指紋傳感器的發(fā)展歷程詳細(xì)說明

傳感器技術(shù)已日趨成熟，對于傳感器技術(shù)，大家可能有所了解。為增進(jìn)大家對傳感器技術(shù)的認(rèn)識，本文將對傳感器技術(shù)的發(fā)展歷程以及指紋傳感器技術(shù)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(shí)現(xiàn)指紋自動(dòng)采集的關(guān)鍵器件。指紋傳感器按傳感原理，即指紋成像原理和技術(shù)，分為光學(xué)指紋傳感器、半導(dǎo)體電容傳感器、半導(dǎo)體熱敏傳感器、半導(dǎo)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(shù)是一項(xiàng)綜合性強(qiáng)、技術(shù)復(fù)雜度高、制造工藝難的高新技術(shù)。

半導(dǎo)體指紋傳感器因其制造工藝復(fù)雜，單位面積上傳感單元多，包含高端的IC設(shè)計(jì)技術(shù)、大規(guī)模集成電路制造技術(shù)、IC芯片封裝技術(shù)等，所以半導(dǎo)體指紋傳感器幾乎全部是由IC技術(shù)發(fā)達(dá)的國家或地區(qū)，如美國、歐洲、臺灣等地設(shè)計(jì)、制造的。一顆不足0.5平方厘米的晶片表面集成了10000個(gè)以上的半導(dǎo)體傳感單元。內(nèi)部還包括了自動(dòng)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(dǎo)體指紋傳感器的靈敏度高，分辨率也達(dá)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狡鳌０雽?dǎo)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(dòng)式SWIPE芯片。全球最小的滑動(dòng)式采集芯片只有12x5 mm，是由Authentec最近推出的1610。光學(xué)傳感器中存在棱鏡，其體積較大，一般為半導(dǎo)體的幾倍甚至10倍大小，所以限制了其在小型設(shè)備上的應(yīng)用。在類似考勤機(jī)、門禁等大設(shè)備上使用沒有體積限制的問題，但在U盤、移動(dòng)硬盤、手持設(shè)備上使用，體積成了最大的障礙，所以光學(xué)指紋傳感器也出現(xiàn)了滑動(dòng)式的。

二、指紋傳感器的應(yīng)用

快速變化的指紋識別技術(shù)市場已經(jīng)深入消費(fèi)類領(lǐng)域 - 指紋傳感器出貨量將以18%的復(fù)合年增長率成長，預(yù)計(jì)2022年將達(dá)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(dòng)指紋傳感器的大量應(yīng)用。此后幾年，指紋傳感器在消費(fèi)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(jī)解鎖和信息保護(hù)。然而現(xiàn)在，指紋傳感器越來越多地應(yīng)用于在線識別和移動(dòng)支付等安全功能。

應(yīng)用于智能手機(jī)的指紋傳感器出貨量從2013年的2300萬顆增至2016年6.89億顆。可見，2013～2016年期間，手機(jī)應(yīng)用的指紋傳感器出貨量的復(fù)合年增長率高達(dá)210%！預(yù)計(jì)2016～2022年期間，該領(lǐng)域的增長將趨于“理性”，復(fù)合年增長率約為18%。

指紋識別正成為每部智能手機(jī)的標(biāo)配功能，并增添了很多實(shí)用價(jià)值。然而，飛速的出貨量增長伴隨著強(qiáng)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(shí)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(dāng)前的技術(shù)日臻成熟，并受到新技術(shù)的威脅。新技術(shù)需要通過“更低的成本”來獲得發(fā)展動(dòng)力。例如，3D超聲波指紋識別技術(shù)。

三、傳感技術(shù)歷程

1883 年，全球首臺恒溫器正式上市，一個(gè)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(shù)，在當(dāng)時(shí)看來，是非常厲害的一項(xiàng)技術(shù)。

到了 20 世紀(jì) 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(shù)最為火熱的一個(gè)時(shí)期。

1987 年，ADI（亞德諾半導(dǎo)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(jī)械加工技術(shù)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(shí)現(xiàn)智能化的特點(diǎn)。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(jī)、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(jì)算、5G、大數(shù)據(jù)、AI 技術(shù)以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的爆發(fā)，智能傳感器和智能傳感技術(shù)逐漸被提及起來，大量的可穿戴式設(shè)備中含有多種生物以及環(huán)境智能感應(yīng)器，用以采集人體及環(huán)境參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對穿戴者運(yùn)動(dòng)健康的管理，其傳感器更高的精度使得設(shè)備更加可靠。