指纹传感器的发展历程详细说明

传感器技术已日趋成熟，对于传感器技术，大家可能有所了解。为增进大家对传感器技术的认识，本文将对传感器技术的发展历程以及指纹传感器技术予以介绍。如果你对本文内容具有兴趣，不妨继续往下阅读哦。

一、指纹传感器

指纹传感器（又称指纹Sensor）是实现指纹自动采集的关键器件。指纹传感器按传感原理，即指纹成像原理和技术，分为光学指纹传感器、半导体电容传感器、半导体热敏传感器、半导体压感传感器、超声波传感器和射频RF传感器等。指纹传感器的制造技术是一项综合性强、技术复杂度高、制造工艺难的高新技术。

半导体指纹传感器因其制造工艺复杂，单位面积上传感单元多，包含高端的IC设计技术、大规模集成电路制造技术、IC芯片封装技术等，所以半导体指纹传感器几乎全部是由IC技术发达的国家或地区，如美国、欧洲、台湾等地设计、制造的。一颗不足0.5平方厘米的晶片表面集成了10000个以上的半导体传感单元。内部还包括了自动增益电路和逻辑控制芯片，以及串行、并行、USB等接口电路。半导体指纹传感器的灵敏度高，分辨率也达到了500dpi或以上。其功能已经突破了单一的传感能力，加上软件配合，可以用做全向导航器。半导体指纹传感器正朝小型化方向发展。2004年以前以1平方厘米见方的方型为主，多为滑动式SWIPE芯片。全球最小的滑动式采集芯片只有12x5 mm，是由Authentec最近推出的1610。光学传感器中存在棱镜，其体积较大，一般为半导体的几倍甚至10倍大小，所以限制了其在小型设备上的应用。在类似考勤机、门禁等大设备上使用没有体积限制的问题，但在U盘、移动硬盘、手持设备上使用，体积成了最大的障碍，所以光学指纹传感器也出现了滑动式的。

二、指纹传感器的应用

快速变化的指纹识别技术市场已经深入消费类领域 - 指纹传感器出货量将以18%的复合年增长率成长，预计2022年将达到47亿美元市场规模。

在收购指纹传感器公司Authentec之后，苹果公司于2013年发布了iPhone 5s，从而推动指纹传感器的大量应用。此后几年，指纹传感器在消费类市场中的出货量呈现出不可思议的增长。起初，指纹传感器用于手机解锁和信息保护。然而现在，指纹传感器越来越多地应用于在线识别和移动支付等安全功能。

应用于智能手机的指纹传感器出货量从2013年的2300万颗增至2016年6.89亿颗。可见，2013～2016年期间，手机应用的指纹传感器出货量的复合年增长率高达210%！预计2016～2022年期间，该领域的增长将趋于“理性”，复合年增长率约为18%。

指纹识别正成为每部智能手机的标配功能，并增添了很多实用价值。然而，飞速的出货量增长伴随着强大的成本压力，这是指纹传感器在过去三年中发生的现实写照。指纹传感器的平均成本已经从2013年的约5美元降至2016年的3美元左右，而且低端指纹传感器成本更加低廉。尽管如此，但成本压力还没有消失。当前的技术日臻成熟，并受到新技术的威胁。新技术需要通过“更低的成本”来获得发展动力。例如，3D超声波指纹识别技术。

三、传感技术历程

1883 年，全球首台恒温器正式上市，一个名为 Warren S. Johnson 的发明者创造了它。这款恒温器能够将温度保持在一定程度的精确度，就是利用了传感器和传感技术，在当时看来，是非常厉害的一项技术。

到了 20 世纪 40 年代末，第一款红外传感器问世。随后，许许多多的传感器不断被催生出来，直到现在，全球大概有 35000 种以上的传感器，数量和用途上非常繁杂，可以说，现在是传感器和传感技术最为火热的一个时期。

1987 年，ADI（亚德诺半导体）开始投入全新的传感器研发，这种传感器与其他不太一样，名叫 MEMS 传感器，是采用微电子和微机械加工技术制造出来的新型传感器。与传统的传感器相比，它具有体积小、重量轻、成本低、功耗低、可靠性高、适于批量化生产、易于集成和实现智能化的特点。而 ADI 是业界最早做 MEMS 研发的公司。

1991 年，ADI 发布了业界第一颗 High-g MEMS 器件，主要用于汽车安全气囊碰撞监测。而后众多 MEMS 传感器被广泛研发，用在手机、电灯、水温检测等精密仪器上，截止到 2010 年，全世界有大约 600 余家单位从事 MEMS 的研制和生产工作。

随着云计算、5G、大数据、AI 技术以及物联网技术的爆发，智能传感器和智能传感技术逐渐被提及起来，大量的可穿戴式设备中含有多种生物以及环境智能感应器，用以采集人体及环境参数，实现对穿戴者运动健康的管理，其传感器更高的精度使得设备更加可靠。