OXi光学传感,天马的借船出海
作者:fpdwin 日期:2017年04月10日 来源:视界之窗

导读:深圳天马曾经的技术灵魂人物顾铁,消失在大众视线中,已经有三年多了。只是听说他出去创业了,后来就没什么消息了。 今年市场上疯传苹果iPhone8将会采用光学指纹识别,光学指纹一下成为大家追随的黑科技。 最近,一个全新


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深圳天马曾经的技术灵魂人物顾铁,消失在大众视线中,已经有三年多了。只是听说他出去创业了,后来就没什么消息了。

 

今年市场上疯传苹果iPhone8将会采用光学指纹识别,光学指纹一下成为大家追随的黑科技。

 

最近,一个全新的公司名字被大家所谈论,一是因为它可能是国内第一个能够在旗舰手机上批量出光学指纹的公司;二是因为它的创始人正是失踪了三年多的顾铁;三是因为,今年18:9的全屏幕手机会是旗舰机的主流配置,没有了下边宽放指纹,大家都在寻找,能够放在手机显示屏下或者后盖玻璃下的指纹方案,这里,比较成熟的方案只有光学指纹(电容指纹没法透过后盖3D玻璃0.55-0.65mm的厚度)。于是,大家疯狂寻找光学指纹的供应商;于是,顾铁和他的神秘的公司OXi一下成为手机市场上的明星;于是,它的别具一格的中文名字——箩箕技术也成为现在手机厂家开始谈论的名字。

 

说来也巧,在西班牙巴塞罗那MWC展上,我与顾铁偶遇,他怀揣着两台样机,刚刚见完重要客户回来。于是我随着他,来到天马封闭式的会议室,详细了解了,这家神秘的公司和他们神秘的黑科技,以及与天马的关系。

 

其实,自始至终,顾铁并没有离开天马,他是在帮助天马借船出海。OXi的光学指纹传感器,正是基于天马的4.5代TFT产线上生产的。除了用于手机的光学指纹传感器,他们还有检测多指纹和掌纹的大传感器,可以用于重要的安全市场,比如边境海关、金融以及政府机构等等。事实上,他们已经给某些国家在小批量出货,利润相当高。“因为,我们的方案没有了传统复杂的光路系统,直接在TFT上实现的,大规模生产,所以成本相当具有竞争力,仅是传统光学方案的几分之一。”顾铁说。

 

除了这家光学传感器,顾铁另外还创业了一家公司,是从事大型医疗影像设备的,而这些医疗影像设备的光学影像部分,也是基于TFT生产的,替代了传统的光学系统。

 

“在TFT上实现光学传感及影像的想法是几年前受到我美国师傅的启发。” 顾铁笑着说道,他说的师傅,实际上是美国的一个著名光学专家,现在是OXi公司的顾问。

 

这些光学传感器从小到大:从手机用光学指纹传感器,到边境检查采用的多指纹检测器,再到医疗影像设备,都是基于TFT上的创新,不仅完全取代了复杂而昂贵的传统的光学系统,而且也取代了一些CMOS传感器技术。可以说,他为显示行业开辟了一个全新的方向,打开了一个巨大的市场空间。而天马是首个享受到这个黑科技的显示屏厂。并且,更重要的是,顾铁预测的,将来显示、触控、生物识别(指纹、掌纹及静脉)以及光学扫描将四合一,全集成在一个显示屏上,也就是说这些功能将来会全部被一张屏所取代,显示屏厂才是未来高科技的主宰者。在OXi,他们称这四合一的技术为Meelu(麋鹿技术),预计可以在2018年下半年开始推向市场。

 

下面,我们来看看黑科技是如何实现的。

 



以上这个图,这就是OXi超薄光学按压式指纹传感器的叠层结构,共分为四层:上面是盖板,第二层是传感器,第三层是光路、第四层是PCBA或者软板。光转换成电,由读出芯片输出。

 

“传统的光学传感器,需要棱镜、透镜以及配件,都需要复杂的人工打磨,不仅耗时而且一致性差。” 顾铁解释,“我们是直上直下,1:1成像。没有棱镜、透镜。我们最大的特点是像镜子一样。”他说,“更重要的,我们用传统的TFT来实现传感器与光路,解决了规模量产、无需人工,带来很好的一致性。当然,也解决了传感器以及整套方案的体积与成本问题。”

 

