打破苹果专利壁垒，国产手机指纹识别技术来了！

打破苹果专利壁垒，国产手机指纹识别技术来了！

不久前，网络上出现了一系列“高仿”照片。 从外观上看，普通消费者很难区分它和真品的区别。 而这款手机甚至还拥有苹果的致命武器——指纹识别功能。 据了解，这款手机的指纹识别采用了国内芯片公司迈瑞微电子制造的芯片，并已实现量产。 此次“国产指纹识别芯片”引起广泛热议。

雷锋网对迈瑞微电子首席科学家李阳元先生进行了专访，希望从技术和专利的角度解答热心网友的提问。

算法模型

李阳元表示，该芯片的核心优势在于采用纹理匹配的方式，最大限度地利用纹理信息，弥补了智能手机中使用的指纹传感器图像采集面积不足的缺点，并保持了传统应用程序级别的用户体验和安全性。 。 这也是该技术首次在指纹识别行业成功商业化。

高级算法显着提高了传感器的灵敏度和有效检测范围。 具体来说，即使是极其模糊的图像也可以被识别，这使得传感器表面上的保护介质的厚度加倍，并且对各种类型的指纹保持鲁棒性。

芯片封装

与苹果等厂商基于+的封装工艺不同，迈瑞微开发了基于TSV的封装工艺。 TSV封装给指纹模组的可制造性带来了革命性的优势，缩小了模组尺寸，大幅提高了模组良率，且工艺简单，更适合手机行业的需求。

与苹果的区别

对于大家关心的苹果的“差异特性”，他表示苹果的RF类型的原理是对反射波的幅度进行正交解调； 而迈瑞的技术路线是“CQT”间接测量，用开关电路实现。 以模拟电源和数字电源来类比，模拟电源具有最高的理论极限效率，但很容易因工艺偏差而跑掉。 数字开关电源理论极限较低，但对工艺偏差不敏感，基本可以接近极限效率。 同时，在DFT设计中，基于开关电路的设计也具有更多优势。

这种技术设计适合大规模工业化生产，在国际上也是首次提出。

打破专利壁垒是技术突破

在指纹识别行业，专利是很多厂商必须面对的棘手问题。 对此，李阳元介绍了指纹识别行业专利壁垒的历史，以及对“Upek”和“Autra”的两次收购。

在被苹果收购之前，它是指纹识别行业的专利霸主。 它以专利诉讼的方式，以低至500万美元的收购费用，实现了对另一新秀Autra的毁灭性收购。 2012年7月，苹果公司以3.56亿美元收购了RF机型，拥有完整的RF机型技术壁垒和主要技术专利。

他详细解释说，技术的外延是主观的、模糊的。 因此，即使没有明显的专利侵权，由于电容测量的互操作性，在专利游戏规则范围内也不能保证恶意的专利诉讼不会导致公司出现像Autra也被摧毁的情况。 因此，除了技术方法上与苹果不同之外，我们还需要在技术水平上比苹果更好。 由于专利制度的基本点是促进技术发展，任何国家的专利法院都不会给予授权专利更新更大的保护范围来限制革命性技术的发展。 所以技术突破和打破专利壁垒是一回事。

芯片的芯片面积相同，分辨率相同，但传感器点数是传感器点数的1.8倍。 相同尺寸的模块尺寸可采集1.8倍的指纹图像，这意味着将为用户带来近平方数的安全性和更好的用户体验。

模块薄了0.1mm。 李阳元介绍，这是算法的结果。 单晶氧化铝很难研磨到300um以下，但多晶材料在加工性能和机械性能方面具有决定性的优势。 例如，模块中使用的多晶氧化锆的韧性比单晶氧化铝高6倍以上。 苹果之所以采用单晶材料，不仅仅是为了蓝宝石的噱头，而是因为多晶材料的不均匀性会导致指纹图像质量变差。 只有基于最先进的图像处理算法，才能应用多晶材料，从而将保护盖的厚度减少到200um，也就是节省了100um。

对此，他表示，无论是苹果的1.2mm，还是迈瑞的1.1mm，都是在保证机械强度的前提下的极限。 如果厚度进一步减小，循环压制寿命将严重降低。 但在实际生产中，有的厂家却忽略了一件事，将指纹模组底部的壁厚从200um减少到100um，却只能勉强将指纹模组的厚度减少到1.5mm以下。

指纹识别：一个值得尊重的学术领域

事实上，这一次是迈瑞的第二代按压式指纹传感器。 早在 2011 年，苹果就申请了一项专利，将指纹传感器放置在右下角的玻璃面板下方，因此该公司的第一代按压式指纹传感器尺寸略大。 产品推出后，研发团队立即在技术架构内重新推导设计方法，开发出小面积超高灵敏度型。 将模块设计成类似苹果的初衷，是为了向苹果致敬，以苹果为标杆，展示其技术实力。 样品模块完成后，正好有市场需求，我们就趁势量产了。

除了向苹果致敬之外，他还表达了对行业的期望：希望业界、媒体和各行各业能够尽可能多地支持那些在知识和技术水平上与世界巨头正面竞争的企业，并远离那些试图破坏这个行业的人。 蛀虫。

“自动指纹识别技术已经发展了40多年，这个数字比我们这一代从业者要老得多。它一直是学术界非常尊敬的领域。在过去的30年里，平均每增加一次10年，全球一半以上的著名电子公司都曾尝试过，但都失败了，直到苹果作为行业领头羊，到了临界点，果断出手改变了行业格局，才开启了行业的轮廓。大规模商业化。” 李阳元说道。

最后，他分享了一个指纹识别信息网站（点击这里），希望对对该领域感兴趣的年轻技术人员有所帮助。 据他介绍，数据站的主人是滑动指纹传感器和热指纹采集技术的发明者。 虽然他不再参与商业活动，但他仍在为行业的发展做出贡献。

编者注

如今，国产手机在配置、摄像头、触摸屏、CPU等方面的竞争已经变得非常激烈。 各车型的最高配置和最新技术已成为主流车型的标配。 指纹识别功能自推出以来，借助电子支付，击中了行业应用和用户需求的痛点。 得到了业界的认可，很可能成为掀起下一轮“硬件竞争”的关键之一。 该技术不存在专利壁垒。 而成本的突破无疑将为国产手机带来更大的市场竞争力。 对于该技术的科普和最新动态，雷锋网将及时跟进并第一时间报道。