二代证/移动设备应用钱景俏 指纹识别模组厂登“陆”淘金
来源:新电子发布时间:2014-09-18133浏览
询问 AI中国大陆已成为指纹辨识模组厂竞逐的一级战区。大陆政府全力推行内建民众指纹资料的第二代身分证，促使警政、金融及教育等机构已开始大量采用指纹辨识系统；加上当地手机制造商也争相于新机种中搭载指纹辨识功能，吸引指纹辨识模组厂积极登“陆”卡位。
中国大陆将成为指纹辨识模组厂的新战场。指纹辨识应用由来已久，然而近年来渐受瞩目的原因之一，无非就是指纹辨识正逐渐从门锁、保全等安防应用，渗透至消费性电子市场，尤其在行动装置的应用潜力更是备受瞩目。
市场预估，指纹辨识模组在消费性电子市场的应用数量可望在2015年正式爆发。初估目前智慧型手机只有少数知名品牌采用指纹辨识功能，市场渗透率约略10%，后续将引发非苹阵营智慧型手机品牌大量采用，并扩及平板电脑和笔记型电脑产品，市场深具发展潜力；至2015年时，指纹辨识于行动装置市场渗透率可望达15～20%，并一跃成为高阶机种的标准配备。
行动装置争相导入 指纹辨识明年冲量爆发
图1 盛群半导体32位元产品开发处/系统平台开发部经理麦哲鸣表示，指纹辨识将大举渗透行动市场，预估至明年渗透率可达15～20%。
盛群半导体32位元产品开发处/系统平台开发部经理麦哲鸣(图1)表示，苹果(Apple)在iPhone 5s中导入指纹辨识后，让指纹辨识技术再度获得市场瞩目，并带动一线手机品牌厂导入热潮，让指纹辨识技术逐渐走入手持终端装置市场。
麦哲鸣进一步指出，手持终端市场量大，光2014年智慧型手机出货量就达十亿支。目前可以观察到的是，价格落在350?450美元的智慧型手机已成为率先导入指纹辨识的行动装置应用市场，且预期未来指纹辨识技术更将一跃成为高阶机种的标准配备。
麦哲鸣透露，目前除了苹果、宏达电、三星(Samsung)之外，中国一线品牌厂如魅族、华为、小米也可望于今年下半年发布配备指纹辨识功能的机种，种种发展皆刺激众多指纹辨识开发商在今年积极布局技术及业务开发，预估2015年时指纹辨识于行动装置市场的出货量会明显大增，渗透率可望达15?20%。
陆二代证内建指纹资料 安防应用商机持续扩大
除了白牌及一二线行动装置品牌厂争相采用外，另一个让中国大陆指纹辨识商机持续扩大的因素则为“第二代居民身分证”政策强制上路。
图2 金佶科技副总经理巫仁杰指出，二代证政策上路后带来的指纹辨识需求，将让中国大陆成为指纹辨识的重要战场。
金佶科技副总经理巫仁杰(图2)指出，自2013年1月1日起，中国大陆第一代居民身分证退出历史舞台，当民众身分证遗失时，须强制换发内建指纹资料的第二代居民身分证；如此一来，当民众在许多场合出示身分证时，持有人也须同步验证指纹资料，以免发生身分证被冒名盗用等情形。
巫仁杰进一步表示，第二代居民身分证强制上路后，中国大陆的金融、警政、教育、安防等系统，将会全面引进指纹辨识功能，这些大型标案亦将成为指纹辨识厂商在中国大陆群起攻之的市场。
值得注意的是，巫仁杰提醒，相较于行动装置应用，安防应用对于指纹辨识的安全性等级要求更高，万万不可发生如利用“小熊软糖”复制指纹，进而破解iPhone 5s指纹锁的事件；因此安防应用务必注重防伪功能的设计，如金佶科技即开发出独家的类多光谱专利技术，可防市面上流通的几十种假指纹(图3)，务求能填补资安漏洞。
图3 指纹辨识须注重防伪设计，以免有心人士利用各种假指纹侵入系统造成资安漏洞。
为了抢攻中国大陆指纹辨识商机，指纹辨识开发商及其周边应用供应链正火力全开。处理器厂如联发科技、微控制器(MCU)厂商如盛群半导体、触控IC厂如新思国际(Synaptics)近来都积极透过购并或是转投资等方式，跨足指纹辨识市场。
抢攻中国大陆商机 指纹辨识厂摩拳擦掌
台湾触控晶片厂义隆电子与指纹辨识厂星友科技，日前亦正式宣布双方就指纹辨识装置市场进行策略联盟，将共同合作抢攻每年达十六亿部的智慧型手机、平板电脑和笔记型电脑的市场大饼，希望能打破目前全球指纹辨识装置市场由美系厂商独霸的局面。
义隆电子董事长叶仪皓表示，该公司在触控晶片领域投入长期的时间以及巨大的工程人力资源，累计多达数百个专利，市场涵盖美、日、中、台等地，客户结构扎实，囊括全球一线智慧型手机、平板电脑和笔记型电脑等品牌大厂。此次与星友科技合作，在技术、市场等各领域有互补效果，并能够藉此发挥实质的营运效果。
双方的合作模式是由义隆电子推出指纹感测器与星友科技提供专精之指纹辨识演算法，共同组合成指纹辨识模组，由义隆电子在既有客户平台基础上，负责推广至智慧型手机、平板电脑和笔记型电脑的市场，后续双方不排除针对其他领域进行广泛的合作计画。
