搞事情!高通vivo发布超声波隐形指纹识别技术
作者:fpdwin 日期:2017年07月10日 来源:视界之窗

导读:Vivo联合首发超声波隐形指纹识别技术的消息可以说是刷爆朋友圈。下面就随嵌入式小编一起来了解一下相关内容吧。高通和Vivo此次联手推出的超声波隐形指纹识别技术为第三代指纹识别技术,可以直接在屏幕上实现指纹解锁,

Vivo联合首发超声波隐形指纹识别技术的消息可以说是刷爆朋友圈。下面就随嵌入式小编一起来了解一下相关内容吧。

高通和Vivo此次联手推出的超声波隐形指纹识别技术为第三代指纹识别技术,可以直接在屏幕上实现指纹解锁,而且连在水下都能进行指纹解锁。这也就意味着,用户在手是湿着的状态下,依然可以实现精准的指纹解锁。

根据官方介绍,这项基于高通超声波指纹传感器的指纹识别技术,能够透过0.8mm玻璃、1.2mm OLED显示屏、0.5mm金属等材质,可以将指纹区域设置在屏幕内或者机身后壳上。

从iPhone 5s真正将指纹识别技术带入到手机应用以来。时至今日,指纹识别技术已经成为了手机的标准配置。上到高达数千元的旗舰级手机,下至数百元的低端手机,都可以见到指纹识别技术。

发的指纹识别市场

随之而来的是近年来不断爆发的指纹识别芯片市场红利的到来!

根据市场研究机构的统计,2015年全球指纹识别芯片出货量约达4.99亿颗,相比2014年的3.16亿颗增长了58%。

2016 年上半年,国内智能手机出货量达到2.4亿台,其中配备指纹识别的智能手机出货量超过1亿台,渗透率超过40%,预计未来智能手机指纹识别的渗透率还会进 一步提升。在这种情况下,指纹芯片的价格正在迅速下降。从2016年年初的5美金,到年底已经迅速下降到2美金左右。

预计到2018年,全球智能终端指纹识别芯片市场规模将达到11.99亿颗,销售额将达到30.7亿美元,销量的年复合增长率约 36%,销售额的年复合增长率约 13%。在此背景下,指纹芯片厂商、指纹识别模组厂商、指纹识别方案提供商均将从中获益。

传统指纹识别芯片厂商

那么除了高通之外,还有哪些厂商在做指纹识别芯片呢?毕竟高通从2015年开始才推出指纹识别芯片的,可以说还是一家新晋厂商。

纵观全球指纹芯片厂商,目前国外的指纹识别厂商主要有AuthenTec、FPC、Synaptics等几个国际大厂,以及神盾、义隆、敦泰、茂丞等台湾厂商之外,国产指纹识别芯片厂商主要有汇顶、迈瑞微、费恩格尔、信炜、芯启航、贝特莱、思立微、集创北方、比亚迪等十多家企业。

其中,美国AuthenTec是全球规模最大和技术最好的按压式指纹识别传感器供应商,但是只提供给苹果。

据了解,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公司后,AuthenTec停止向第三方销售传感器。

AuthenTec的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,其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 TouchID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。

美国Synaptics(Validity)的指纹识别传感器主要供应三星,国内的联想、中兴、金立、酷派等也有采用Synaptics的指纹识别传感器。

Validity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。

瑞典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。

FPC的指纹识别则广泛应用于安卓手机,如:华为荣耀系、mate系、中兴ARON、魅族MX5、OPPO R7Plus、一加OnePlus 2等等。现时预计FPC的芯片出货量超过20KK/每月,可以说是当之无愧的指纹芯片霸主。

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。

这三家都是国际上比较大的几家指纹芯片厂商,但是为什么到现在都没有推出比较成熟,可以大规模量产的屏下指纹识别技术呢?

屏下指纹识别的难点

目前屏下指纹识别的难点在于:首先玻璃本身非常脆弱,如果挖槽,会降低整块玻璃的强度,加大玻璃加工的难度,这对康宁、AGC、肖特等玻璃原材料供应商和蓝 思、伯恩、星星科技等玻璃加工商而言,具有一定的挑战性;为了提高信号的信噪比,减少信号在塑封材料中的损失,芯片的封装需要采用先进的TSV技术(可有 效缩减芯片厚度);盲孔的深度及平整度公差很难控制,而采用TSV的指纹芯片需要直接与玻璃贴合,因此对于玻璃加工而言有较高的技术要求。

目前,大多数指纹识别方案,芯片采用wire bonding工艺进行封装,技术成熟,成本低。由于表面需要与盖板材料贴合,因此在芯片的正面会进行塑封处理,将金属引线掩埋起来,形成平整的表面。塑 封的存在会影响信号识别的精度,同时增加芯片的厚度,但是对于如今主流的开孔指纹形式来说,问题并不大,因为芯片+盖板材料(或CoaTIng)直接与手 指接触,仍然可以实现较好的指纹识别体验。

随着屏下指纹识别方案成为指纹识别近期内的重要趋势之一,目前有两种方案——在盖板玻璃的正面或背面开盲孔。芯片是直接内置于盖板玻璃之下的,本来电容信号 穿透玻璃就已经存在较大困难,如果还有塑封材料的话,信号质量将更加堪忧。如果不采用塑封的话,wire bonding的键合线直接暴露在外,会导致芯片正面不够平整,是无法与盖板玻璃紧密贴合的。因此,我们认为,在屏下指纹识别方案大势所趋的背景之 下,TSV封装将取代wire bonding成为必然之选。

但是在TSV封装技术能够在手机芯片上大规模应用之前,传统的指纹识别方案总是存在着不可逾越的门槛!

