全球指纹识别厂家与技术方案综述

全球指纹识别厂商及其解决方案汇总2014-09-19九月对于机友们来说是收获的季节，本月截止到今天已经有华为Mate7、三星note4、iPhone6……发布，和往年相比大多旗舰手机增加了一个亮点，那就是支持指纹识别功能。盘点iPhone5S发布后的一年里，三星GALAXYS5、vivoXplay3S、HTCOnemax等主流手机厂商旗舰产品都已经逐渐开始支持指纹识别功能。再从整个移动互联网大环境来看，移动支付已经到了爆发前夜。一、生物识别采集方式：随着移动互联、物联网等新兴技术浪潮的到来，传统的一些对人的认证识别方式已经无法满足社会发展需求。通过计算机与光学、声学、生物传感器和生物统计学原理等高科技手段密切结合，利用人体固有的生理特性，（如指纹、脸象、虹膜等）和行为特征（如笔迹、声音、步态等）来进行个人身份的鉴定，成为大势所趋。目前，主要的生物识别方式有：指纹识别、掌纹识别、虹膜识别、面部识别、DNA识别、行为识别等。而目前来看，识别方式最简便、最实用、最准确，发展最好的就是“指纹识别”方式。全球来看，指纹识别占整个生物识别市场的将近60%的市场份额，有超过几千家的指纹识别厂商生产数百种以上的指纹识别产品，而其它生物识别技术厂商不足其十分之一。我们能看到最常见的就是指纹打卡、指纹门禁等，不过移动互联网的到来，包括信息安全、移动支付等大量需求生物识别认证，指纹识别已经成为了主流智能设别厂商和消费者能够快速接受的方式。在移动支付爆发前夕，基于智能终端的指纹识别也将迎来大发。二、指纹识别基本原理与采集技术：一个典型的指纹识别系统应该包括：指纹识别Sensor+特征提取/匹配模块+特征模板库+应用软件。而指纹的匹配可分为两步，首先是提取待验证的指纹的特征，然后将其和指纹模板库中的模板指纹进行相似度比较，从而判断两个指纹图像是否来自同一手指。我们可以看到，指纹识别核心的准确、高效的采集指纹分析。指纹识别采集技术的发展大致分为三个方式：光学识别、电容传感器、生物射频光学识别光学识别是较早的指纹识别技术。基于光学发射装置发射的光线，射到手指上再反射回机器以获取数据，并对比资料库看是否一致。光学识别只能到达皮肤的表皮层，而不能到达真皮层，而且受手指表面是否干净影响较大。电容传感器电容传感器识别是利用一定间隔的安装的两个电容，利用指纹的凹凸，在手指滑过指纹检测仪器时接通或断开两个电容的电流以检测指纹资料。电容传感器对手指的干净要求还是比较高，而且传感器表面使用硅材料，比较容易损坏。以技术面来看，电容式指纹辨识技术的供应为Authentec、Validity、FingerPrintCardsAB(FPC)等，Authentec被苹果买下，Validity也被Synaptics收购。电容式指纹传感器也是现在应用最普遍的技术。生物射频射频传感器通过传感器发射微量的射频信号，穿透手指的表皮层获取里层的纹路以获取信息。这种方法对手指的干净程度要求较低。射频是目前较新的技术方案，射频也是电容方式的一种，但受限于专利问题。射频式是未来发展方向。三、指纹识别采集方式：不管采用什么采集技术，从用户角度用到的就两种录入方式：按压式与滑动式。滑动式将手指从传感器上划过，系统就能获得整个手指的指纹。手指按压上去时，无法一次性采集到完整图像。在采集时需要手指划过采集表面，对手指划过时采集到的每一块指纹图像进行快照，这些快照再进行拼接，才能形成完整的指纹图像。滑动式传感器，由上向下滑，再完成指纹拼接滑动式的优点是成本低、易集成，可采集大面积的图像，应用传统的特征点算法，但缺点是需要客户有一个连贯规范动作采集图像，体验效果比较差，在之前的应用推广中不太成功。按压式手指平放在设备上以便获取指纹图像。一般为了获得整个手指的指纹，必须使用比手指更大的传感器，整个手指同时按压在传感器之上。按压式的优点是客户体验好，只用一次按压就可以采集图像，与客户在手机应用的操作习惯匹配，无须教育客户。