國產指紋識別芯片與蘋果的差異化對比
發布時間:2015-02-18 責任編輯:sherryyu
【導讀】網絡上爆出係列"高仿iPhone6"的照片。從外觀看上去,普通的消費者很難從外觀上區分其與真iPhone6的差別。其實不一樣,為此邁瑞微電子的首席科學家李揚淵先生,希望可以從技術和專利的層麵,給熱心網友們答疑解惑。
不久前網絡上爆出係列"高仿iPhone6"的照片。從外觀看上去,普通的消費者很難從外觀上區分其與真iPhone6的差別。而且這款手機甚至還擁有蘋果的致命武器--指紋識別功能。據了解,這款手機的指紋識別,采用了由國內的芯片公司邁瑞微電子製造的AFS120芯片,已實現量產。此次的"國產指紋識別芯片",引起大範圍的熱議。
筆者為此專訪邁瑞微電子的首席科學家李揚淵先生,希望可以從技術和專利的層麵,給熱心網友們答疑解惑。

算法模型

李揚淵介紹說,AFS120芯片的核心優勢在於采用了Pattern Match紋理匹配法,最大限度的利用了紋理信息,彌補了智能手機使用的指紋傳感器圖像采集麵積不足的缺點,讓使用體驗和安全性保持在傳統應用的等級。這也是指紋識別行業內首次成功商用該技術。

高(gao)水(shui)準(zhun)的(de)算(suan)法(fa)讓(rang)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)靈(ling)敏(min)度(du)和(he)有(you)效(xiao)探(tan)測(ce)距(ju)離(li)顯(xian)著(zhu)提(ti)升(sheng)。具(ju)體(ti)說(shuo)來(lai),即(ji)便(bian)是(shi)極(ji)端(duan)模(mo)糊(hu)的(de)圖(tu)像(xiang)也(ye)能(neng)夠(gou)識(shi)別(bie),這(zhe)就(jiu)使(shi)傳(chuan)感(gan)器(qi)表(biao)麵(mian)的(de)保(bao)護(hu)介(jie)質(zhi)厚(hou)度(du)可(ke)以(yi)成(cheng)倍(bei)的(de)增(zeng)加(jia),也(ye)能(neng)對(dui)各(ge)種(zhong)類(lei)型(xing)的(de)指(zhi)紋(wen)保(bao)持(chi)魯(lu)棒(bang)性(xing)。
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芯片封裝

與蘋果等廠商基於Trench + Wire Bonding的封裝製程不同,邁瑞微研發了基於TSV的封裝製程。TSV封裝對指紋模組的可製造性帶來革命性優勢,減小了模組尺寸,大幅度提高模組良率,工藝簡單更適合手機工業的需求。
與蘋果的差異
就大家關心的同蘋果的"差異性特點",他表示,蘋果的RF型的原理是反射波正交解調求幅;而邁瑞微的技術路線是"C-Q-T"間(jian)接(jie)測(ce)量(liang)並(bing)以(yi)開(kai)關(guan)電(dian)路(lu)實(shi)現(xian)。拿(na)模(mo)擬(ni)電(dian)源(yuan)和(he)數(shu)字(zi)電(dian)源(yuan)做(zuo)比(bi)喻(yu),模(mo)擬(ni)電(dian)源(yuan)的(de)理(li)論(lun)極(ji)限(xian)效(xiao)率(lv)最(zui)高(gao),但(dan)容(rong)易(yi)因(yin)製(zhi)程(cheng)偏(pian)差(cha)而(er)跑(pao)遠(yuan),數(shu)字(zi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)理(li)論(lun)極(ji)限(xian)低(di)一(yi)些(xie),但(dan)對(dui)製(zhi)程(cheng)偏(pian)差(cha)不(bu)敏(min)感(gan),基(ji)本(ben)上(shang)都(dou)能(neng)逼(bi)近(jin)極(ji)限(xian)效(xiao)率(lv)。同(tong)時(shi),在(zai)DFT設計上,以開關電路為基礎的設計也更有優勢。
這種技術設計適合大工業生產的技術路線,亦是在世界範圍內的首次提出。
打破專利壁壘就是技術突破
在指紋識別行業中,專利是許多廠商必須要麵對的棘手問題。對此,李揚淵介紹了指紋識別行業專利壁壘的曆史,以及"Authentec並購Upek"和"Authentec收購Autra"兩個收購案。

