， 所采集到的指紋圖像對(duì)應(yīng)于手指層具有生命的真皮指 紋紋理，對(duì)手指表面的外層皮膚

10、并不直接敏 感，并對(duì)表面的一些臟物、油漬、灰塵等物質(zhì)具有穿透能力，使它 針對(duì)各種類型的手指在各種使用條件下都能采集到理想的圖像，因此具有顯著的優(yōu)越性能。超聲波掃描識(shí)別超聲波指紋識(shí)別，是高通在 2015 移動(dòng)世界大會(huì)上宣布的一項(xiàng) 3D 指紋技術(shù)。 被認(rèn)為是指紋取像技術(shù)中非常好的一類。很像 光學(xué)掃描的激光，超聲波掃描指紋 的表面。緊接著，接收設(shè)備獲取了其反射信號(hào)，測(cè)量他的圍，谷到脊的深度。不 像光學(xué)掃描，積累在皮膚上的臟物和油脂對(duì)超聲波 獲得的圖像影響不大，所以這樣的圖像是實(shí)際脊地形（凹凸）的真實(shí)反映。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，利用皮膚與空氣對(duì)于聲波阻抗的差異

11、，就可以區(qū)分指紋嵴和峪所在位置。 超聲波技術(shù)所使用的超聲波頻率為 1x104Hz1x109Hz ，能量被控制在對(duì)人體無(wú)損的程度（與醫(yī)學(xué)診斷的強(qiáng)度相同） 。超聲波技術(shù)產(chǎn)品能夠達(dá)到最好的精度，它對(duì) 手指和平面的清潔程度要求較低，但其采樣時(shí)間會(huì)明顯長(zhǎng)于其他幾類產(chǎn)品，而且價(jià)格昂貴，也并不能做到活體指紋識(shí)別，所以目前使用稀少。文案標(biāo)準(zhǔn)表格 1 紋識(shí)別技術(shù)分類比較比較項(xiàng)光學(xué)識(shí)別電容傳感器識(shí)別超聲波掃描識(shí)別生物射頻體積大小中小耐用性非常耐用耐用耐用耐用成像能力干手指差，濕手指 或者臟手指成像模 糊干手指好，抗汗?jié)n和污染能力強(qiáng)干手指好，抗汗?jié)n和污染能力強(qiáng)干手指好，抗汗?jié)n和污染能力強(qiáng)耗電大低高中成本低低很高低防

12、偽能力 （ 識(shí)別活 體）差中差高識(shí)別能力弱強(qiáng)強(qiáng)強(qiáng)指紋識(shí)別應(yīng)用背景：指紋等生物識(shí)別技術(shù)可彌補(bǔ)傳統(tǒng)的安全認(rèn)證方法，提供了一個(gè)很好的解決方案?？捎弥讣y等生物特征提高安全性的領(lǐng)域舉例：? 涉密系統(tǒng)，提供高度安全防措施? 針對(duì)大規(guī)模人群身份鑒別技術(shù)? 網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫(kù)和關(guān)鍵文件等的安全控制? 計(jì)算機(jī)的登錄認(rèn)證? 銀行 ATM,POS 終端等的安全認(rèn)證? 手機(jī)、平板、 PC 等使用認(rèn)證等? 移動(dòng)支付文案標(biāo)準(zhǔn)? 安全門禁、門鎖指紋應(yīng)用趨勢(shì)：手機(jī) 和 平板? 屏幕解鎖 - 更安全快捷? 特殊應(yīng)用程序訪問(wèn)許可 防止他人或打開(kāi)你的特殊應(yīng)用程序? 數(shù)據(jù)和文件安全訪問(wèn) 防止他人訪問(wèn)你的手機(jī)數(shù)據(jù)? 移動(dòng)支付 更快捷的完成安

