無線充電/指紋辨識紅翻天　MCU業者挺進新藍海市場

今年9月，蘋果(Apple)iPhone 5S正式發表，除以「金」光閃閃之姿亮相外，最令人關注的改變莫過於導入指紋辨識(Fingerprint)功能。

指紋辨識可分為壓力式、電容式、超音波式和光學式等類型，主要系統元件包括以微控制器(MCU)為基礎的特定應用積體電路(ASIC)，以及依技術類別不同所須搭載的光學鏡頭、壓力或立體影像感測器等。

其中，電容和光學式方案係當前指紋辨識手機最熱門的兩大選項。前者可藉由互補式金屬氧化物半導體(CMOS)製程微縮晶片體積，遂獲得蘋果青睞；至於後者在智慧門鎖等應用領域已行之有年，隨著微型化光學組裝技術日益成熟，亦開始受到手機品牌廠關注，將刺激MCU、感測器出貨需求。

另一方面，在三星(Samsung)、諾基亞(Nokia)等重量級行動裝置品牌相繼導入無線充電(Wireless Charging)後，亦已吸引MCU廠商搶推無線充電收發器晶片，卡位此波新商機；而行動裝置應用處理器一哥高通(Qualcomm)近來也動作頻頻，並研擬在處理器中內建無線充電接收器(Rx)，足見無線充電應用正迅速壯大發展，儼然為MCU產品開創另一個蓬勃市場。

指紋辨識掀熱潮　MCU再添新商機

圖1　盛群半導體總經理高國棟指出，可攜式醫療設備市場亦將成為MCU業者的重要營收來源。

隨著行動裝置導入指紋辨識功能風潮興起，MCU開發商已嗅到新的市場商機，並緊盯相關技術發展一舉一動，積極拉攏品牌客戶。其中，盛群半導體已採用Cortex-M3核心開發一款32位元MCU，並轉投資指紋辨識解決方案供應商--金佶科技，聯手強攻光學式指紋辨識應用產品。

盛群半導體總經理高國棟(圖1)表示，相較於蘋果的電容式指紋辨識技術，盛群與金佶的光學式方案架構更簡單(圖2)，只須一個光學鏡頭、電源管理晶片(PMIC)及負責影像處理的32位元MCU，有助實現低於10美元的系統價格，加速挺進中低價行動裝置市場。

高國棟更透露，金佶的光學式指紋辨識技術已研發3?4年，並應用在門鎖、槍櫃及英國警方的手持式辨識設備上；近期則發展至第三代規格，一舉將厚度縮減至3.5毫米(mm)以下，滿足行動裝置設計要求。如此一來，亦有助盛群在未來幾年衝刺32位元MCU出貨量，搶占行動裝置指紋辨識商機。

圖2　光學式指紋辨識運作原理

金佶科技副總經理巫仁傑補充，一直以來，光學式指紋辨識最大技術挑戰在於體積難以縮小，如今，金佶已利用高階32位元MCU，更先進的光學組裝技術和系統設計架構克服此一問題，同時也順利開發出360度鑑別及假手指辨識演算法，將在行動裝置市場快速攻城掠地。

據悉，盛群與金佶將於今年底先發布10吋平板裝置專用的光學式指紋辨識方案，並與OEM合作夥伴共同在2014年國際消費性電子展(CES)展出樣品，可望繼蘋果之後，再掀下一波光學式指紋辨識熱潮。

無獨有偶，觸控晶片商新思科技(Synaptics)亦於日前購併指紋辨識方案供應商--Validity，強勢進軍此一高速成長的應用市場。Synaptics總裁兼執行長Rick Bergman表示，Validity的指紋感應技術將與Synaptics現有的電容式觸控方案互補，創造一種全新的人機互動方式。

事實上，Validity在Natural ID身分驗證領域已耕耘多年，發展出高安全性、高性能且具高經濟效益的LiveFlex指紋感應器技術，可提供出色影像品質，並將高頻射頻(RF)影像應用於手指的生物層辨識，將有助Synaptics跨出觸控領域，進一步擴展行動支付、雲端服務與企業行動裝置的安全機制業務。

顯而易見，指紋辨識已為MCU開啟新的應用大門，未來可望吸引更多晶片商加入角逐商機；而除了此一新興應用外，無線充電亦成為MCU廠的目光焦點，包括德州儀器(TI)、飛思卡爾(Freescale)及盛群皆緊鑼密鼓部署產品，增闢獲利蹊徑。

進駐無線充電　ASSP MCU成長動力不減

UL亞太區高科技事業工程部總監蔡英哲表示，由於行動裝置及穿戴式電子產品設計較精巧，相對的內部電池容量有限，因此隨時透過無線充電方式補充電力已成為品牌廠的布局重點，刺激無線充電供應鏈快速蓬勃。

現市面上共有無線充電聯盟(WPC)、PMA及A4WP等三大標準組織，技術則區分為磁感應與共振式兩種，前者為WPC和PMA所採用，而A4WP則押寶共振式方案。在無線充電收發器晶片方面，德州儀器已領先群雄展開量產，並取得不錯的市占率，但其他晶片商也緊跟在後，醞釀在今年發布商用產品。

盛群客戶技術部技術企劃研發處經理劉宏裕指出，無線充電收發器晶片大多以特定應用標準產品(ASSP)MCU為基礎，因而為MCU供應商提供新的發展機會。日前盛群已藉由8位元ASSP MCU，開發出符合最新Qi 1.2版規範的無線充電發送器(Tx)，可望在今年底前通過WPC認證，並旋即投入量產。下一階段盛群更將投入無線充電接收器(Rx)設計，並將於2014年發布可嵌入行動電源的方案。

事實上，除盛群以外，飛思卡爾、凌通科技等廠商亦看好無線充電發展，競相投入開發收發器晶片，足見無線充電領域已成為具備ASSP MCU相關技術業者重要的施力點。

另一方面，物聯網愈來愈盛行，且相關裝置日漸普及，固然為用戶勾勒更便利的生活情境，卻也引發資訊安全疑慮；因而驅動資料中心、半導體、金流及網路服務業者攜手研擬完整的軟硬整合安全機制，更進一步帶動安全微控制器晶片出貨需求。

嚴防IoT資安漏洞　安全MCU晶片後勢看俏

圖3　恩智浦智慧識別事業部銷售與市場資深副總裁Steve Owen認為，可搭配安全晶片運作的軟體亦相當重要，恩智浦正與合作夥伴共同研發。

恩智浦(NXP)智慧識別事業部銷售與市場資深副總裁Steve Owen(圖3)表示，用戶透過行動裝置、智慧電視或其他可攜式設備連上網路的比例日益攀高，因此透過安全晶片及相關軟體認證方案打造軟硬整合的身分辨識設備，防止駭客入侵，已成為金融、網路、科技產業及公家機關一致的發展方向。

Owen強調，因應物聯網時代無孔不入的資安問題，未來恩智浦SmartMX安全MCU晶片將進一步導入Instrinsic-ID的物理反複製技術(PUF)，透過每一個晶片獨有的「指紋」，來保護其加密金鑰，使其難以被有心人士複製或進行逆向工程，進而實現晶片的保護，有效杜絕資料盜竊。

與此同時，恩智浦也將持續強化近距離無線通訊(NFC)方案的安全控制晶片，增進行動支付與聯網設備資料交換的安全性。Owen認為，安全議題將隨著智慧家庭設備、穿戴式電子及無線聯網節點的蓬勃發展，更加受到業界關注，須運用半導體技術防堵任何可能的惡意程式攻擊，此將為安全MCU晶片供應商挹注龐大成長動能。