由于基于成熟的TFT产线,价格具有天然的优势。一张TFT基板可以做5000片光学指纹传感器,现在在天马最便宜的4.5代线上生产,生产线是4万大张基板,所以,大规模生产完全没有问题。此外,顾铁称,传统的光学系统还有畸变,他们方案的没有这些问题。“我们光路系统很薄,这就是我们的核心专利之一。我们在这里花了很多时间。”顾铁笑着说道:“这里就不能讲太多了。我们的核心技术有两方向:一个方向是传感器,一个方向是光路系统。”

 

在目前其它的一些光学传感器方案中,光路系统是最大的挑战,包括功耗、面积等。

 

除了可以检测指纹以外,OXi的光学传感器还可以测试脉搏,支持反射式静脉识别。“我们的每一个像素都是一个独立的探测器,都可以探测脉搏波。通过测试脉搏,可以来测量血压。”他说。

 

同时,只需一个传感器,可以实现静脉和指纹图像同时采集,避免了光学指纹容易出现被假指纹蒙骗的问题,这个会在下一代产品中实现,他们称为“指静脉+指纹”双模识别,“前者的准确率是百万分之一,后者的准确率是十万分之一,两者结合起来用,就是他们的乘积,这样安全级别就非常高了。”顾铁称。也就是说,光学传感器,可以做很多事情,不仅是指纹,还有很多医学的数据可以同时获得。

 

目前已经量产的这一代产品,为了防止打印光学指纹的假冒问题,他们设计了2D不成像算法,打印的光学指纹不能通过。我在现场使用了OXi光学指纹识别,只用2-3次录入,认证的时候反应速度也很快,可以到1.0。

 

目前在手机中,光学指纹传感器,有两种使用方式:一种是放在前屏幕下面,现在疯传的苹果iPhone8就是这种方式(但也不知道是否会量产);另外一种就是放在手机后盖3D玻璃下。前置的时候放在OLED显示屏下,直接用OLED光路;指纹后置的时候需要加一个led光路,在传感器的下面。 “对于手机后盖的颜色支持,黑色的效果是最好的,金色的涂层虽厚一点但效果也不错,其他颜色比如粉色、蓝色、银色,都没有问题。但目前白色还要再继续优化,因为散射与透光的问题。”他解释。

 

不过,光学指纹模组的供应链会有一些变化,不再是传统的电容指纹模组那一些供应商了。但顾铁解释,他们的光学指纹模组比较简单,做LCM的模组厂都可以做,国内有很多模组厂,他们既有指纹模组,也有LCM,所以供应链总体上改变并不大。 “总的来说,因为不在显示区,光学指纹模组的贴合工艺比屏幕贴合更简单,良率也高更,所以一般的LCM模组厂都可以做。”他说。

 

“我们的优势是利用已有的LCD与LCM的工艺,在TFT-LCD产线上生产光学传感器,在LCM模组产完成模组生产,且产能充足。而基于硅工艺的传感器,会遇到wafer产能紧缺的问题。我们在成本与交货上优势很大。”顾铁称,将来还可以在柔性基板上做,也就是说现在在TFT上做,将来也可以在OLED上做,传感器可以做得更薄。并且,光学指纹的raw data成像已比较好,所以需要的算法比电容指纹简单很多。


两款不同的光学指纹传感器模组

 

行业市场已先行

 

其实它们的光学传感器在行业市场上比手机先行。下面这款产品是他们共给海外某安防边检的:传统的边检的设备重量十磅,他们的方案用铝合金的盒子做,没有了传统的光路系统,只有400克重。这个在美国获得了2016年安防的创新奖。这个产品利润非常高,一年全球的需求在100K左右。这个需要的传感器面积很大。

 

还有一款印度卖的很火的产品,针对POS机与金融系统的。顾铁称,印度已收录完成10亿人口、一百亿枚指纹,将会是全球第一个取消金融卡,直接刷指纹支付的国家。“但是他们要求非常严格,必须满足FBI-1的标准。如果用硅方式做这么大的传感器(256*360),至少要50美元以上,而我们基于TFT的传感器成本仅为几分之一。”他笑称。


 

看似轻松,其实,顾铁带领大家走的是无人区,在这几年中挑战了无数的障碍,申请了100多个专利。这应该是中国芯片公司的一次真正的引领全球高科技的创新(由于十分看好该项技术,美国著名的显示触控生物传感器公司Synaptics在去年注入OXi公司1000万美金,成为其股东,双方将进行从产品层面到商业层面的合作)。当然更重要的意义是,这种基于TFT(包括OLED)的创新,为中国的显示屏产业开辟了又一个全新的应用空间,甚至对全球来说,都有重要意义。虽然OXi的首个合作的TFT厂商是天马,但是后面也会有更多的合作伙伴。事实上,在刚刚结束的B轮融资中,据说京东方主导的一款基金,也注入了1000万美元。

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