13、全支付? 應(yīng)用程序快捷方式 給每個(gè)手指賦予不同的指令指紋相關(guān)新產(chǎn)品指紋硬盤、 指紋 POS 機(jī)、指紋學(xué)生考試報(bào)名機(jī)、指紋汽車啟動(dòng) / 防盜鎖、指紋病例指紋識(shí)別過(guò)程：一個(gè)典型的指紋識(shí)別系統(tǒng)應(yīng)該包括：指紋識(shí)別 Sensor+ 特征提取/匹配模塊+特征模板庫(kù) +應(yīng)用軟件。而指紋的匹配可分為兩步，首先是提取待驗(yàn)證 的指紋的特征，然后將其和指紋模板庫(kù)中的模板指紋進(jìn)行相似度比較，從而判斷兩個(gè)指紋圖像是否來(lái)自同一手指。文案標(biāo)準(zhǔn)手指指紋提取獲取特征數(shù)據(jù)信 息匹配，驗(yàn)證通過(guò)，加 入到特征數(shù)據(jù)庫(kù)特征匹配圖表 3 指紋識(shí)別過(guò)程指紋識(shí)別的采集方式不管采用什么采集技術(shù)，從用戶角度用到的就兩種錄入方式：按壓式與滑動(dòng)式。1

14、、滑動(dòng)式將手指從傳感器上劃過(guò)，系統(tǒng)就能獲得整個(gè)手指的指紋。手指按壓上去時(shí)，無(wú)法一次性采集到完整圖像。在采集時(shí)需要手指劃過(guò)采集表面，對(duì)文案標(biāo)準(zhǔn)手指劃過(guò)時(shí)采集到的每一塊指紋圖像進(jìn)行快照，這些快照再進(jìn)行拼接，才能形成完整的指紋圖像?；瑒?dòng)式的優(yōu)點(diǎn)是成本低、 易集成， 可采集大面積的圖像， 應(yīng)用傳統(tǒng)的特征點(diǎn)算法， 但缺點(diǎn)是需要客戶有一個(gè)連貫規(guī)動(dòng)作采集圖像， 體驗(yàn)效果比較差， 在之前的應(yīng)用推廣中不太成功。2、按壓式手指平放在設(shè)備上以便獲取指紋圖像。一般為了獲得整個(gè)手指的指紋，必須使用比手指更大的傳感器，整個(gè)手指同時(shí)按壓在傳感器之上。按壓 式的優(yōu)點(diǎn)是客戶體驗(yàn)好，只用一次按壓就可以采集圖像，與符合用戶的行為習(xí)

15、慣。缺點(diǎn)是：成本高，集成難度大，一次采集圖像面積相對(duì)較小，沒(méi) 有足夠的特征點(diǎn)，需要用復(fù)雜的圖像比對(duì)算法進(jìn)行識(shí)別。 很明顯，在用戶角度來(lái)說(shuō)，按壓式最簡(jiǎn)單、最方便，以后越來(lái)越多的移動(dòng)設(shè)備都將采用按壓式指紋識(shí)別方案。指紋識(shí)別工作原理目前的指紋識(shí)別算法主要從總體特征 Pattern 和局部特征 Minutia 這兩個(gè)方面入手分辨指紋。指紋的總體特征，總體特征指那些用人眼直接就可以觀察到的特征。 包括指紋 紋形、 模式區(qū)、 核心點(diǎn)（或者稱為中心點(diǎn)） 、三角點(diǎn)（或者稱為 Delta 點(diǎn)）和嵴密度（或者稱為紋密 度）?；局讣y紋形：包括環(huán)形（ Loop ，又稱斗形 ），弓形（ Arch ）和螺旋形（ Who

16、rl ）。其他的指紋圖案都基于這 3 中基本圖案。 這個(gè)就是指紋圖案的形狀 本就這三類 60% 人是 whorl, 35% 是 loop, 5% 是 arch 僅依靠圖案類型來(lái)分辨指紋是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，這只是一個(gè)粗略的分類，但通過(guò)分類使得大數(shù)據(jù)中搜尋比對(duì)指紋更為方便。 模式區(qū)（ Pattern Area ）：是指指紋上包括了總體特征的區(qū)域，即從模式區(qū)就能夠分辨出指紋是屬于哪一種類型的。核心點(diǎn)（ Core Point ）：位于指紋紋路的漸進(jìn)中心，它用于讀取指紋和比對(duì)指紋時(shí)的參考點(diǎn)。文案標(biāo)準(zhǔn)圖表 5 指紋識(shí)別總體特征指紋的局部特征指紋的局部特征是指單個(gè)特征點(diǎn)的特征描述，一般用類型、水平位置( x)、垂