缺点是：成本高，集成难度大，一次采集图像面积相对较小，没有足够的特征点，需要用复杂的图像比对算法进行识别。很明显，在用户角度来说，按压式最简单、最方便。以后越来越多的移动设备都将采用按压式指纹识别方案。四、全球手机指纹识别方案厂商分析：全球指纹识别方案厂商较多，但是涉及手机、平板电脑的厂商还比较少，在iphone5S以后，一批国外老牌指纹识别方案厂商迅速切入。与此同时，国内触控IC厂商也迅速投入到该领域的研发。目前已经有个别厂商已出样。以下是手机中国联盟编辑根据公开信息整理的主流手机指纹识别方案厂商的发展状况。1.AuthenTec：简介：AuthenTec是世界领先的PC、无线设备以及访问控制市场指纹认证传感器和解决方案的提供商。2012年7月27日，苹果以3.56亿美元收购AuthenTec。现状：全球最大的感应性指纹识别传感器最大供应商，产品仅应用在苹果产品中，不向同行业（手机、平板等消费电子产品）提供技术和产品。目前iPhone5S、iphone6等采用基于电容和无线射频的半导体传感器，与iPhone手机Home键结合，最上层为蓝宝石盖板。由台积电完成晶圆代工——台湾精材、晶方科技完成晶圆级封装——日月光负责后续封装与测试以及SiP模组制作。（技术见下文iphone5S详解分析。）客户：苹果收购以后，其指纹识别产品在手机、平板领域仅向苹果提供。不再向同行业提供，不过对于银行安全、管理系统等可以提供。苹果iphone5S采用AuthenTec蓝宝石按压式方案2.Synaptics新思（Validity）：简介：Synaptics总部在美国，成立于1986年。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。2013年10月，Synaptics公司以2.55亿美元的价格收购了生物ID识别公司Validity，正式宣布进军指纹识别领域。现状：目前Synaptics滑动式与按压式都有，采用有源电容式硅成像传感器。三星与HTC采用其产品。对于公司未来技术发展方向，今年初Synaptics公司高管称，正在计划推出的指纹传感器产品，并不会像苹果iPhone那样只能在Home键上识别，而是将其隐藏在Android或WindowsPhone系统手机的玻璃面板屏幕下方。由台湾南茂和泰林负责系统封装与测试。客户：Synaptics的客户最大是三星，主要产品有三星GalaxyS5等，与手机Home键结合，滑动式方案。此外，HTCOneMax也采用Synaptics，置于与手机后盖，也是滑动式方案。三星GalaxyS5采用Validity滑动式，置于Home键方案3.FingerprintCardsAB（FPC）简介：指纹卡公司（FPC）总部在瑞典哥德堡，并在纳斯达克上市(FINGB)。致力于开发、生产和销售生物识别元件和技术，帮助通过分析和比对个人独特的指纹确认用户的身份。现状：曾推出全球首个面向使用安卓（Android）的智能手机和平板电脑的电容式触摸指纹传感器FPC1020。FPC指纹传感器采用了自己独特的HSPA(高灵敏度像素放大器)技术，允许传感器每个像素单元能检测到非常微弱的信号）。目前已见方案最多的厂商，早起合作包括金立、vivo等，近期与华为合作mate7是最新产品。特点是技术成熟，合作伙伴多。由中芯国际等提供封装技术支持。客户：FPC目前客户较多，说明方案成熟，目前有泛泰、富士通、金立、康佳、华为、VIVO等都采用其技术。三种方案：1.与手机Home键结合，滑动式。典型例子“康佳凡高V981”。2.置于手机后盖，滑动式。典型例子“泛泰VegaLTE-A”、“vivoxplay3S”、“金立T1”。3.置于手机后盖，按压式。典型例子“华为Mate7”。华为Mate7采用FPC按压式，置于手机后盖方案4.CrucialTec简介：CrucialTec韩国企业，世界最大光学触控键生产商。现状：今年初，CrucialTe总裁宣布，公司成功研究出一种全新的玻璃陶瓷材料可以应用于指纹传感器。