后发先制的高通指纹识别

为了解决传统指纹识别方式无法解决的问题,高通另辟蹊径采用了超声波指纹识别技术,并不断的进行改进:

1.第一代——Sense ID 3D指纹技术

在MWC2015大会上,高通推出了首个基于超声波技术的智能手机3D指纹认证解决方案,被称为骁龙Sense ID 3D指纹技术。

相比电容式触摸的指纹技术,骁龙Sense ID基于超声波,因此它包括能够穿透由玻璃、铝、不锈钢、蓝宝石或塑料制成的智能手机外壳进行扫描。这使得OEM厂商能够很容易地把传感器隐藏在外壳设计 之下,而不用在手机上特别地找个开口来安装传感器。所以,对于手机的外观设计来讲也提供了很大的便利。

此外,因为它是超声波技术,即使在手上有水、灰尘、护手霜或其它污物的情况下,也不影响指纹识别的准确度。

不仅如此,骁龙Sense ID还拥有更高的精确度和更佳的安全性能,不仅手指潮湿或者有些污垢也能正常工作,超声波识别最大的好处在于可以穿透表皮层搜集指纹的3D信息,不法之徒要仿制指纹几乎是不可能的事。对此高通引以为傲,表示苹果与三星在该领域都处于落后地位。

但是在该技术推出之后,却没有得到大量应用!

2.第二代——Qualcomm指纹传感器

时隔两年,在MWC2017上,高通宣布推出新一代超声波指纹解决方案Qualcomm指纹传感器 ,在上一代Sense ID指纹技术基础上实现全新增强特性,包括面向显示屏、玻璃和金属的传感器、定向手势检测、水下指纹匹配和设备唤醒。

具体来说,面向显示屏的指纹传感器能透过厚至1200微米的OLED显示屏实现指纹的扫描、录入和匹配;面向玻璃和金属的指纹传感器可透过厚至800微米玻璃面板和厚至650微米铝材质外壳实现扫描的解决方案,在上一代400微米的玻璃或金属穿透能力之上实现提升。

同时,该技术不仅适用于骁龙平台,还可作为独立传感器供其它非骁龙平台使用,此外还支持水下操作和心跳/血液检测(活体技术)。

据了解,高通此次主要推出了三款新一代的超声波指纹传感器:

面向旗舰产品:能穿透1200微米的OLED屏幕

面向高端产品:能穿透800微米至650微米的玻璃盖板/金属背板

面向主流产品:能穿透800微米的玻璃盖板

毫不落后的国内指纹芯片厂商与高通的技术相比,虽然国内厂商起步较晚,但是创意与技术一点也不落后!

目前指纹芯片厂商出货量在1kk以上的企业超过6家以上,其中最大的黑马汇顶,自2013年杀入指纹识别市场以来,凭借技术和成本优势迅速获得市场认可。

事实上,汇顶接连拿下了魅族、VIVO、乐视、朵唯在内的手机品牌旗舰机订单,在2016年成功打破了AuthenTec、FPC、Synaptics等国际指纹芯片厂商的垄断。

目前,汇顶科技主要的技术是IFSTM指纹识别方案。该方案将指纹识别模组直接贴合在触控屏玻璃面板下方,无需在手机正面或背面挖通孔,既便于终端厂商完美 保留原有的外观设计风格,又能满足时下最流行的窄边框设计,更能起到防水防尘的效果,为终端用户带来更美观的视觉享受和更可靠便捷的指纹识别体验。

所以我们不难发现,高通此次推出的超声波隐形指纹识别芯片在功能上与IFSTM指纹识别技术有着很大的相似。

比如在今年推出的小米6上,所采用的指纹识别方案就是IFSTM指纹识别技术。

总结

虽然此次高通推出的超声波指纹技术刷爆了一波朋友圈,但是对于很多国内厂商来说,这并不是一件令人吃惊的事情。在汇顶科技IFSTM指纹识别技术的加持下, 国内已经有多款手机实现了类似的功能,至于能否真的实现理论上完美的屏下指纹识别还有待验证!高通的技术也是如此,虽然采用了另一种完全不同的思路,第一 代的指纹识别技术出来之后,并没有获得过多的关注,能否说服市场采用才是主要的问题!


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