原理级专利只有原理级差别才可避开

　　提到指纹识别的专利，必须绕不开Harris在1997年5月16日向美国专利商标局递交了名为Electric Field Fingerprint Sensor Having Enhanced Feathers and Related Methods（具有增强特征和领先方法的电场指纹传感器）的发明专利申请，于1999年8月17日获得授权，授权号US9540526。这是Harris（ Authentec / Apple）的指纹传感器专利组合中最有代表性的一篇；在该专利的说明书里，发明人介绍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：

　　苹果（Authentec）持有的壁垒型专利US5940526的36个权项有35个处于有权状态，苹果公司有权对同时具备外部电极、传感电极阵列、放大电路的指纹传感器发起侵权诉讼。

　　我们都知道，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，注意，是最早申请日起算。此外，如果保护范围涉及组合物或者使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。也就是说，在此期间，采用主动式的电容指纹识别的方案都绕不开这一技术的壁垒。

　　能绕开这一技术专利壁垒的方法是什么呢？答案当然只有采用其它原理，如被动式的电容方案的芯片。

　　从电容式指纹识别的发展史看技术路线的差异

　　我们都知道，电容式指纹传感器共经历过3个阶段；第1次在90年代中及以前，第2次在2008年以前，第3次正当其时，技术路线也各有差异。

　　业界从诞生时间和技术发展程度来看，将Passive、Active、RF、C-Q-T称为第1、2、3、4代颇为妥帖。第1代假定手指为接地电极，如Egistec（神盾）；第2代将手指本身作为传感器部件，通过导电外框驱动手指电位，如FPC；第3代使用MHz级频率的交流信号作为驱动信号，用同步解调电路放大带内信号并抑制带外噪声，如Authentec；在第2代基础上进一步提高信噪比，但也付出了功耗提高、易受干扰、片上布局效率降低的代价；第4代C-Q-T，代表厂商是Microarray，宣称使用截然不同的电路原理，但其量产可成功性还有待业界验证。

　　这么多年来，致力于电容式指纹传感器的厂家很多，如Siemens、Philips、Infineon、Atmel、STM、Epson、Sharp、Sony、Fujitsu、Hitachi甚至Intel等，但都如过眼云烟。从第一批投入研发并存活下来的芯片公司已经不多，行业的并购不断发生，比较出名的是，Authentec 2009年收购Atrua；2010年收购Upek；苹果收购Authentec；新思收购Validity。现在一些新的厂商，如迈瑞微、汇顶、思立微等也涌现出来。

　　那么从第一代就开始致力于电容式指纹芯片的企业，存活下来的不多。只有Egistec（神盾）、IDEX、FPC、Authentec等几家。Authentec现在傍上了苹果这个大款，被包养了。FPC目前成了安卓系统厂商的热饽饽，产品一时供不应求。IDEX依靠专利授权活着，据传其将滑擦式授权给敦泰、按压式授权给Cypress。

　　而唯一挣扎着活下来的神盾，这几年对其Passive（被动式）技术进行了优化革新，并且配合自己的算法，成功打入了手机用指纹识别市场。据了解，凭借其优秀的算法，三星Galaxy S6采用其算法，三星的A系列也将采用其芯片和算法。国内的努比亚Z9、中兴威武3，飞利浦、小辣椒等所采用。正是因为神盾采用的是被动式的原理，所以在专利上避开了以Authentec为主的主动式芯片的原理。这在专利上为手机厂商提供了另一个出海口，可以保证手机品牌厂商在指纹芯片使用方面不受专利侵权困扰。

　　神盾指纹芯片专利地图

　　我们都知道指纹识别是一个系统工程，神盾在指纹方面在全球有超过一百多项自主专利，其专利包括了算法、芯片设计、工艺等方面的专利。下面我们来看看神盾的专利到底有何特点呢？以下是神盾的专利组成地图：

　　其中芯片方面的专利有43项，最为核心的原理专利，是其被动式原理技术与主动式完全不同，有根本的区别，以下两图是神盾的原理示意图：

　　神盾的传感器不需要挡板驱动输入信号被施加到传感电池电极（20）

　　被动式是否就是落后的电容式技术？

　　被动式与主动式的差别在于主动式具备外部电极、传感电极阵列、放大电路这三个特怔。也就是在于主动式通过外部电极和信号放大这两个处理方式，将手指指纹的电容信号增强，而被动式则没有采取这一方式。业界人员也了解到，在增强放大有效指纹信号的同时，一些杂讯也同时被放大，这给后期的算法带来了麻烦。而电容式指纹识别则一个系统工程，不仅仅在于获得指纹的电容信号值，同时还需要将这些电容值通过一定的算进行重组还原。在还原的过程中，如何消除杂讯，还原指纹的真实信息，神盾公司经过十数年的积累，已经成功优化和研究出了有自己专利的算法。这些算法能很好的配合被动式采取指纹电容信息的特点，能准确识别和还原指纹信息。经多家终端应用测试，其对指纹的FAR和FRR均达到业内领先水平。

　　所以，被动式虽然是最早发明的上一代的指纹信号采取的方式，但其并不是落后的电容式技术。在经过不断的技术更新后，配合先进和独特的算法，在指纹识别的技术领域也独具一帜。

　　总而言之，采用被动式原理神盾指纹芯片更直接简单绕过专利壁垒，配合自己的算法，已经形成了自己独特的专利体系。且这一体系正在为业界广泛的承认和应用，连对专利最为敏感和严苛的三星，都在其A系列某款产品选择了神盾，相信神盾在指纹识别的专利方面，的确开辟了新的出海口。