在蘋果(Apple)于其智能手機iPhone 5s中搭載指紋辨識功能后,非蘋陣營手機廠亦正卯足全力跟進,讓指紋辨識市場熱度火速升溫。
事實上,蘋果并非第一個將指紋辨識功能放進智能手機的品牌廠;據(jù)了解,富士通(Fujitsu)及摩托羅拉(Motorola)早已分別在2008及 2012年推出搭載電容式指紋辨識功能的智能手機,但當(dāng)時卻沒有成為市場焦點,究其塬因主要仍是在于指紋辨識的使用者體驗難以符合消費者預(yù)期。
不過,蘋果將防刮耐磨、防臟污的藍寶石(Sapphire)基板覆蓋于電容式指紋辨識感測器上,使感測器具備抗靜電、酸鹼等各種外力侵蝕的能力,讓指紋辨識感測的靈敏度得以大幅提升,因而再度掀動指紋辨識功能發(fā)展熱潮,并進一步刺激非蘋陣營的移動裝置品牌廠加速導(dǎo)入指紋辨識技術(shù)的速度。
據(jù)了解,為了與蘋果iPhone 5s中的指紋辨識功能相抗衡,非蘋陣營的移動裝置品牌廠正計劃采用以卷帶式薄膜覆晶(Chip-on-Flex, CoF)封裝技術(shù)制成的指紋辨識模組,挾更低成本及更高生產(chǎn)良率,與蘋果一較高下,并加速擴大指紋辨識在移動裝置的普及率。
降低指紋辨識模組成本 非蘋陣營擁抱CoF架構(gòu)
圖1 工研院IEK電子與系統(tǒng)研究組系統(tǒng)IC與制程研究員陳玲君表示,為了降低指紋辨識模組成本,非蘋陣營將傾向采用CoF封裝架構(gòu)。
工研院IEK電子與系統(tǒng)研究組系統(tǒng)IC與制程研究員陳玲君(圖1)表示,為了不讓蘋果專美于前,非蘋陣營業(yè)者也集中資源投資另一家指紋辨識技術(shù)供應(yīng)商--Validity,并將在設(shè)計與成本上與蘋果互別苗頭,希望能在最短時間內(nèi)追上蘋果的腳步。
事實上,Validity的投資者幾乎都是非蘋陣營的主力,如英特爾資本(Intel Capital)、高通旗下創(chuàng)投--Qualcomm Ventures、臺積電旗下創(chuàng)投--VentureTech Alliance等,且智能手機龍頭廠商三星(Samsung)亦已于日前入股。此外,Validity在2013年10月上旬為新思國際 (Synaptics)所收購后,市場人士更看好Validity將成非蘋陣營中移動裝置指紋辨識感測模組的最大供應(yīng)商。
據(jù)了解,蘋果于2012年購并的指紋辨識感測器供應(yīng)商AuthenTec,主要系發(fā)展辨識準(zhǔn)確度較高的按壓式指紋辨識感測模組,適用于國防、軍事、海關(guān)等高階應(yīng)用,因此成本較高。此外,用于蘋果iPhone 5s中的AuthenTec指紋辨識感測模組,除整合觸控感測器外,材料上更選用藍寶石基板,讓整體感測模組成本再往上攀升,粗估價格區(qū)間約落在 10-13美元,約為Validity解決方案的二~三倍。
陳玲君指出,相較于AuthenTec復(fù)雜的模組結(jié)構(gòu)及高昂成本,Validity指紋辨識技術(shù)規(guī)格則較低,適用于中低階應(yīng)用,如移動裝置;因此Validity的優(yōu)勢在于其模組設(shè)計較為單純,能采用良率高、制程成熟簡單且成本更為低廉的CoF封裝架構(gòu)。
不只如此,Validity的CoF架構(gòu)系在低成本/高延展性的金屬化聚醯亞胺薄膜(Metallized Kapton Film)上附著指紋感測芯片所組成,相較于硅基板,選用此封裝架構(gòu)和材料不僅能降低成本,且能提供較大的設(shè)計彈性,因此深獲非蘋陣營青睞。
另一方面,由于蘋果的電容式指紋辨識感測器須將特殊應(yīng)用積體電路(ASIC)、壓力/影像感測器、光學(xué)鏡頭等整合在單一元件上,目前為止生產(chǎn)良率仍然不高,因此制程及供應(yīng)鏈組成也較為復(fù)雜。