17、直位置( y )、方向、曲率、質(zhì)量等六個(gè)要素來(lái)描述。 類型是指紋特征點(diǎn)的分類。目前比較通用的分法是分為六類，分別是 ：終結(jié)點(diǎn)( Ending )：一條紋路在此終結(jié)分叉點(diǎn)( Bifurcation )：一條紋路在此分開(kāi)成為兩條或者更多的紋路。分歧點(diǎn)( RidgeDivergence )：兩條平行的紋路再次分開(kāi)。孤立點(diǎn)( DotorIsland )：一圖條表特別4 短指紋(算短法的-和總體點(diǎn)特?zé)o征法區(qū)分)的紋路環(huán)點(diǎn)( Enclosure )：一條紋路分開(kāi)兩條之后，有合并成為一條，形成的一個(gè)小環(huán)短紋( ShortRidge )：一條較短短(但可以和點(diǎn)進(jìn)行區(qū)分)的紋路文案標(biāo)準(zhǔn)圖表 6 指紋特征點(diǎn)的分類

18、其中，值得注意的是，我們的手指大約有 60125 個(gè)特征點(diǎn)。 多少個(gè)特征決定是一個(gè)人的指紋，每個(gè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)都不一樣，英國(guó) 16 個(gè)、澳大利亞、美國(guó) （多數(shù)國(guó)家）12 個(gè)、中國(guó)印度只要 8 個(gè)、 這些點(diǎn)在指紋中的出現(xiàn)概率并不相當(dāng)，出現(xiàn)概率最大的是短紋 60.6% ，其次是分叉點(diǎn)，出現(xiàn)概率為 22.6% 。文案標(biāo)準(zhǔn)模組結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)工藝指紋識(shí)別蓋板分類：藍(lán)寶石、涂覆式 （Coating） 、玻璃、陶瓷成本和性能方面：藍(lán)寶石方案硬度高，耐腐蝕，但存在成本較高，抗摔能力不強(qiáng)的弱點(diǎn)， 涂覆式背面指紋識(shí)別方案由于涂層硬度不高， 存在容易磨損和受汗水腐蝕等缺點(diǎn)， 采用該方案的手機(jī)， 使用一段時(shí)間后難免會(huì)有各種劃痕

19、出現(xiàn)。 外觀方面：涂覆指紋識(shí)別方案常用在手機(jī)的背面，且質(zhì)感稍差，較容易破壞背面的整體美觀。而藍(lán)寶石蓋板按壓式指紋識(shí)別方案應(yīng)用在手機(jī)的正面，將指 紋放在正面不僅可以讓手機(jī)的背面更為美觀，同時(shí)更符合用戶的使用習(xí)慣和審美。綜上所述，正面指紋識(shí)別更受用戶歡迎，但藍(lán)寶石蓋板材料價(jià)格高，穿透性較差，適用藍(lán)寶石指紋識(shí)別芯片 價(jià)格高，同時(shí)由于其韌性稍差，厚度最薄只能做到 0.175mm ，因此市面上又出現(xiàn)了氧化鋯陶瓷和鋼化玻璃兩種藍(lán)寶石蓋板替代材料。鋼化玻璃具備制作工藝簡(jiǎn)單，成本低等優(yōu)點(diǎn)，但硬度遠(yuǎn)不及藍(lán)寶石，容易被被更高硬度的細(xì)小灰塵磨花，介電常數(shù)、抗彎強(qiáng)度也較差，厚度無(wú) 法進(jìn)一步做薄 （目前最薄厚度為 0.

20、175mm） ，影響識(shí)別速度，不能算是理想的藍(lán)寶石替代材料。氧化鋯陶瓷材料介電常數(shù)是藍(lán)寶石的 3 倍，此特性使指紋識(shí)別更靈敏，成功率更高， 又由于韌性高于藍(lán)寶石 3 倍以上，氧化鋯保護(hù)層在保證 抗摔強(qiáng)度下，目前最薄量產(chǎn)厚度低至 0.1mm ，而如果厚度做到和藍(lán)寶石相同時(shí)，此時(shí)強(qiáng)度、抗摔性將顯著優(yōu)于藍(lán)寶石。更重要的是，氧化鋯的總成 本卻只有藍(lán)寶石的 1/4 ，是替代藍(lán)寶石高性價(jià)比方案。目前手機(jī)指紋識(shí)別方案主流還是 背面 Coating （鍍膜）方式 和 前置蓋板方式 兩種方案。背面 Coating （鍍膜）方式出貨量大，基本各個(gè)供應(yīng)商都能支持。但前置蓋板方式的指紋傳感器，能夠量產(chǎn)的供應(yīng)商卻寥寥可