Authentec在被蘋果收購前是指紋識別行業專利霸主,以專利訴訟的形式實現了對另一家新秀Autra的毀滅性收購,收購金低至500萬美元。而2012年7月,蘋果公司以3.56 億美元的價格收購了Authentec,擁有了RF型完全的技術壁壘和Activity型的主要技術專利。
他ta詳xiang細xi解jie釋shi道dao,技ji術shu的de外wai延yan性xing是shi主zhu觀guan的de,具ju有you模mo糊hu性xing,所suo以yi即ji使shi沒mei有you明ming確que的de專zhuan利li侵qin權quan,但dan由you於yu電dian容rong測ce量liang的de相xiang通tong性xing,在zai專zhuan利li遊you戲xi規gui則ze內nei也ye沒mei法fa保bao證zheng不bu因yin惡e意yi專zhuan利li訴su訟song導dao致zhi企qi業ye像xiangAutra一yi樣yang被bei毀hui滅mie。所suo以yi除chu了le技ji術shu方fang法fa與yu蘋ping果guo不bu同tong外wai,還hai要yao在zai技ji術shu水shui平ping上shang比bi蘋ping果guo更geng優you秀xiu。由you於yu專zhuan利li製zhi度du的de基ji本ben點dian是shi促cu進jin技ji術shu發fa展zhan,任ren何he一yi個ge國guo家jia的de專zhuan利li法fa庭ting不bu會hui為wei已yi授shou權quan的de專zhuan利li授shou予yu更geng新xin更geng大da的de保bao護hu範fan圍wei來lai限xian製zhi革ge命ming性xing的de技ji術shu發fa展zhan。所suo以yi技ji術shu突tu破po和he打da破po專zhuan利li壁bi壘lei是shi同tong一yi件jian事shi。
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AFS120 Vs Touch ID
AFS120芯片的晶片麵積和Touch ID相當,分辨率同為508dpi,但AFS120的傳感器點數達到120x120,是Touch ID88x88的傳感器點數的1.8倍之多。同樣大小的模組尺寸,采集1.8倍的指紋圖像,意味著會給使用者帶來接近平方數的安全性以及更好的使用體驗。

AFS120模組比Touch ID薄了0.1mm。李揚淵介紹到,這是算法的功勞。單晶氧化鋁磨薄到300um以下艱難,而多晶材料在可加工性以及機械性能上有決定性的優勢,例如AFS120模組所采用的多晶氧化鋯的韌性比單晶氧化鋁高6倍(bei)以(yi)上(shang)。蘋(ping)果(guo)之(zhi)所(suo)以(yi)采(cai)用(yong)單(dan)晶(jing)材(cai)料(liao),應(ying)該(gai)不(bu)僅(jin)僅(jin)隻(zhi)是(shi)為(wei)了(le)藍(lan)寶(bao)石(shi)這(zhe)個(ge)噱(xue)頭(tou),而(er)是(shi)因(yin)為(wei)多(duo)晶(jing)材(cai)料(liao)的(de)不(bu)均(jun)勻(yun)性(xing)會(hui)導(dao)致(zhi)指(zhi)紋(wen)圖(tu)像(xiang)質(zhi)量(liang)惡(e)化(hua)。隻(zhi)有(you)基(ji)於(yu)最(zui)先(xian)進(jin)的(de)圖(tu)像(xiang)處(chu)理(li)算(suan)法(fa),才(cai)能(neng)應(ying)用(yong)多(duo)晶(jing)材(cai)料(liao),從(cong)而(er)把(ba)保(bao)護(hu)蓋(gai)板(ban)厚(hou)度(du)降(jiang)低(di)至(zhi)200um,這就是節省下來的100um。

