“C-Q-T”從物理量轉(zhuǎn)換過程闡述了間接傳感器的原理：電容量轉(zhuǎn)換為電荷量，將電荷轉(zhuǎn)移積分，以積分電容充滿所花費的時間量作為輸出。為區(qū)別于前三代Passive、Active、RF所基于的經(jīng)典“Any-V”直接傳感器定義，采用了“C-Q-T”這個符合術(shù)語規(guī)范的名稱。
從誕生時間和技術(shù)水平發(fā)展程度來看，將Passive、Active、RF、C-Q-T稱為第1、2、3、4代頗為妥帖。第1代假定手指為接地電極，如Egistec；第2代將手指本身作為傳感器部件，通過導(dǎo)電外框驅(qū)動手指電位，如FPC，比第1代提高了對指紋耦合電容的靈敏度；第3代使用MHz級頻率的交流信號作為驅(qū)動信號，用同步解調(diào)電路放大帶內(nèi)信號并抑制帶外噪聲，如Authentec，在第2代基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高信噪比，但也付出了功耗提高、易受干擾、片上布局效率降低的代價；第4代使用截然不同的電路原理，在制程偏差魯棒性、低功耗、電源干擾抑制、布局效率等方面比第3代有大幅度提升，甚至超越了第2代水平，同時又在傳感方程層面擁有第3代所合乎的所有數(shù)學(xué)特性，所以靈敏度與第3代處于伯仲之間。
下圖對比了第一代Touch ID（5S/6）、第二代Touch ID（6S）和AFS120采集的指紋圖像的面積比例。安裝在同樣大小的Home鍵里，AFS120完勝兩代Touch ID，這就是布局效率優(yōu)勢的體現(xiàn)。要知道指紋識別的安全性首先基于指紋數(shù)據(jù)的量，就跟密碼安全性首先取決于密碼長度一樣。制程偏差魯棒性意味著更高的良率，低功耗就意味著低功耗以及避免對其他器件造成串?dāng)_，電源干擾抑制能力意味著對來自手機(jī)主板的電源串?dāng)_更加健壯，更適合匹配各種不同的手機(jī)主板。
說到專利權(quán)，蘋果是本領(lǐng)域?qū)＠罄匣⑹侨吮M皆知的事實，但這位大老虎有多大有多老虎還須仔細(xì)道來。被蘋果全資收購的Authentec作為第2代技術(shù)理論發(fā)明者Harris的唯一繼承者，以及第三代RF技術(shù)的發(fā)明者，獨占了第3代技術(shù)的所有專利，還通過并購Upek獲取了大量第2代技術(shù)專利作為原理專利的補(bǔ)充，通過收購Autra獲得了1.5代專利（1代借鑒2代）。蘋果的專利武器可以隨時毀滅第3代技術(shù)的跟進(jìn)者，限制第2代廠商不得借鑒第3代技術(shù)，限制第1代廠商甚至不得借鑒1.5代技術(shù)。
過猶不及，蘋果擁有過多過強(qiáng)的專利也為自己帶來了一些限制，即不得濫用壟斷地位。如果蘋果草率的發(fā)起專利訴訟，很大概率導(dǎo)致來自反壟斷的干預(yù)，結(jié)果可能使第2代技術(shù)或第3代技術(shù)被認(rèn)定為行業(yè)必要技術(shù)而被強(qiáng)制對外授權(quán)，對蘋果而言得不償失。至于什么時候能夠“開門放蘋果”其實取決于更新更優(yōu)秀的獨立技術(shù)體系的成熟程度，第4代技術(shù)成熟之日就是蘋果卸下反壟斷鐐銬之時。但是，作為新生的理論體系，“C-Q-T”理論自提出日起至今不過3年，工程實踐不超過2年。盡管邁瑞微在2015年初就發(fā)布了勝過蘋果第二代Touch ID的AFS120，但畢竟時日尚淺，出貨量和公共認(rèn)知度還達(dá)不到“行業(yè)普遍應(yīng)用技術(shù)”的水平。隨著邁瑞微的研發(fā)深入和市場步伐的穩(wěn)步推進(jìn)，一方面通過穿透400um玻璃的可量產(chǎn)Under Glass方案自證超越第3代技術(shù)，另一方面通過大批的出貨量提高公共認(rèn)知度，那么蘋果公司就可以無后顧之憂的揮舞起第3代和第2代的專利大棒。
