在浩瀚芯片当中，来自成都的新锐公司费恩格尔已经成为市场上的新力量，借由前辈的构造设计，背靠本钱合理的成都微电子家当根本，其性能精良价格合理的产品在市场已大量出货。
指纹芯片模组价格，从十几美金已经直线跌落至费恩格尔量产出货的4美元区间。当前指纹芯片的现状究竟如何，是哪些成分决定了指纹芯片的价格，指纹芯片与模组的价格底线到底在哪?
应我们约请，费恩格尔CEO黄昊师长西席，从与指纹芯片息息相关的技能路线、算法以及封装工艺三个方面，结合技能与市场，深度解析指纹芯片及模组的专利构成与价格本钱的秘密。以下内容由费恩格尔帮忙供应。
一、核心技能路线与专利
说到指纹识别，最关键的技能实在便是检测手指电容的半导体电容传感器技能。不管是主动式还是被动式，它都是电容式传感器技能。就像“天下武学皆出自少林”一样，现阶段，所有指纹识别半导体传感器技能都源于1997年5月16日Harris向美国专利牌号局递交的名为Electric Field Fingerprint Sensor Having Enhanced Feathers and Related Methods(具有增强特色和领先方法的电场指纹传感器)的发明专利申请，该申请于1999年8月17日得到授权，授权号US9540526。在该专利的解释书里，发明人先容了以往的电容式指纹传感器(Harris之前被称作被动式Passive，Harris之后被称作主动式Active)，并基于电场理论提出了新的设计，提高了对指纹进行探测的灵敏度，以提高传感器表面保护介质的厚度容限来增强可靠性。如图1所示：
该公司后被Authen tec收购，Authen tec在此根本上进一步研发出射频式传感器技能。而Authen tec拥有的这项专利与技能也成为了苹果收购它的缘故原由之一。
美国的发明专利和设计专利的有效期为：95年6月8日之前的，保护期自授权之日起算17年;95年6月8日之后的，自最早申请日起20年，把稳，是最早申请日起算。此外，如果保护范围涉及组合物或者利用该组合物方法的专利，其有效期可以延长，最多可以延长5年。可以算一下，Harris的US9540526专利有效期至少可以到2017年5月16日。也便是说，在此期间，采取主动式的电容指纹识别的方案都绕不开这一技能的壁垒。
虽然电容式指纹传感器及专利早在20年前就已经存在，但其穿透能力比较弱，不能知足现今的手机运用。为了提高指纹传感器的穿透能力，各指纹传感器设计公司都是在原有电容传感器专利的根本上进行改进并申请专利。提高指纹传感器穿透能力的有效办法是肃清PIXEL的寄生电容和噪声，根据肃清PIXEL寄生电容的办法，目前已形成两大主流派别。
1.升压与调制派
该技能流派大略说便是采取浮地设计，须要利用外围驱动或调制芯片合营起来肃清PIXEL的寄生电容。
第一种是升压。通过添加一颗驱动芯片，将电压从一样平常的2.8~3.3V提升至12~16V。该方法虽然能极大提升芯片穿透力，但也带来了功耗多的缺陷。其余，有些人对电压比较敏感，在利用时会有刺痛感。目前采取升压办法提升穿透力的芯片厂商紧张有思立微、信炜等。
升压办法在利用体验上存在毛病，于是人们又采取了第二种方法，便是调制。该方法让金属环不用带高电压，取而代之的是带有b电频。然后通过添加一颗调制芯片，将电源调制为负电压。这样既能提升穿透力，又办理了刺痛感的问题，但仍旧没办理功耗高的缺陷。目前采取调制法的芯片厂商紧张有苹果、FPC和汇顶等。
下图是FPC申请专利的解释图，通过外围驱动芯片产生下图所示驱动旗子暗记32，其优点是通过PIXEL的浮地设计及合营外围驱动芯片能够将PIXEL的大部分寄生电容肃清，其缺陷是利用浮地设计，外围驱动芯片不能整合到指纹芯片里面，设计构造繁芜，须要利用外围驱动芯片，良率低，本钱高。
以Harris的电容式传感器技能为根本的技能路线，目前苹果走在了最前面。汇顶则在苹果的根本上提升了像素位数，将苹果的8位像素提升至16位。而不论是升压还是调制，都须要额外增加一颗芯片来办理穿透力的问题。这两种方法的共同特点是：穿透力高、功耗高、本钱高(多芯片)。
2.纯电容式派
纯电容技能的源头来自于上世纪80年代的平板电容事理。由于已经由去20年，该技能专利目前已经由期，成为公用专利，因此不存在专利侵权的风险。
纯电容式技能利用电荷泵构造的单芯片设计，不须要利用外围驱动芯片合营来肃清寄生电容，也可以不带金属环。目前采取纯电容式技能的芯片厂商紧张有费恩格尔、迈瑞微、神盾等，其余，汇顶也刚推出单芯片产品。
下图是费恩格尔申请专利的解释图。PIXEL设计只需几个开关管，合营反馈电路及相应的处理时序，实现肃清寄生电容、PIXEL之间的FPN、及电源滋扰。其优点是电路构造大略，不须要外围驱动芯片，功耗低，良率高达99%以上，本钱较低。
总的来说，采取纯电容式技能的传感用具有本钱低(单芯片)、功耗低(射频式传感器的四分之一)的优点。但相对的，该技能对半导体工艺及传感器设计团队的哀求较高。
从目前指纹识别传感器的两种紧张技能路线比拟可以看出，从技能路线上就产生了价格差异——采取升压或调制的指纹传感器由于须要多颗芯片，本钱自然较高;采取纯电容式技能的指纹传感器由于只须要单芯片，本钱自然较低。随着半导体工艺的发展及传感器设计团队水平逐渐提高，纯电容式技能的本钱上风将愈发明显。