對此他表示,無論蘋果的1.2mm還是邁瑞微的1.1mm,在(zai)保(bao)證(zheng)機(ji)械(xie)強(qiang)度(du)的(de)前(qian)提(ti)下(xia),都(dou)是(shi)極(ji)限(xian)。如(ru)果(guo)進(jin)一(yi)步(bu)降(jiang)低(di)厚(hou)度(du),則(ze)循(xun)環(huan)按(an)壓(ya)壽(shou)命(ming)將(jiang)嚴(yan)重(zhong)降(jiang)低(di)。不(bu)過(guo)在(zai)實(shi)際(ji)的(de)生(sheng)產(chan)中(zhong),某(mou)些(xie)廠(chang)商(shang)顧(gu)此(ci)失(shi)彼(bi),把(ba)指(zhi)紋(wen)模(mo)組(zu)底(di)部(bu)200um的壁厚降低到100um,卻隻能將指紋模組厚度勉強降低到低於1.5mm而已。
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指紋識別:值得尊重的學術領域
其實這一次的AFS120,是邁瑞微第二代按壓式指紋傳感器。早在2011年,蘋果公司曾經申請專利,將把指紋傳感器放置在iPhone右下角的玻璃麵板之下,所以公司的第一代按壓指紋傳感器麵積稍大。在Touch ID推出後,研發團隊立即在技術架構內重新推衍了設計方法,研發小麵積超高靈敏度類型。之所以把模組設計得跟Touch ID很像,本意是為了向蘋果公司致敬,以蘋果為標杆論證自己的技術實力。而樣品模組做好之後,恰好有市場需求,便順勢量產。
除了對蘋果的致敬,他還表示了對行業的期許:希望產業界、媒體和各行業都能盡可能的支持在知識和技術水平上與世界巨頭作正麵對決的企業,遠離那些正在嚐試破壞行業的蛀蟲。
"自動指紋識別技術發展至今,已有40多年的曆史,這個數字比我們這代從業者的年紀都大得多,在學術上一直是很值得尊重的領域。近30年來,平均10年一次漲落,全球一大半的著名電子企業都曾嚐試過,也都曾失敗過。直到Authentec作為行業老大走到臨界點,蘋果公司的臨門一腳改變了行業格局,這才打開了大規模商業化的輪廓。"李揚淵如是道。
zuihoutafenxiangleyigezhiwenshibieziliaozhan,xiwangnenggougeiyouzhiyucilingyudejishuqingnianmendailaibangzhu。jutajieshao,gaiziliaozhandesuoyouzheshihuadongzhiwenchuanganqihereminzhiwencaijijishudefamingren,suiranyijingbuzaicanyushangyehuodong,danhaizaiweixingyedefazhanzuochugongxian。
編者注
如今國產手機比拚配置,攝像頭、觸摸屏、CPU等方麵的競爭已白熱化,各種型號的最高配置、最zui新xin技ji術shu紛fen紛fen成cheng為wei主zhu流liu機ji型xing的de標biao配pei。指zhi紋wen識shi別bie功gong能neng自zi推tui出chu以yi來lai,借jie助zhu電dian子zi支zhi付fu,切qie中zhong行xing業ye應ying用yong和he用yong戶hu需xu求qiu痛tong點dian,已yi經jing被bei業ye界jie認ren定ding,很hen有you可ke能neng成cheng為wei掀xian起qi下xia一yi輪lun"硬件競賽"高潮的關鍵之一,在此項技術上的專利壁壘和成本突破,無疑會給國產手機帶來更大市場競爭優勢。
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