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做红海还是蓝海?生物识别技术本土厂商访谈录

正如人工智能应用越广泛、技术越先进,争议也越激烈一样,生物识别的技术让人们对隐私保护和信息安全产生了担忧。在本期封面故事中,电子工程专辑采访了多家本土生物识别的芯片与技术公司的专家,一方面来了解市场出现的最新的技术,同时也来倾听这些专家对市场、技术和风险的看法。


苹果iPhone X采用了人脸识别,放弃指纹识别的做法,既让生物识别的厂商感到高兴,同时又让人担忧。高兴的是,又一项生物识别技术被消费电子产品采用,从而得到很好的推广和普及。担忧的是,指纹识别在iPhone X上被放弃,那么指纹识别技术厂商的市场前景被抹上阴影。在iPhone X上市后,其人脸识别不能区分双胞胎,还存在被破解的漏洞,三星S8手机也出现过贴膜后,虹膜识别技术受到了影响,原本不能识别戴眼镜的虹膜变成可以识别。生物识别的安全性和可靠性,遭受到的空前的挑战。技术进步能否解决现有的漏洞,一切还有待市场检验。


正如人工智能应用越广泛、技术越先进,争议也越激烈一样,生物识别的技术让人们对隐私保护和信息安全产生了担忧。生物识别固有的隐私信息泄漏风险,一旦在消费者全面采用后,就会呈指数级的增加。它不同于汽车出现故障,可以在4S店里召回解决。即使是智能设备可以通过软件升级来改进,但是个人的生物ID隐私信息如果被破解复制,后果不堪设想。


在本期封面故事中,电子工程专辑采访了多家本土生物识别的芯片与技术公司的专家,一方面来了解市场出现的最新的技术,同时也来倾听这些专家对市场、技术和风险的看法。


虹膜识别还是蓝海市场

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图1:中科虹霸副总经理邱显超

也许很多人并不知道,早在2015年虹膜识别手机就问世了。北京中科虹霸科技有限公司作为中国第一台量产虹膜识别手机和第一台面向终端虹膜识别手机的方案供应商,目前已经在高通平台、展讯平台、海思平台上均已实现TEE(安全执行环境)环境下的最高安全级别的虹膜识别技术,领先其他竞争对手。据中科虹霸副总经理邱显超介绍,该公司产品及核心算法均为自主研发。


邱显超指出,中科虹霸的技术竞争力体现在:

一、拥有世界规模最大的虹膜识别技术研发团队,科研成果有较高的国际知名度和影响力。


二、核心发明专利40项,专利涵盖虹膜成像、质量评价、特征表示和匹配、防伪检测、人机交互、设备和装置等各个关键环节。主导国内虹膜识别领域的标准制定工作,已完成或正在进行行业标准和国家标准近10项。


三、国内应用场景最多的虹膜识别公司。算法授权欧洲公司,应用于国外司法领域、金融、社会福利管理等领域。国内外注册用户总计近千万规模。


四、产品应用于复杂光照环境及煤矿井下等较差环境中使用,运行良好,充分证明了算法的鲁棒性、产品稳定性。


目前,中科虹霸还是国际上唯一能够提供多个通过印度政府STQC移动虹膜认证(Integrated Devices)的企业,对于国内将要开拓印度市场的系统厂商来说,这是一个非常重要的信息。


在隐私安全方面,邱显超总经理指出,金融领域对于用户的身份认证有较强需求,虹霸产品在建设银行、民生银行、浙商银行、江苏农商行、广电运通等均已开展虹膜识别相关应用,虹膜识别的高安全性、稳定性、防伪性和在超大规模数据库上的快速匹配等优点,特别适合应用于银行等高安全、人数众多的领域。中科虹霸虹膜识别技术可以帮助金融企业提高客户服务安全性和客户满意度,同时可以带来全新的业务转变,加速金融企业的发展,随需应变和创新业务模式。


移动终端的应用发展迅猛已经普及并融入到人们的生活和工作当中。与此同时,移动终端也面临着越来越多的安全威胁和挑战,指纹识别、密码等技术目前广泛应用于移动终端设备。由于上述技术存在容易仿冒、被盗、误识率高等安全隐患,更高安全等级的生物识别技术在移动端的应用成为了未来的发展趋势。基于此,中科虹霸将虹膜识别技术引入移动终端的解锁、登录、授权、支付、加密等环节中,推出针对移动终端的专业虹膜安全整体解决方案,用户通过使用虹膜解锁和虹膜支付完全可以达到甚至超过指纹解锁和指纹支付的效果。


虹膜识别在手机和其他众多领域都看好的前景下,电子工程专辑分析师认为,中科虹霸目前已经具有了技术领先的市场地位,相信这家公司将会在一片蓝海竞争市场中,取得更好的成绩。


指纹市场一片红海,国产芯片厂商如何突出重围?