在2015年，1、2、3、4代技術(shù)同臺競技，眾說紛紜。作為第4代技術(shù)的提出者，在宣傳第4代技術(shù)優(yōu)越性的同時，不妨順便扒一扒這些虛假宣傳：
虛假宣傳1，“3D采集”。把圖像的像素坐標(biāo)作為X,Y分量，把像素灰度作為Z分量，則可將任意灰度圖像圖形化顯示為曲面，這就是所謂“3D”。第1代電容指紋傳感器面世就祭起“光學(xué)2D，電容3D”的口號；第2代為顯示與第1代的區(qū)別，創(chuàng)造了“Passive”和“Active”這個分類法，這時Passive成了2D，Active才是3D；第3代技術(shù)因使用了MHz頻段的信號驅(qū)動自封“RF”，“電容2D，射頻3D”的宣傳讓不少人至今還以為射頻和電容是不同的東西。謠言止于智者，這個接力棒沒有延續(xù)到第4代，卻被高通搶過去宣布“電容2D，超聲波3D”。
虛假宣傳2，“真皮采集”。指紋的電學(xué)模型復(fù)雜，在電傳感意義上的“真皮層”指的是可等效為電容電極曲面的電等勢面。如果表皮潮濕導(dǎo)電率高，那么等勢面就趨近于表面，反之則趨近于內(nèi)層。電等勢面總能反映指紋紋理，所以電容式采集指紋紋理較為穩(wěn)定。這個“實驗結(jié)論”常用“真皮采集”來加以解釋，但其實“真皮”只是算作一個比喻，而非生物學(xué)上的涵義。一些人甚至從“真皮采集”引申出可防假，就有點過了。
虛假宣傳3，“信噪比”。有廠商宣傳Passive信噪比高，Active信噪比低，其實是因為他們受專利限制不能自由的借鑒第2代技術(shù)來提高性能。要是Passive真好，犯得著摻雜大比例鋇鹽來提高molding compound的介電常數(shù)到100量級？極端材料往往具有毒性，這種鋇鹽可和鹽酸反應(yīng)生成氯化鋇，而氯化鋇的致死量是0.8-0.9克，約合4顆芯片的用量。
虛假宣傳4，“射頻”“電容”雙模采集。只要明白了“射頻”這個詞的歷史由來，不妨一笑了之。
其實，不管1、2、3、4代，電容式指紋傳感器只有兩個外部指標(biāo)是值得關(guān)心的：圖像面積和介質(zhì)穿透能力。指紋傳感器采集的圖像畢竟是用來識別的，必須給指紋識別算法提供充足的原始數(shù)據(jù)信息。再優(yōu)秀的算法只能轉(zhuǎn)換信息，不能捏造信息。有不少供應(yīng)商為更小的指紋傳感器不遺余力的打廣告，但事實是面積越小硬件技術(shù)越簡單，做得多小取決于節(jié)操的下限而不是技術(shù)能力的上限。另一個重要指標(biāo)是介質(zhì)穿透能力。畢竟手指表面也是絕緣介質(zhì)而非良導(dǎo)體，所以傳感器的介質(zhì)穿透能力要有充分的冗余度，以覆蓋保護(hù)材料的電介性偏差和手指的電介性偏差。如果總的介質(zhì)穿透能力不足，或者在制造中用盡沒有留足夠余量給手指，都是必定失敗的做法。
講到這里，邁瑞微擁有指紋傳感器專利權(quán)的所有內(nèi)涵已呼之欲出。專利權(quán)并不只是一個法律上的符號，原理級的專利權(quán)意味著其發(fā)明創(chuàng)造者對整個領(lǐng)域可以完全hold住。Authentec一統(tǒng)天下的根基也正在于原理級專利權(quán)，主要憑借專利訴訟而非商業(yè)成功成長為壟斷性企業(yè)，所以經(jīng)營能力上根基不牢只好抱蘋果大腿去了。結(jié)合到產(chǎn)業(yè)大背景，以及蘋果獨占技術(shù)壁壘的現(xiàn)實，由中國大陸內(nèi)資公司持有的開創(chuàng)性的原理級專利權(quán)，還有更多的內(nèi)涵。這也許是希望，也許是火種，也許是一代人真正站起來，用國際通行的游戲規(guī)則在正面戰(zhàn)場與跨國企業(yè)巨頭硬捍的宣誓。