21、數(shù) （匯頂算是少數(shù) 中的一家 ）。究其原因， Coating 方案的 ID 設(shè)計(jì)和硬件實(shí)現(xiàn)比較容易，產(chǎn)業(yè)鏈上下游也比較容易配合；二是要想實(shí)現(xiàn)前置玻璃蓋板，技術(shù)方面必須 克服玻璃厚度帶來(lái)的信噪比難題。前置蓋板的指紋傳感器需要置放在玻璃材料之下，才能和玻璃屏幕和諧一致，這樣就不可避免要求指紋傳感器信號(hào)能很好地穿透玻璃蓋板。而 玻璃蓋板的厚度是希望越厚越好， 因?yàn)樵胶竦牟ＡВ?成本更低，加工損耗更小， 強(qiáng)度和可靠性更高。 所以，能解決多厚的玻璃蓋板信號(hào)穿透和識(shí)別， 文案標(biāo)準(zhǔn)是指紋芯片行業(yè)的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)。 目前市場(chǎng)上， 能夠支持厚玻璃蓋板的指紋芯片少之又少， 尤其穿透厚玻璃蓋板 （200 微米 -

22、400 微米甚至更厚） 的指紋芯片開(kāi)發(fā)，主要難度在于：1）模擬電路的收發(fā)功率，需要做到足夠大；2）信噪比壓制，需要比 Coating 方案提高至少兩個(gè)數(shù)量級(jí)；3）指紋圖像由于信號(hào)減弱和在空間中的混疊帶來(lái)非常明顯的損失，需要通過(guò)算法進(jìn)行彌補(bǔ)，而算法的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)，本身又是另外一個(gè)領(lǐng)域，鮮 有芯片設(shè)計(jì)公司擁有強(qiáng)大的后端算法開(kāi)發(fā)能力；4）為了彌補(bǔ)玻璃厚度帶來(lái)的影響，封裝工藝需要進(jìn)行針對(duì)性的調(diào)整，成本，良率和產(chǎn)能都是個(gè)大考驗(yàn)。文案標(biāo)準(zhǔn)指紋識(shí)別模組結(jié)構(gòu)疊層 - 蓋板方案文案標(biāo)準(zhǔn)指紋識(shí)別模組結(jié)構(gòu)疊層 -coating 方案文案標(biāo)準(zhǔn)指紋識(shí)別模組生產(chǎn)工藝流程 -coating 方案文案標(biāo)準(zhǔn)指紋識(shí)別模組生產(chǎn)工藝流

23、程 - 蓋板方案文案標(biāo)準(zhǔn)全球手機(jī)指紋識(shí)別 IC 廠商：1. AuthenTec簡(jiǎn)介： AuthenTec 是世界領(lǐng)先的 PC、無(wú)線設(shè)備以及訪問(wèn)控制市場(chǎng)指紋認(rèn)證傳感器和解決方案的提供商。借助公司的 TruePrint 專利技術(shù)， AuthenT ec 產(chǎn)品能夠讀取皮膚表層下的活動(dòng)層（人的指紋真正所在之處） ，實(shí)現(xiàn)極其精確可靠的指紋成像。這種皮下讀取方式 使 AuthenT ec 傳感器能夠應(yīng)對(duì)常見(jiàn)的皮膚表面狀況，隨時(shí)隨地真正地讀取所有指紋。憑借 TruePrint ， AuthenTec 生產(chǎn)出市面上最小的傳感器，其安全性、隱 私性和便利性卻絕不遜色于更大型傳感器。 2012 年 7 月 27

24、日，蘋果以 3.56 億美元收購(gòu) AuthenTec 。現(xiàn)狀： 全球最大的感應(yīng)性指紋識(shí)別傳感器最大供應(yīng)商， 產(chǎn)品僅應(yīng)用在蘋果產(chǎn)品中， 不向同行業(yè)（手機(jī)、平板等消費(fèi)電子產(chǎn)品） 提供技術(shù)和產(chǎn)品。 目前 iPhone 5S 、iphone6 等采用基于電容和無(wú)線射頻的半導(dǎo)體傳感器，與 iPhone 手機(jī) Home 鍵結(jié)合，最上層為藍(lán)寶石蓋板。由臺(tái)積電完成晶圓代工精材、晶方科技完成晶圓級(jí)封 裝日月光負(fù)責(zé)后續(xù)封裝與測(cè)試以及 SiP 模組制作。客戶： 蘋果收購(gòu)以后，其指紋識(shí)別產(chǎn)品在手機(jī)、平板領(lǐng)域僅向蘋果提供。不再向同行業(yè)提供，不過(guò)對(duì)于銀行安全、管理系統(tǒng)等可以提供。2. Synaptics 新思( Vali