指纹识别技术在智能手机上不到三年的时间便成为标配。这跟苹果三星手机当初开启市场相关,更重要的是,国产厂商加入后,将指纹识别的模块技术快速开发出来,并在技术成熟后,利用晶圆制造和封装的产能优势,快速降低成本,使得智能手机都能用得上和用得起指纹识别。


不过,据业内人士指出,手机指纹识别芯片已经是一片红海,由汇顶等几个主要供应商,主导着市场。新的厂商或后进入者,纷纷感叹市场虽大,但却肥肉难以入嘴。不少厂商则是绕开智能手机市场,转战其它领域,并取得很不错的效果。

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图2:杭州晟元数据安全技术股份有限公司总裁邱柏云


避开红海,专注安全市场

杭州晟元数据安全技术股份有限公司(以下简称杭州晟元)成立于2006年,拥有世界一流的图像识别技术、高性能的信息安全芯片以及独创的超小面积算法,在指纹识别领域和信息安全领域深耕多年。在生物识别方面以指纹识别模组、指纹识别专用芯片为主要产品。


杭州晟元数据安全技术股份有限公司总裁邱柏云介绍说:“我们公司的主打指纹识别芯片是AS578,它是国内首款信息安全与指纹识别芯片,它融合了指纹识别技术与信息安全技术,其安全性通过了国家密码管理局的认证,符合芯片安全二级的要求。芯片内嵌晟元新一代高精度指纹识别算法,性能优越,支持360°自学习功能,自适应干、湿手指,自修复残、断指纹。并且免晶振、免LDO的设计最大限度降低了BOM成本。该芯片适用于银行、军队、公安、社保和政企等场所。”


此外,杭州晟元2017年即将推出的集高性能、安全性于一体的AM110列安全指纹模组AM110,就是采用AS578作为主控芯片。邱柏云介绍,这一系列指纹模组产品采用高品质FPC传感器,搭配晟元高精度指纹识别算法,成像清晰、反应灵敏、性能稳定、指纹适应性强,最重要的是,它具备极高的安全性。


在市场方面,杭州晟元的指纹产品主要应用于考勤机、银行系统、驾培认证、身份核验、智能门锁、笔记本电脑、智能手机等产品上。邱柏云表示,杭州晟元是国内指纹识别芯片最大的供应商,比如在智能门锁市场的市场占有率在70%以上,自主品牌的指纹识别模组也在快速增长。公司的安全芯片也是国内USBKEY市场前三大出货商,并且一直处理增长态势。


关于生物识别技术的风险,邱柏云认为,生物识别技术应用便捷,但是生物特征不像密码,被盗后还可以修改,指纹特征一旦被破解,将会终生被破解。而且现在操作系统安全漏洞频现,黑客无处不在,个人隐私常被出卖。所以公司非常关注于生物信息的安全,因此,他们推出了全球第一款金融级指纹安全芯片AS578,可以做到加密存储,一次一密,全方位保障客户安全。

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图3:深圳芯启航科技有限公司市场总监李谋涛


利用性价比优势,继续征战红海市场

深圳芯启航科技有限公司(以下简称芯启航)市场总监李谋涛在接受《电子工程专辑》采访时指出,芯启航的指纹产品主要应用在手机、平板以及智能门锁上,其中手机市场是最大的市场。


“其中手机分为品牌及白牌市场,我们的产品已经做进了二线品牌市场,目前也在一线品牌终端上调试。手机品牌市场占据了手机出货量的9成以上,这是一个非常大的蛋糕。指纹前景依然非常广阔,目前国外的FPC依然出货量很大,我们作为国内厂商,在技术能力已经没有差异的情况下,有着更高的性价比,更好的服务,我坚信指纹识别的市场是国产品牌的天下,对我们公司非常有信心。”李谋涛说。

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图4:芯启航的部分产品规格指标

芯启航拥有自己完整的芯片设计和算法团队,可以给客户提供芯片,算法和软件服务。芯启航重视核心技术,有着自己的知识产权,目前申请专利50多项。芯启航的指纹产品,有着非常低的误识别率,FAR=1/50000@FRR=1/100,解锁时间在120ms内,ESD 8k/15kV,且具有比较低的功耗。