陳玲君進一步解釋,AuthenTec的感測器芯片主要交由臺積電生產(chǎn),重分布制程(RDL)由精材科技及中國的晶方半導(dǎo)體支援,再經(jīng)由環(huán)電采購材料/晶圓后,由日月光完成打線接合,最后再交由富士康貼合;反觀Validity的感測器芯片,雖同樣由臺積電代工,然后續(xù)系直接交由泰林測試及南茂支援CoF 封裝技術(shù)后即可出廠,制程相對簡單。
事實上,除高階手機廠爭相導(dǎo)入外,中低階智能手機業(yè)者也對指紋辨識應(yīng)用躍躍欲試。據(jù)了解,觸控IC與液晶螢?zāi)或?qū)動IC(LCD Driver IC)大廠敦泰電子,亦已開始布局指紋辨識技術(shù),并可望于2014年下半年推出指紋辨識感測器模組,屆時其現(xiàn)有的客戶如華為、中興、聯(lián)想、宇龍酷派等,亦可望在手機上搭載指紋辨識功能。此外,陳玲君指出,由于敦泰電子客群為中低階智能手機品牌廠,因此該公司亦可望采用CoF封裝架構(gòu)以降低成本。
值得注意的是,有鑒于智能手機于2014年可望爭相導(dǎo)入指紋辨識功能,因此將進一步激勵各種指紋辨識感測方案的開發(fā)商加緊布局,期與蘋果iPhone 5s采用的電容式指紋辨識技術(shù)一較高下,預(yù)期各種指紋辨識方案將在智能手機市場上百花齊放。
手機導(dǎo)入需求可期 指紋辨識方案百家爭鳴
圖2 金佶科技副總經(jīng)理巫仁杰指出,未來移動裝置指紋辨識方案除了有電容式外,尚有光學(xué)式、熱感測、壓力感測等解決方案。
金佶科技副總經(jīng)理巫仁杰(圖2)表示,在iPhone 5s導(dǎo)入電容式指紋辨識感測裝置后,使得電容式感測方案一時蔚為風(fēng)潮;而著眼于指紋辨識功能未來可望成為智能手機的標(biāo)準(zhǔn)配備,各種指紋辨識感測方案的開發(fā)商無不卯足全力,希冀能搶進智能手機的供應(yīng)鏈。
事實上,除了宏達電領(lǐng)頭的高階智能手機將爭相導(dǎo)入指紋辨識功能外,中國的一線智能手機品牌廠,如中興、華為、宇龍酷派、聯(lián)想等,亦正為旗下人民幣3,000元左右的中階智能手機尋求指紋辨識感測方案,遂吸引眾多指紋辨識開發(fā)商大舉獻計。
巫仁杰進一步指出,未來除了電容式感測方案將在移動裝置市場大出鋒頭外,諸如壓力感測、熱感測、超音波及光學(xué)感測等各種指紋辨識解決方案亦將大舉進攻該市場;再加上未來中低價智能手機也將搶搭指紋辨識技術(shù),將激勵更多后進者搶食此一商機,因此電容式感測方案也未必就是未來最大的贏家。
然而不可諱言地,電容式感測方案確實是目前的鎂光燈焦點。據(jù)了解,全球塬本共有三家主要的電容式指紋辨識感測方案供應(yīng)商,分別為AuthenTec、 Validity及Fingerprint Cards;而在AuthenTec及Validity分別被蘋果及新思國際購并,并可望成為蘋果及非蘋陣營供應(yīng)主力后,F(xiàn)ingerprint Cards也不甘示弱,正鎖定非蘋陣營積極出招。
事實上,F(xiàn)ingerprint Cards已于2013年11月下旬針對Android和Windows移動平臺發(fā)布了兩款全新的指紋辨識感測模組,并已于近日開始為富士通、韓國泛泰 (Pantech)及中國康佳的智能手機及平板電腦提供相關(guān)解決方案,同時該公司亦積極地接洽三星、樂金(LG)等一線手機品牌廠,顯見其搶攻非蘋陣營青睞的決心。
另一方面,光學(xué)指紋辨識感測方案亦有重大技術(shù)突破。據(jù)了解,金佶科技即已透過各種專利技術(shù)擺脫以往光學(xué)指紋辨識感測器體積過大的詬病,研發(fā)出超薄型的光學(xué)感測解決方案,將整體模組厚度從過往的6.5毫米(mm)微縮至3毫米以下(圖3),有助于光學(xué)感測方案搶攻極為注重輕薄外型的移動裝置市場。
圖3 右1為傳統(tǒng)光學(xué)式指紋辨識感測方案,厚度較厚;右2、右3為金佶超薄光學(xué)式指紋辨識感測方案,厚度分別為6.5毫米及3毫米。
