最近新闻比较火爆的，应该是Apple-Pay入华成为第五个使用Apple-Pay的国家，目的是为了与银联合作争夺支付宝的天下。网络购物已是支付宝的天下，而现在越来越多的消费者又涌向了实体店面(O2O)的移动支付，如果你还像十年前一样刷金卡那你只能是真“土”豪了，现在流行手机移动支付了，而移动支付最大的问题是安全隐患，所以指纹识别应该是最独一无二的代替密码的最好方式(人脸识别和IRIS虹膜识别等生物采集方法都比较复杂而且受外界干扰比较大)，简单便捷而且无法破解。指纹识别曾经是执法机关和政府部门用来破案的生物识别技术，而如今随着生物识别技术(BioMEMS)技术的普及，越来越多的应用到消费类电子行业。《EEtimes: Cell Phone Security at Our Fingertips-2004/12/2》。
2012年应该是苹果收购AuthenTec在iPhone5s上率先引入指纹识别，随即引发人们对指纹识别的猜想，而这种时尚不可能只是Apple的专利，Android阵营也将指纹识别变成标配，最先使用的应该是三星棒子，他们最早使用的是我们在笔记本上见到的那种细长条垂直滑动(Swipe)技术，Swipe技术主要由Validity公司提供，后来被Synaptics收购，但是这种技术短板在于不符合人们使用习惯，滑动快慢以及角度都会影响成功率，后来是华为的Mate-7用了瑞典FPC(FingerPrint Cards)公司的触摸式指纹传感器，一度把FPC公司推到了指纹识别的业界第二(AuthenTec第一)，此前他也只是供货给银行系统的小公司。再后来到了汇顶(Goodix)，他是联发科公司投资在深圳的一家小公司，原本它只是大陆二三线手机(比如魅族和乐视)采用的，后来被一家测评软件测试识别率高达99%，解锁只要0.15秒，非常流畅，这个广告一出，立马Goodix成了Android的一线品牌仅次于FPC了，汇顶自己预估2016年他们成长约2~3倍，每个月出货可能超过20KK颗芯片，现在汇顶走的也是和苹果一样的路线蓝宝石按压式(Area)指纹识别系统，而FPC和Synaptics还是采用比较老旧的垂直划擦式识别系统。
所以最近一个微信新闻比较火爆的是《两岸8寸晶圆厂急单涌现》，主要成长动力来自于0.18um的指纹识别芯片，比如FPC进驻SMIC，汇顶和敦泰进入tsmc，神盾进入UMC等。(当然产能吃紧不是仅仅来自于指纹识别，还有大屏幕LCD驱动，因为下半年奥运会要举办了)
今天我们就来聊聊指纹识别的技术吧。
首先，指纹识识别主要是pixel面积比较大(128*48, 128*72,etc)，所以芯片面积比较大，在12寸生产成本没有竞争力，所以目前主要还是在8寸生产，而单片gross die只有五六百颗，所以对于FAB来讲是个好买卖，我们是Wafer-Buy，出货片数会比PMIC芯片的多好几倍，所以对我们来说这是大买卖啊。
指纹识别原理：
先认识指纹吧，初中生物应该就学过，每个人的指纹都是独一无二的，即使孪生兄弟，而这个独一无二的指纹图形主要来自于基因代码。这正符合身份密码的独一无二性，被用于身份识别。而指纹的主要组成是由“谷(Valleys)”和“岭(Ridges)”形成的波浪纹，而这些凹凸不平的波浪纹是的指纹表面有摩擦力(Friction)。而指纹识别主要是识别这些岭(Ridges)的终点(ending)和分叉点(splits)所在的位置和方向等微小细节(minutiaes)。(摘自：<Working of FingerPrint Scanner>)
而指纹识别的主要方式有：光学识别(CCD成像)，电容传感识别，生物射频识别。我们IC人主要还是靠传感识别，所以我们重点讲电容传感器识别技术。(光学识别是比较老旧的技术，它需要一套CCD光学系统反射收集并与图库比较，它识别表皮图文，所以干净与否很重要，而生物射频识别是靠射频信号穿透表皮进入真皮获得真皮层的图文，所以识别程度比较高，该技术比较新，不知道未来是否会取代电容传感。)
对于电容传感式指纹识别来讲，它的结构主要是由很多pixel的cell array，通常是300*300=90000个pixel，每个cell由一个被绝缘层覆盖的导电极片(plate)，而这个绝缘层是作为电容介质层的，而这个Plate是作为电容的下电极，手指碰到的地方则为电容上电极，每个cell的尺寸必须小于指纹上“岭”的大小(一般是每个电容cell大小是50um，所以一个Sensor大小是15mm*15mm)。手指与下电极以及绝缘层形成的电容作为电荷存储用，而当“岭”触碰到表面则电容等于介质层电容，而当“谷”触碰到表面，则电容等于介质层与空气(Air gap)电容串联之和，所以我们根据读取这个电容只差就知道哪里是“谷”哪里是“岭”了。当然读取的不是电容，是电容存储电荷之后的电压差，而这个电压差又很微小，所以电路设计上需要ADC将电容的模拟信号转为电压的数字信号，还需要OP-AMP将数字信号放大，还需要一个电压比较器(Comparator)用数字信号“0”和“1”代表“谷”还是“岭”。
再仔细看看他的电路结构，Cf就是手指与极板间电容，BUFFER是一个unit-gain缓冲器，作用是让Cp3的下电极M3的电压和N1的电压相等，使得Cp3永远是“0”。而且电路设计的专利里面Cp1和Cp2是利用Metal间的寄生电容(MoM)形成的，而M3是MiM形成的，所以Cp1和Cp2远比Cp3小，所以BUFFER的作用也是为了消除Cp3的对Cp1和Cp2的影响。在process端，IMD的寄生电容就很重要了，所以IMD厚度很key。
指纹识别芯片的表面接触技术主要有四种：蓝宝石(Sapphire)、玻璃(Glass)、陶瓷(Ceramic)、涂膜(film-coating)。2014年最早引入市场的是蓝宝石，但是蓝宝石Cost很贵，而film-coating又很容易脱落，所以市场上的主流中低端手机都采用玻璃或陶瓷技术。Goodix就是主要提供Glass-type的指纹识别芯片，而film-coating的技术只有Holitech Technology提供(for BYD)供给白牌手机。而陶瓷的指纹识别器主要由Silead公司提供。
由于Goodix的高灵敏度和>300um的保护层，它已经成为世界唯一一家有能力提供量产的glass-type指纹识别solution的公司，随着华为、小米中端手机(Mid-range)的订单，FPC公司威胁很大啊。再加上Goodix为避苹果专利新推出的IFS(Invisible-Fingerprint-Sensor)技术，可以将指纹识别隐藏到Home键下面，这是要逆天啊。