現(xiàn)在，我手里有指紋傳感器專利權(quán)，你有安全支付么？
從誕生時間和技術(shù)水平發(fā)展程度來看，將Passive、Active、RF、C-Q-T稱為第1、2、3、4代頗為妥帖。第1代假定手指為接地電極，如Egistec；第2代將手指本身作為傳感器部件，通過導(dǎo)電外框驅(qū)動手指電位，如FPC，比第1代提高了對指紋耦合電容的靈敏度；第3代使用MHz級頻率的交流信號作為驅(qū)動信號，用同步解調(diào)電路放大帶內(nèi)信號并抑制帶外噪聲，如Authentec，在第2代基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高信噪比，但也付出了功耗提高、易受干擾、片上布局效率降低的代價；第4代使用截然不同的電路原理，在制程偏差魯棒性、低功耗、電源干擾抑制、布局效率等方面比第3代有大幅度提升，甚至超越了第2代水平，同時又在傳感方程層面擁有第3代所合乎的所有數(shù)學(xué)特性，所以靈敏度與第3代處于伯仲之間。
下圖對比了第一代Touch ID（5S/6）、第二代Touch ID（6S）和AFS120采集的指紋圖像的面積比例。安裝在同樣大小的Home鍵里，AFS120完勝兩代Touch ID，這就是布局效率優(yōu)勢的體現(xiàn)。要知道指紋識別的安全性首先基于指紋數(shù)據(jù)的量，就跟密碼安全性首先取決于密碼長度一樣。制程偏差魯棒性意味著更高的良率，低功耗就意味著低功耗以及避免對其他器件造成串?dāng)_，電源干擾抑制能力意味著對來自手機(jī)主板的電源串?dāng)_更加健壯，更適合匹配各種不同的手機(jī)主板。
說到專利權(quán)，蘋果是本領(lǐng)域?qū)＠罄匣⑹侨吮M皆知的事實，但這位大老虎有多大有多老虎還須仔細(xì)道來。被蘋果全資收購的Authentec作為第2代技術(shù)理論發(fā)明者Harris的唯一繼承者，以及第三代RF技術(shù)的發(fā)明者，獨占了第3代技術(shù)的所有專利，還通過并購Upek獲取了大量第2代技術(shù)專利作為原理專利的補(bǔ)充，通過收購Autra獲得了1.5代專利（1代借鑒2代）。蘋果的專利武器可以隨時毀滅第3代技術(shù)的跟進(jìn)者，限制第2代廠商不得借鑒第3代技術(shù)，限制第1代廠商甚至不得借鑒1.5代技術(shù)。
過猶不及，蘋果擁有過多過強(qiáng)的專利也為自己帶來了一些限制，即不得濫用壟斷地位。如果蘋果草率的發(fā)起專利訴訟，很大概率導(dǎo)致來自反壟斷的干預(yù)，結(jié)果可能使第2代技術(shù)或第3代技術(shù)被認(rèn)定為行業(yè)必要技術(shù)而被強(qiáng)制對外授權(quán)，對蘋果而言得不償失。至于什么時候能夠“開門放蘋果”其實取決于更新更優(yōu)秀的獨立技術(shù)體系的成熟程度，第4代技術(shù)成熟之日就是蘋果卸下反壟斷鐐銬之時。但是，作為新生的理論體系，“C-Q-T”理論自提出日起至今不過3年，工程實踐不超過2年。盡管邁瑞微在2015年初就發(fā)布了勝過蘋果第二代Touch ID的AFS120，但畢竟時日尚淺，出貨量和公共認(rèn)知度還達(dá)不到“行業(yè)普遍應(yīng)用技術(shù)”的水平。隨著邁瑞微的研發(fā)深入和市場步伐的穩(wěn)步推進(jìn)，一方面通過穿透400um玻璃的可量產(chǎn)Under Glass方案自證超越第3代技術(shù)，另一方面通過大批的出貨量提高公共認(rèn)知度，那么蘋果公司就可以無后顧之憂的揮舞起第3代和第2代的專利大棒。