义隆电子也将同时推出光学式及电容式两种指纹辨识装置。在光学式指纹辨识模组，该公司突破厚度上的最大缺点，推出高度4毫米(mm)的光学式模组。加上光学式模组在价格上的优势，可以让光学式指纹辨识装置轻松地导入至笔记型电脑，更可广泛应用在手持式的平板电脑。针对空间上有极度限制的薄型小边框手持式产品，义隆则推出超薄小面积的电容式模组，以兼顾空间与价格上的需求。
台湾的茂丞科技亦于8月中旬，在中国深圳一连发表六款新一代基于主动式垂直射频技术的指纹感测器及相关应用解决方案；而敦泰则于日前透露，该公司旗下首批指纹辨识方案预计将于今年底开始送样。
另一方面，为了抢攻中国大陆市场，盛群科技也透过转投资光学式指纹辨识厂商的方式，进攻指纹辨识领域。
据了解，盛群投资的指纹辨识厂商--金佶科技，已严密布局可防十几种假指纹的类多光谱专利技术以提升安全性，并开发出包含印刷电路板(PCB)厚度仅有3毫米的光学式指纹辨识模组，预计于今年第四季开始接单。未来，金佶科技还将突破颜色对指纹辨识精准度的限制，开发出黑色表面、硬度达6H(目前方案为4H，最高等级为9H)的指纹辨识模组(图4)。
图4 金佶指纹辨识方案，左一、左二分别为4.9mm厚的白色及蓝色模组，右一为最新的3mm模组方案。
事实上，在多种指纹辨识技术中，较为成熟且可量产的技术就属电容式与光学式方案。麦哲鸣指出，光学式指纹辨识方案虽然轻薄度不及电容式方案，不过其具有成本优势，以及较佳的指纹防伪技术。
据了解，电容式指纹辨识方案机构核心为裸露的半导体晶片，开发商须直接与晶圆厂紧密配合，产能及议价空间都较为吃紧；而光学式方案机构设计的核心则在于互补式金属氧化物半导体(CMOS)影像感测器，因此模组厂可与其他CMOS影像感测器厂商借调出货(如金佶科技即与联咏科技合作)，进一步降低成本，因此价格可望落在电容式指纹辨识模组的成本下限。
此外，电容式方案的变倍率为1:1，即按压面积与采集到的指纹影像大小相同；而光学式方案的变倍率则为1:10，换言之，若要采集相同大小的指纹影像，光学式方案的按压面积仅须设计成电容式方案的十分之一大小即可，成本将大幅降低。
不过，不可讳言地，目前市面上较夯的指纹辨识技术仍属电容式方案。
在苹果iPhone 5s掀起指纹辨识应用风潮后，许多业者已纷纷投入电容式指纹辨识方案开发。不过，由于AuthenTec、Validity及Fingerprint Cards三大厂早已在此领域设下重重专利壁垒，后进厂商若稍一不慎，恐将吃上侵权官司。
新进厂争卡位 电容式方案恐掀专利战
巫仁杰表示，指纹辨识技术主要有五类，分别为电容式、压力感测、热感测、超音波及光学感测；其中，因苹果率先将电容式指纹辨识方案导入到智慧型手机，且今年下半年预计推出的iPad Mini也可望新增指纹辨识功能，遂让电容式指纹辨识方案出线，一举成为业界关注焦点。
巫仁杰观察，从去年底至今，中国大陆及台湾已有许多指纹辨识厂商冒出头，如联发科于深圳转投资的汇顶、上海的思立微；台湾的茂丞科技、敦泰、神盾、映智及义隆等，且众家厂商皆有志一同锁定电容式指纹辨识方案进行研发工作(表1)。
不过，巫仁杰进一步指出，早在苹果收购AuthenTec且将指纹辨识方案导入到iPhone 5s之前，电容式指纹辨识市场早已呈现由AuthenTec、Fingerprint Cards及后来为新思国际所购并的Validity三强鼎立的局面，且三大厂在指纹辨识技术上皆有严密专利布局。如今，后两者已成为非苹阵营及中国大陆一线手机厂的供货来源，这不只为后进者设下重重专利壁垒，且厂商在产能、议价空间上都会遇到阻碍。
巫仁杰分析，电容式指纹辨识方案本身就是裸露的半导体晶片，粗估一百万颗指纹辨识晶片须切割三千片晶圆(通常为8寸晶圆)；以此推估，在三巨头寡占市场下，其他电容式指纹辨识厂商若无法掌握基本订单数量，将难取得晶圆厂稳定产能的奥援。
另一方面，电容式感测器除了历经晶圆切割流程外，还须加上后段半导体封装测试工作，因此整体生产成本原就偏高，若制造商在生产端无法拥有以量制价的优势，将进一步压缩客户端的议价空间。
不过巫仁杰认为，敦泰、汇顶、义隆、新思国际等触控IC厂商，因为原本就有固定的晶圆厂夥伴与客户支持，可望循此渠道快速得到指纹辨识模组的产能，因此相较于其他独立型的电容式指纹辨识厂将具有更多优势；而触控IC厂竞相切入指纹辨识领域，也揭示了未来指纹辨识模组可望与触控面板整合的序幕。
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