25、dity )：簡(jiǎn)介： Synaptics 總部在美國(guó)，成立于 1986 年。全球領(lǐng)先的移動(dòng)計(jì)算、通信和娛樂(lè)設(shè)備人機(jī)界面交互開(kāi)發(fā)解決方案設(shè)計(jì)制造公司。 2013 年 10 月， Synaptics 公司以 2.55 億美元的價(jià)格收購(gòu)了生物 ID 識(shí)別公司 Validity ，正式宣布進(jìn)軍指紋識(shí)別領(lǐng)域?，F(xiàn)狀： 目 前 Synaptics 滑動(dòng)式與按壓式都有， 采用有源電容式硅成像傳感器。 三星與 HTC 采用其產(chǎn)品。 對(duì)于公司未來(lái)技術(shù)發(fā)展方向， 今年初 Synaptics 公司高管稱， 正在計(jì)劃推出的指紋傳感器產(chǎn)品，并不會(huì)像蘋果 iPhone 那樣只能在 Home 鍵上識(shí)別，而是將其隱藏在 And

26、roid 或 Windows Phone 系統(tǒng)手機(jī)的玻璃面板屏 幕下方。 由南茂和泰林負(fù)責(zé)系統(tǒng)封裝與測(cè)試?？蛻簦?Synaptics 的客戶最大是三星，主要產(chǎn)品有三星Galaxy S5 等，與手機(jī) Home 鍵結(jié)合，滑動(dòng)式方案。此外， HTC One Max 也采用 Synaptics ，置于與手機(jī)后蓋，也是滑動(dòng)式方案。文案標(biāo)準(zhǔn)3. Fingerprint Cards AB（ FPC）簡(jiǎn)介： 指紋卡公司（ FPC）總部在瑞典哥德堡，并在納斯達(dá)克上市 （FING B） 。致力于開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)和銷售生物識(shí)別元件和技術(shù)，幫助通過(guò)分析和比對(duì)個(gè)人獨(dú)特的指紋確認(rèn) 用戶的身份?，F(xiàn) 狀： 曾推出全球首個(gè)面向使用安

27、卓 （Android ） 的智能手機(jī)和平板電腦的電容式觸摸指紋傳感器 FPC1020 。FPC指紋傳感器采用了自己獨(dú)特的 HSPA（ 高靈敏度像 素放大器 ）技術(shù)，允許傳感器每個(gè)像素單元能檢測(cè)到非常微弱的信號(hào)）。目前已見(jiàn)方案最多的廠商，早起合作包括金立、 vivo 等，近期與華為合作 mate 7 是最新產(chǎn)品。特點(diǎn)是技術(shù)成熟，合作伙伴多。由中芯國(guó)際等提供封裝技術(shù)支持。目前 FPC 的勢(shì)頭非?；馃幔膫鞲衅鲀r(jià)格也不低?？?戶： FPC 目前客戶較多，說(shuō)明方案成熟，目前有泛泰、富士通、金立、康佳、華為、 VIVO 等都采用其技術(shù)。三種方案：1. 與手機(jī) Home 鍵結(jié)合，滑動(dòng)式。典型例子“康佳

28、凡高 V981 ”。2.置于手機(jī)后蓋，滑動(dòng)式。典型例子“泛泰Vega LTE-A ”、“ vivo xplay 3S ” 、“金立 T1”。3.置于手機(jī)后蓋，按壓式。典型例子“華為 Mate 7 ”。4. CrucialTec簡(jiǎn)介： CrucialTec 韓國(guó)企業(yè)，世界最大光學(xué)觸控鍵生產(chǎn)商。現(xiàn) 狀： CrucialTe 總裁宣布，公司成功研究出一種全新的玻璃陶瓷材料可以應(yīng)用于指紋傳感器。這種新材料其耐用性是現(xiàn)有高強(qiáng)度玻璃陶瓷材料的兩 倍，達(dá)到 8H 硬 度，接近藍(lán)寶石玻璃的 9H 硬度，但是價(jià)格要低很多， 另外一大優(yōu)點(diǎn)是能做到只有藍(lán)寶石玻璃層十分之一薄 ?？蛻簦?三星、 LG5. IDEX簡(jiǎn)介