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图5:深圳信炜科技有限公司总经理莫良华


积极开拓新的产品线,应对未来竞争

深圳信炜科技有限公司总经理莫良华在接受《电子工程专辑》采访时指出,信炜科技目前主要为市场提供电容式指纹识别传感器,正在研发集成在显示屏里面的指纹传感器,同时布局了人脸识别等产品线。


他介绍说,信炜科技从2015年成立后开始研发芯片,用了一年的时间设计出高性能的电容式盖板指纹方案,2016年上半年开始稳定出货。这中间经历了很多波折,比如芯片多次改版。


信炜的优势在于有一支经验丰富的研发团队,在芯片架构、模拟电路、算法等领域有多年积累。信炜在知识产权领域布局完善,目前仅公开可见的专利申请就有200多项,拥有自主的知识产权。独家的模拟电路方案,优化的芯片架构,高效率的算法,使得信炜设计出符合市场要求,且高性价比的指纹传感器方案。同时,信炜的技术服务团队、销售及代理商团队也把信炜的产品无缝推广到客户端,快速导入量产,性能稳定可靠。以上这些,都是信炜今天在市场上拥有一席之地的重要因素。


“最近量产的coating方案芯片SW9151,就是近期信炜推出的一颗明星产品。目标是品牌客户的中高端需求,用80×80的阵列,满足目前市场上主流的拒真认假性能指标,支持所有的指纹支付平台。在速度、功耗、ESD等方面都保持一流标准的同时,价格上比目前市场上品牌客户能接受的最小传感器面积80*64的芯片还要低10%,但是传感器面积大了25%。用90%的价格,实现125%的需求,” 莫良华自豪地说。


即使市场称为红海,手机和平板电脑依然信炜科技的主要目标市场,信炜科技总经理莫良华说道:“手机、平板等消费电子产品,是信炜目前主要的目标群体。消费电子产品经过了十多年的快速发展,目前已经进入了注重性能、讲究体验的阶段,过去纯粹拼价格的竞争已经被满足客户品质要求前提下的高性价比竞争所替代。”


他还指出,“目前市场上最大的两家指纹公司还是FPC和汇顶,是指纹芯片的第一集团,是我们学习和赶超的目标。”


据称,信炜过去半年时间每个月的出货量都创新高,上个月刚刚超过5KK,对于成立两年多一点的公司来说,还是一个值得肯定的成绩。


“虽然离我们的预期还有点差距。据我了解,这个出货量应该可以稳定在国内第二集团的前列。”莫良华表示。目前信炜覆盖的客户包括传音、金立、魅族、海信、华硕、中移动、朵唯、酷比、TCL和小辣椒等知名手机品牌。


目前他们的供应链运转比较正常,交付的周期也符合预期。“虽然市场上晶圆比较紧张,我们还是尽力满足所有客户的需求,有些项目即便成本压力很大,也坚持接单,这是信炜给客户的承诺,不会动摇。同时我们也预见,硬件价格战已经到了一个瓶颈期,厂商们更加强调服务、可靠性等软实力。估计未来一段时间,洗牌会加剧,有人离开,也可能继续有人进来。”他同时指出。


消费者在手机上使用指纹识别技术做微信手机支付成为了中国人普遍的做法,但这究竟有多大的风险呢?莫良华对《电子工程专辑》说,“从我个人比较熟悉的手机领域来说,我认为目前的信息安全是够用的,一是手机的应用场景相对比较集中,二是使用的用户就局限在身边几个人。比如我们自己的手机,只有身边几个人会使用,不会像指纹打卡机,有成千上万人使用。安全是一个系统级的概念,包括了软件、硬件、传输和运算等各个环节,需要从一个比较高的层面定义规则,才会收到良好的效果,才有可能大规模的推广。 目前手机的安全环境,是结合了主芯片、内存操作在内的系统级解决方案,我个人认为是比较安全的,当然如果增加了安全芯片等更高级别的安全机制会更好。信炜也和市场主流的安全系统、安全芯片厂商进行了深入合作,加入了阿里主导的IFAA联盟,以及国际上的主流认证组织及生物认证联盟,会持续创新,用更好的产品和服务回馈信任我们的客户和伙伴。”