在2015年，1、2、3、4代技術(shù)同臺競技，眾說紛紜。作為第4代技術(shù)的提出者，在宣傳第4代技術(shù)優(yōu)越性的同時，不妨順便扒一扒這些虛假宣傳：
虛假宣傳1，“3D采集”。把圖像的像素坐標(biāo)作為X,Y分量，把像素灰度作為Z分量，則可將任意灰度圖像圖形化顯示為曲面，這就是所謂“3D”。第1代電容指紋傳感器面世就祭起“光學(xué)2D，電容3D”的口號；第2代為顯示與第1代的區(qū)別，創(chuàng)造了“Passive”和“Active”這個分類法，這時Passive成了2D，Active才是3D；第3代技術(shù)因使用了MHz頻段的信號驅(qū)動自封“RF”，“電容2D，射頻3D”的宣傳讓不少人至今還以為射頻和電容是不同的東西。謠言止于智者，這個接力棒沒有延續(xù)到第4代，卻被高通搶過去宣布“電容2D，超聲波3D”。
虛假宣傳2，“真皮采集”。指紋的電學(xué)模型復(fù)雜，在電傳感意義上的“真皮層”指的是可等效為電容電極曲面的電等勢面。如果表皮潮濕導(dǎo)電率高，那么等勢面就趨近于表面，反之則趨近于內(nèi)層。電等勢面總能反映指紋紋理，所以電容式采集指紋紋理較為穩(wěn)定。這個“實驗結(jié)論”常用“真皮采集”來加以解釋，但其實“真皮”只是算作一個比喻，而非生物學(xué)上的涵義。一些人甚至從“真皮采集”引申出可防假，就有點過了。
虛假宣傳3，“信噪比”。有廠商宣傳Passive信噪比高，Active信噪比低，其實是因為他們受專利限制不能自由的借鑒第2代技術(shù)來提高性能。要是Passive真好，犯得著摻雜大比例鋇鹽來提高molding compound的介電常數(shù)到100量級？極端材料往往具有毒性，這種鋇鹽可和鹽酸反應(yīng)生成氯化鋇，而氯化鋇的致死量是0.8-0.9克，約合4顆芯片的用量。
虛假宣傳4，“射頻”“電容”雙模采集。只要明白了“射頻”這個詞的歷史由來，不妨一笑了之。
其實，不管1、2、3、4代，電容式指紋傳感器只有兩個外部指標(biāo)是值得關(guān)心的：圖像面積和介質(zhì)穿透能力。指紋傳感器采集的圖像畢竟是用來識別的，必須給指紋識別算法提供充足的原始數(shù)據(jù)信息。再優(yōu)秀的算法只能轉(zhuǎn)換信息，不能捏造信息。有不少供應(yīng)商為更小的指紋傳感器不遺余力的打廣告，但事實是面積越小硬件技術(shù)越簡單，做得多小取決于節(jié)操的下限而不是技術(shù)能力的上限。另一個重要指標(biāo)是介質(zhì)穿透能力。畢竟手指表面也是絕緣介質(zhì)而非良導(dǎo)體，所以傳感器的介質(zhì)穿透能力要有充分的冗余度，以覆蓋保護(hù)材料的電介性偏差和手指的電介性偏差。如果總的介質(zhì)穿透能力不足，或者在制造中用盡沒有留足夠余量給手指，都是必定失敗的做法。
講到這里，邁瑞微擁有指紋傳感器專利權(quán)的所有內(nèi)涵已呼之欲出。專利權(quán)并不只是一個法律上的符號，原理級的專利權(quán)意味著其發(fā)明創(chuàng)造者對整個領(lǐng)域可以完全hold住。Authentec一統(tǒng)天下的根基也正在于原理級專利權(quán)，主要憑借專利訴訟而非商業(yè)成功成長為壟斷性企業(yè)，所以經(jīng)營能力上根基不牢只好抱蘋果大腿去了。結(jié)合到產(chǎn)業(yè)大背景，以及蘋果獨占技術(shù)壁壘的現(xiàn)實，由中國大陸內(nèi)資公司持有的開創(chuàng)性的原理級專利權(quán)，還有更多的內(nèi)涵。這也許是希望，也許是火種，也許是一代人真正站起來，用國際通行的游戲規(guī)則在正面戰(zhàn)場與跨國企業(yè)巨頭硬捍的宣誓。
現(xiàn)在，我手里有指紋傳感器專利權(quán)，你有安全支付么？