29、： IDEX 是一家挪威的專門從事指紋識(shí)別和成像技術(shù)的生物識(shí)別科技公司。成立于 1996 年。 2013 年公司在美國(guó)開(kāi)設(shè)了兩間辦事處，分別位于加州硅谷和 波士頓 馬薩諸塞。 Idex 主要為、銀行卡、門禁控制和移動(dòng)設(shè)備提供指紋傳感器，生物識(shí)別軟件以及其它安全解決方案。現(xiàn)狀： 擁有滑動(dòng)式電容傳感器專利，其產(chǎn)品已經(jīng)廣泛使用在門禁、信息安全等領(lǐng)域，暫未了解到智能手機(jī)案例?？蛻簦?暫未了解到智能手機(jī)或平板案例。文案標(biāo)準(zhǔn)6. Goodix 匯頂科技簡(jiǎn)介： 匯頂科技成立于 2002 年， 2006 年開(kāi)始進(jìn)軍觸控行業(yè)。視 MTK 唯一戰(zhàn)略合作伙伴，兩者關(guān)系密切， MTK 戰(zhàn)略投資匯頂?，F(xiàn)狀： 匯頂是目前

30、大陸指紋識(shí)別方案公司唯一有樣機(jī)公開(kāi)的公司。 今年連續(xù)發(fā)布兩套方案。 2014 年 5 月 15 日，正式對(duì)外推出適用于移動(dòng)設(shè)備的觸摸式指紋識(shí)別芯片。 采用按壓式藍(lán)寶石方案（與 iphone 5S 基本一致），基于電容觸摸的原理。消息稱，封裝伙伴碩貝德或長(zhǎng)電科技。 2014 年 9 月 12 日，發(fā)布指紋識(shí)別與觸控一體化技術(shù) -IFS 。它有別于傳統(tǒng)的模塊式指紋傳感器，手機(jī)廠商無(wú)需在手機(jī)前面板或者后殼上開(kāi)孔放入指紋傳感器模塊，而是將指紋傳感器隱藏于TP 面板之下，該技術(shù)并不改變手機(jī)原有設(shè)計(jì)的 ID 風(fēng)格，也無(wú)需改變用戶使用習(xí)慣。從開(kāi)發(fā)原理上看， IFS 技術(shù)既可支持玻璃面板，又可支持藍(lán)寶石面板。

31、匯頂 IFS 技術(shù)方案樣機(jī)， Home 鍵完好，指 紋識(shí)別置于下方客戶： 據(jù)悉，匯頂目前與國(guó)主流手機(jī)廠商都有接觸。魅族 MX4 Pro 采用匯頂，藍(lán)寶石按壓式指紋識(shí)別方案。7. 敦泰簡(jiǎn) 介： 敦 泰于 2005 年由數(shù)名來(lái)自美國(guó)硅谷 IC 業(yè)界的資深華人專家在美國(guó)注冊(cè)成立， 并于 2006 年遷址回亞洲， 在及設(shè)立了研發(fā)及工程服務(wù)中心。 2007 年開(kāi)始投入 并逐漸全面專注于電容式觸摸屏控制芯片的設(shè)計(jì)研發(fā)、制造及銷售，是一家具有全球影響力的華人 IC 設(shè)計(jì)公司。現(xiàn)狀： 據(jù)敦泰高管介紹，敦泰的指紋識(shí)別采用基于軟件無(wú)線電的高靈敏檢測(cè)技術(shù)，與AuthenT ec， FPC ， Validity 等芯片原理不同，敦泰采用了大量通信領(lǐng)域信道技術(shù)，完全不同的原理，更好的性能，也不存在相關(guān)行業(yè)的專利問(wèn)題。目前滑動(dòng)式和按壓式的系列產(chǎn)品樣品，正確明年初量產(chǎn)?？蛻簦?國(guó) 2 線品牌有在使用。8. 思立微簡(jiǎn)介：思立微電子科技，位于浦東江高科技園區(qū)，由多名硅谷歸國(guó)高級(jí)技術(shù)及管理人員組成核心團(tuán)隊(duì)，于2