他还补充说:“我们的指纹支付,也主要是微信和支付宝,并没有在各种APP里面都留下我们的指纹信息;一旦发现错误指纹,连续几次出现就会锁定用户,不允许继续用指纹解锁,这些场景都有利于安全。”


莫良华介绍了信炜指纹在加强安全的做法。指纹扫描图像通过双向加密握手进行传输,不同的项目使用完全不同的密钥进行配对,图像提取完特征后就被抛弃,不会存储;同时,提取的指纹特征点信息也经过加密传输和存储,保证用户的数据安全。即便在有些特殊用户场景中需要使用指纹图像,信炜也会将指纹图像的关键特征点擦除后进行存储,这样即便图像被恶意获取,也无法还原成有效的指纹图像进行特征提取和身份验证。

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图6:深圳贝特莱电子科技股份有限公司产品总监曾宏博


利用自身优势,积极开拓新市场

还有的公司在指纹识别上,以两条腿走路。深圳贝特莱电子科技股份有限公司产品总监曾宏博介绍说,贝特莱的指纹识别芯片主要应用于手机市场及嵌入式市场。


“对于手机市场,我们认为指纹识别在499/599以上的手机基本是标准配置,整个市场容量非常大,需要我们不断提高性价比,改善用户体验,为手机客户创造价值;在嵌入式市场,指纹识别广泛应用于智能门锁、箱包、U盘、汽车门锁、智能卡等领域,市场庞大但碎片化,贝特莱致力于在细分领域尽量产品标准化,为更多的客户带来新的价值和机会。目前贝特莱的月度出货量逼近KK级别,在市场中处于4、5位的第二集团阵营。”


对于公司在产品上的优势,曾宏博表示,贝特莱提供的指纹识别芯片是自主研发的,相比较对手,有以下优势:


一、产品的ESD能力比较好,接触放电8KV,隔空放电15KV,且新一代在不带TVS管的条件下也能支持隔空15KV。

二、超低的功耗,指纹扫描功耗在5mA,冷屏唤醒功耗在100uA。

三、超快的响应速度,REE环境<150ms,TEE环境<200ms。

四、广域的切割面积,支持圆形、方形、跑道形、长方形切割,支持coating、玻璃、陶瓷各种介质,ID设计灵活。

五、全平台支付支持,支持高通、MTK、展讯的TEE环境,支持全平台的微信、支付宝指纹支付。


最后我们再来看一家能够提供灵活指纹识别的软件硬设计公司。

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图7:深圳指芯智能科技有限公司研发副总裁余俊


深圳指芯智能科技有限公司(以下简称指芯智能)为客户提供指纹模块、指纹算法芯片、指纹应用方案。余俊介绍说,“我们专注于指纹识别技术20年之久,对指纹技术发展了解颇深,所开发的产品有指纹算法、指纹算法芯片、指纹识别模块、指纹识别方案。以上产品均为自主开发,硬件平台是灵雀 arm Cortex-M4内核MCU性能和稳定性已被众多客户所认可。同时产品在成本、性能和售后服务等方面都能适应各行业、系统集成、跨平台开发需求。


指芯智能的嵌入原创的指纹特征点算法“QSFinger 2.4”,具有以下特点:360°无死角识别指纹,任意一个角度摆放手指均可识别的特点,可以实现单枚指纹比对时间仅需0.3秒,3次完成注册仅需1.5秒,最优1/3覆盖面积快速比对。具有极高的通配性,能与MCU的不同平台匹配,兼容全球各国家各领域的国际算法。自主半导体3D活体传感器,适配高安全特征点算法引擎深度学习。多维度融合特征点自调整坐标原理技术,定位分配精准且注册满指纹库速度不改变。采用不可逆指纹模板加密技术,指纹图像采集、指纹特征提取及匹配比对,在“黑盒”安全域内完成。


余俊副总裁指出,指芯智能的产品广泛应用于指纹锁、工业控制、手持设备、金融支付、消费电子等领域。“指纹市场目前是一个增量市场,市场的需求刚刚开始上升。指纹识别应用产品都集中在指纹手机、指纹锁这二块,其它指纹应用方案太少,关注度还是不够。我公司目前已完成多种方案,可对指纹识别、存储类、家电类、汽车类等产品进行全方位的技术支持。


“指纹应用相关产品将会越来越多,市场潜力是巨大的。但还需在产品设计、产品制造、产品售后服务等多个方面加强。未来一二年,我们将能看到指纹识别技术走入到千家万户,人们生活的各个方面都会接触到指纹识别技术相关的应用产品,” 余俊说。

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