这种新材料其耐用性是现有高强度玻璃陶瓷材料的两倍，达到8H硬度，接近蓝宝石玻璃的9H硬度，但是价格要低很多。计划在今年现半年能量产。更早之前传闻三星曾考虑引入GalaxyS5。客户：传与三星洽谈，应用在三星GalaxyS5，但因该公司产能无法满足三星需求而夭折。5.IDEX简介：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。成立于1996年。2013年公司在美国开设了两间办事处，分别位于加州硅谷和波士顿马萨诸塞。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。现状：拥有滑动式电容传感器专利，其产品已经广泛使用在门禁、信息安全等领域，暂未了解到智能手机案例。客户：暂未了解到智能手机或平板案例。6.Goodix汇顶科技简介：汇顶科技成立于2002年，2006年开始进军触控行业。视MTK唯一战略合作伙伴，两者关系密切，MTK战略投资汇顶。现状：汇顶是目前大陆指纹识别方案公司唯一有样机公开的公司。今年连续发布两套方案。2014年5月15日，正式对外推出适用于移动设备的触摸式指纹识别芯片。采用按压式蓝宝石方案（与iphone5S基本一致），基于电容触摸的原理。消息称，封装伙伴硕贝德或长电科技。2014年9月12日，发布指纹识别与触控一体化技术--IFS。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，该技术并不改变手机原有设计的ID风格，也无需改变用户使用习惯。从开发原理上看，IFS技术既可支持玻璃面板，又可支持蓝宝石面板。汇顶IFS技术方案样机，Home键完好，指纹识别置于下方客户：据悉，汇顶目前与国内主流手机厂商都有接触。有消息称，魅族MX4Pro采用汇顶，蓝宝石按压式指纹识别方案。对于指纹识别与触控一体化技术—IFS技术方案，汇顶表示今年内导入1~2家大客户，明年Q1量产。7：敦泰简介：敦泰于2005年由数名来自美国硅谷IC业界的资深华人专家在美国注册成立，并于2006年迁址回亚洲，在深圳及台湾设立了研发及工程服务中心。2007年开始投入并逐渐全面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。现状：据敦泰高管介绍，敦泰的指纹识别采用基于软件无线电的高灵敏检测技术，与AuthenTec，FPC，Validity等芯片原理不同，敦泰采用了大量通信领域信道技术，完全不同的原理，更好的性能，也不存在相关行业的专利问题。目前滑动式和按压式的系列产品样品，正确明年初量产。客户：暂未了解到智能手机或平板案例。8：思立微简介：上海思立微电子科技有限公司，位于上海浦东张江高科技园区，由多名硅谷归国高级技术及管理人员组成核心团队，于2010年10月创立。专注于多点电容触控IC芯片的研发和销售。现状：2014年5月份发布国内首颗按压式指纹识别芯片GSL6162。这颗芯片是主动电容形式实现，能支持蓝宝石和镀膜两种方案，而且通过提供整体解决方案，便于下游方案商和终端厂商的导入。配合Home按键使用。客户：暂未了解到智能手机或平板案例。9：迈瑞微电子简介及现状：在指纹门锁市场商用化获得成功，采用该架构的指纹芯片成功经验，结合按压式与滑动式的不同特点，在手机指纹技术上，创新设计了采样滑动比对按压复合式技术。应用于手机的指纹芯片即将推出小批量试产客户：暂未了解到智能手机或平板案例。10.比亚迪简介及现状：比亚迪进入指纹识别领域的消息是去年12月曝光的，当时比亚迪高管给出的信息为：“预计在明年5、6月份可以上市，当然也不排除时间会提前。”但是，目前手机中国联盟并没有找到更多产品信息。以上总结了涉足指纹识别的10个公司的基本情况，实际上正处研发阶段的公司更多，由于没有信息披露和产品推出，这里就不在列举。五、手机厂商指纹识别技术案例分析：iphone5S指纹识别分析：如今，苹果的产品引领着电子消费产品的潮流，每一项新的技术应用都有可