巫仁杰指出,金佶科技除將光學(xué)式指紋感測模組內(nèi)的互補式金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)感測器、相機模組及光學(xué)鏡頭設(shè)計成小體積外型之外,亦從光學(xué)系統(tǒng)、光引擎(Optical Engine)及內(nèi)建演算法的辨識IC等設(shè)計多方著手,因此即使模組體積變小,系統(tǒng)辨識的精準(zhǔn)度并不打折,讓該解決方案在體積方面的競爭力得以更加彰顯。
巫仁杰透露,該公司第二代的解決方案厚度為4.9毫米,已獲部分專用型平板(Vertical Tablet)市場的青睞,而將于2014年發(fā)表的第三代解決方案厚度則為3毫米,并將瞄準(zhǔn)中國的白牌手機市場大舉進攻。
值得注意的是,目前市場上指紋辨識多半用于身分辨識及解鎖,未來指紋辨識應(yīng)用則可望更趨多元。據(jù)了解,指紋辨識芯片與模組廠,無不積極透過整合軟體和云端平臺,讓指紋辨識技術(shù)更具競爭力,以提供消費者更為安全的隱私防護平臺并延伸應(yīng)用觸角。
結(jié)合云端平臺 指紋辨識擴大應(yīng)用范疇
圖4 世達科技行銷總監(jiān)曾元宏認為,指紋辨識技術(shù)結(jié)合云端運算,將能為使用者建立更嚴(yán)密的安全隱私防護平臺。
世達科技行銷總監(jiān)曾元宏(圖4)表示,事實上指紋辨識技術(shù)由來已久,在蘋果將該技術(shù)搭載至智能手機后,方進一步讓指紋辨識技術(shù)的市場熱度再升溫;不過,目前市面上的指紋辨識技術(shù)應(yīng)用范疇過于狹窄,如iPhone 5s及HTC One max的指紋辨識技術(shù)都僅限于解鎖之用,并無法提供消費者更為實際的保障。
曾元宏進一步表示,指紋辨識技術(shù)若要真正融入到使用者的生活應(yīng)用層面,勢必要建立完善的個人隱私安全平臺,讓使用者的網(wǎng)路社群活動、各種形式的檔案、個人通訊資料、單一應(yīng)用程式等資料,不僅能透過指紋辨識加密,還能進一步藉由云端運算統(tǒng)一管理所有個人資料,讓指紋辨識防護網(wǎng)更為嚴(yán)密(圖5)。
圖5 指紋辨識結(jié)合云端平臺方案示意圖 資料來源:世達科技
有鑒于此,世達科技推出結(jié)合云端運算的隱私防護平臺--FingerQ&PrivacQ;FingerQ系指軟體運算方案,PrivacQ代表外嵌式指紋辨識裝置,如指紋辨識加密手機殼。
FingerQ&PrivacQ不只能對單一資料或是智能手機、平板電腦等移動裝置加密,還能透過云端運算建立個人專屬的生物識別系統(tǒng),使用者在云端上儲存/傳輸資料后,通過指紋辨識認證的終端裝置,如個人電腦、筆記型電腦、智能手機等,亦能同步讀取云端資料。
事實上,市場上有不少開發(fā)指紋辨識的芯片商及模組廠都已起心動念欲再跨足軟體領(lǐng)域,而從電容式觸控模組起家的世達科技亦不例外。曾元宏認為,世達科技的指紋辨識技術(shù)透過演算法、感測器模組、云端運算的三方整合已逐漸到位,未來除了持續(xù)代工指紋辨識感測模組外,亦將提供軟體開發(fā)套件(SDK)或應(yīng)用程式開發(fā)介面(API)等工具。
曾元宏指出,目前外嵌的硬體解決方案都須藉由移動裝置的應(yīng)用處理器(AP)進行運算,較為耗能,因此世達科技預(yù)計于2014年推出內(nèi)建微控制器(MCU)的感測模組,讓指紋辨識的運算效能再升級。
綜上可知,指紋辨識風(fēng)潮在蘋果iPhone 5s領(lǐng)頭后,除了非蘋陣營的品牌廠卯足全力加快導(dǎo)入速度外,指紋辨識開發(fā)商亦軍心大振,不只希望搶進移動裝置的供應(yīng)鏈,更期望能擴大指紋辨識的應(yīng)用范疇,讓使用者的體驗再升級。
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