指紋傳感器的發(fā)展歷程詳細說明

傳感器技術已日趨成熟，對于傳感器技術，大家可能有所了解。為增進大家對傳感器技術的認識，本文將對傳感器技術的發(fā)展歷程以及指紋傳感器技術予以介紹。如果你對本文內(nèi)容具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、指紋傳感器

指紋傳感器（又稱指紋Sensor）是實現(xiàn)指紋自動采集的關鍵器件。指紋傳感器按傳感原理，即指紋成像原理和技術，分為光學指紋傳感器、半導體電容傳感器、半導體熱敏傳感器、半導體壓感傳感器、超聲波傳感器和射頻RF傳感器等。指紋傳感器的制造技術是一項綜合性強、技術復雜度高、制造工藝難的高新技術。

半導體指紋傳感器因其制造工藝復雜，單位面積上傳感單元多，包含高端的IC設計技術、大規(guī)模集成電路制造技術、IC芯片封裝技術等，所以半導體指紋傳感器幾乎全部是由IC技術發(fā)達的國家或地區(qū)，如美國、歐洲、臺灣等地設計、制造的。一顆不足0.5平方厘米的晶片表面集成了10000個以上的半導體傳感單元。內(nèi)部還包括了自動增益電路和邏輯控制芯片，以及串行、并行、USB等接口電路。半導體指紋傳感器的靈敏度高，分辨率也達到了500dpi或以上。其功能已經(jīng)突破了單一的傳感能力，加上軟件配合，可以用做全向?qū)Ш狡?。半導體指紋傳感器正朝小型化方向發(fā)展。2004年以前以1平方厘米見方的方型為主，多為滑動式SWIPE芯片。全球最小的滑動式采集芯片只有12x5 mm，是由Authentec最近推出的1610。光學傳感器中存在棱鏡，其體積較大，一般為半導體的幾倍甚至10倍大小，所以限制了其在小型設備上的應用。在類似考勤機、門禁等大設備上使用沒有體積限制的問題，但在U盤、移動硬盤、手持設備上使用，體積成了最大的障礙，所以光學指紋傳感器也出現(xiàn)了滑動式的。

二、指紋傳感器的應用

快速變化的指紋識別技術市場已經(jīng)深入消費類領域 - 指紋傳感器出貨量將以18%的復合年增長率成長，預計2022年將達到47億美元市場規(guī)模。

在收購指紋傳感器公司Authentec之后，蘋果公司于2013年發(fā)布了iPhone 5s，從而推動指紋傳感器的大量應用。此后幾年，指紋傳感器在消費類市場中的出貨量呈現(xiàn)出不可思議的增長。起初，指紋傳感器用于手機解鎖和信息保護。然而現(xiàn)在，指紋傳感器越來越多地應用于在線識別和移動支付等安全功能。

應用于智能手機的指紋傳感器出貨量從2013年的2300萬顆增至2016年6.89億顆?？梢?，2013～2016年期間，手機應用的指紋傳感器出貨量的復合年增長率高達210%！預計2016～2022年期間，該領域的增長將趨于“理性”，復合年增長率約為18%。

指紋識別正成為每部智能手機的標配功能，并增添了很多實用價值。然而，飛速的出貨量增長伴隨著強大的成本壓力，這是指紋傳感器在過去三年中發(fā)生的現(xiàn)實寫照。指紋傳感器的平均成本已經(jīng)從2013年的約5美元降至2016年的3美元左右，而且低端指紋傳感器成本更加低廉。盡管如此，但成本壓力還沒有消失。當前的技術日臻成熟，并受到新技術的威脅。新技術需要通過“更低的成本”來獲得發(fā)展動力。例如，3D超聲波指紋識別技術。

三、傳感技術歷程

1883 年，全球首臺恒溫器正式上市，一個名為 Warren S. Johnson 的發(fā)明者創(chuàng)造了它。這款恒溫器能夠?qū)囟缺３衷谝欢ǔ潭鹊木_度，就是利用了傳感器和傳感技術，在當時看來，是非常厲害的一項技術。

到了 20 世紀 40 年代末，第一款紅外傳感器問世。隨后，許許多多的傳感器不斷被催生出來，直到現(xiàn)在，全球大概有 35000 種以上的傳感器，數(shù)量和用途上非常繁雜，可以說，現(xiàn)在是傳感器和傳感技術最為火熱的一個時期。

1987 年，ADI（亞德諾半導體）開始投入全新的傳感器研發(fā)，這種傳感器與其他不太一樣，名叫 MEMS 傳感器，是采用微電子和微機械加工技術制造出來的新型傳感器。與傳統(tǒng)的傳感器相比，它具有體積小、重量輕、成本低、功耗低、可靠性高、適于批量化生產(chǎn)、易于集成和實現(xiàn)智能化的特點。而 ADI 是業(yè)界最早做 MEMS 研發(fā)的公司。

1991 年，ADI 發(fā)布了業(yè)界第一顆 High-g MEMS 器件，主要用于汽車安全氣囊碰撞監(jiān)測。而后眾多 MEMS 傳感器被廣泛研發(fā)，用在手機、電燈、水溫檢測等精密儀器上，截止到 2010 年，全世界有大約 600 余家單位從事 MEMS 的研制和生產(chǎn)工作。

隨著云計算、5G、大數(shù)據(jù)、AI 技術以及物聯(lián)網(wǎng)技術的爆發(fā)，智能傳感器和智能傳感技術逐漸被提及起來，大量的可穿戴式設備中含有多種生物以及環(huán)境智能感應器，用以采集人體及環(huán)境參數(shù)，實現(xiàn)對穿戴者運動健康的管理，其傳感器更高的精度使得設備更加可靠。