2018消費類生物識別市場和技術趨勢

在過去五年中，前途光明且充滿活力的消費類生物識別傳感器市場已經完全重塑！消費類市場迎來生物識別的“第二波”浪潮據麥姆斯咨詢報道，生物識別技術的“第一波”浪潮出現在五年前——指紋識別進入大眾消費市場。蘋果（Apple）公司為iPhone 5s集成了“Touch ID”電容式指紋識別技術，從而推動安卓（Android）手機廠商加入生物識別市場。

因此，該趨勢使得指紋識別傳感市場規模在2017年底達到了35億美元。正如Yole在2016年中期預期的那樣，生物識別的“第二波”浪潮始于2017年9月推出的iPhone X，當時蘋果公司為消費類應用的3D傳感設定了技術和用例標準。蘋果公司利用結構光原理構建了復雜的3D攝像頭：“TrueDepth”，以實現比“Touch ID”更加安全的3D人臉識別“Face ID”。

該3D攝像頭集成了五個子模塊，它們分別是：近紅外攝像頭（采用意法半導體的創新NIR全局快門圖像傳感器）、飛行時間（ToF）測距傳感器+紅外泛光照明器、RGB攝像頭、紅外點陣投影器、彩色/環境光傳感器。這波浪潮由3D傳感技術引領，目前正在進行當中，并有望驅動生物識別市場在2022年之前達到170億美元。

消費類生物識別：傳感器市場預測

但是，生物識別不僅僅包含指紋識別或人臉識別，還有虹膜識別和語音識別等。本報告會對生物識別各個細分領域進行分析和市場預估，我們認為未來60%的生物識別模組出貨量來自人臉識別模組，而指紋識別方面，由于激烈的競爭（導致價格下跌）和人臉識別的替代，其市場增長趨緩。

本報告研究領域：指紋識別、人臉識別、虹膜識別、語音識別

企業文化和成本效益驅動技術選擇在2016年中期，蘋果（Apple）公司決定采用“結構光”作為3D人臉識別技術實現方法：復雜的供應鏈加上低良率實現了原深感（TrueDepth）攝像頭，當時只有蘋果公司才能承擔這樣的復雜性和高成本。這符合蘋果公司的“it just works”理念，并且在生物識別的安全性方面沒有任何妥協。最終，蘋果公司提高了生物識別標準——在iPhone X智能手機中集成了原深感（TrueDepth）攝像頭，利用3D人臉識別取代了指紋識別，以至于安卓（Android）廠商需要花費一年多的時間才能達到相同的技術規格和合理的產品價格。

不同生物識別技術的安全性和實用性35年來，蘋果公司一直致力于在人機接口（HMI）計算領域進行創新。這就是為什么蘋果公司將最先進的生物識別解決方案推向市場，并開發諸如針對社交媒體文化的動物表情（Animojis）功能。

蘋果公司生物識別硬件出貨量和產值預測（2012~2023年）由于大多數安卓廠商缺乏蘋果公司的核心技術，因此很難立刻集成3D人臉識別功能，而是繼續選擇低成本的指紋識別技術，以及利用前置攝像頭模組實現2D人臉識別（或加上活體檢測功能），這樣使得手機解鎖和在線支付的安全性及用戶體驗有些受損。

有意思的是，我們看到中國廠商正在快速追趕蘋果公司，這在很大程度上要歸功于中國供應鏈中富有成效的合作關系。如今，中國廠商已經能夠設計出媲美蘋果公司原深感（TrueDepth）攝像頭的3D傳感解決方案。例如，華為Mate Pro 20和小米8透明探索版都采用了嵌入式結構光模組，以實現3D傳感和生物識別功能。

高端智能手機中的生物識別硬件及其成本變化事實上，生物識別模組在其它消費類設備上的應用激增將在未來五年內為生物識別硬件市場帶來巨大收益。結構光有望轉向ToF，指紋識別面臨雙重威脅本報告重點講解了每種生物識別傳感解決方案的演進情況。對于人臉識別，有望從結構光方案轉向飛行時間（ToF）方案。雖然功耗和偽影校正方面需要改進，但是ToF模組更小、更便宜。對于指紋識別，指紋傳感器廠商將在未來三年內推出不同的集成方案：從“按鈕集成”到“屏下集成”。當然，不同智能手機廠商有自己的技術選擇。

從長遠來看，傳統的指紋識別市場可能會受到兩方面威脅。首先，與其它更方便、更安全的生物識別解決方案的競爭，例如3D人臉識別（受益于軟件和人工智能的提升）；其次是通過手機顯示屏集成檢測與識別功能，這里需要透明的大面積光電探測器，作為一層“膜”嵌入到顯示模塊中，例如京東方（BOE）正在研發此項技術。生物識別市場的另一大特色產品是智能音箱/語音助手。目前，這些系統的生物識別功能非常有限，但最終需求（出于消費者和安全原因）將推動OEM（原始設備制造商）集成語音識別功能，以便根據配置文件執行自定義操作。因此，對于新硬件（指向性麥克風、波束成形、高信噪比）、強大的人工智能（AI）和邊緣計算的需求，將推動語音識別市場快速發展。

注：2018年12月13日至12月15日，麥姆斯咨詢主辦的《聲學MEMS和傳感器培訓課程》將在蘇州舉行，培訓內容包含：（1）聲學/壓電MEMS設計工具Tanner軟件及應用；（2）聲學MEMS和傳感器有限元設計軟件COMSOL Multiphysics及其應用；（3）電容式MEMS麥克風設計；（4）電容式MEMS麥克風制造工藝，及參觀學習MEMS制造產線；（5）MEMS麥克風封裝和測試；（6）MEMS麥克風ASIC技術；（7）壓電MEMS水聽器（水下麥克風）設計、制造及封測；（8）MEMS麥克風專利分析，及典型訴訟案例。詳情及報名請聯系：麥姆斯咨詢聯系人：彭琳電話：17368357393E-mail：PengLin@MEMSConsulting.com

消費類生物識別技術路線圖（指紋識別、人臉識別、虹膜識別、語音識別）

消費類生物識別技術對比分析