淺談3大屏下指紋識(shí)別應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)

全世界智能手機(jī)市場(chǎng)呈現(xiàn)飽和、換機(jī)潮時(shí)間拉長(zhǎng)，各家手機(jī)廠商希望借由創(chuàng)新科技帶動(dòng)銷量的當(dāng)下，要說(shuō)2019 年智能手機(jī)有何創(chuàng)新亮點(diǎn)能吸引消費(fèi)者目光，屏下指紋識(shí)別絕對(duì)是重點(diǎn)。

據(jù)TrendForce旗下拓墣產(chǎn)業(yè)研究院最新報(bào)告，繼 vivo、華為、小米、OPPO 之后，三星也將推出搭載屏下指紋識(shí)別方案的機(jī)種，隨著各大 Android 手機(jī)品牌大規(guī)模導(dǎo)入屏下指紋技術(shù)，持續(xù)拉升指紋識(shí)別于智能手機(jī)的滲透率，預(yù)估 2019 年超音波與光學(xué)屏下指紋識(shí)別技術(shù)占手機(jī)指紋識(shí)別市場(chǎng)比重，將從 2018 年的 3% 拉升至 13%。

期待未來(lái)市場(chǎng)滲透率進(jìn)一步突破、有更大商機(jī)同時(shí)，目前市場(chǎng)屏下指紋識(shí)別應(yīng)用，可分為傳統(tǒng)屏下電容式指紋識(shí)別、屏下超聲波指紋識(shí)別、屏下光學(xué)式指紋識(shí)別等3 種系統(tǒng)。各有什么優(yōu)缺點(diǎn)，未來(lái)又有什么應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)，一一與您說(shuō)分明。

電容式技術(shù)成熟 價(jià)格低廉移但植技術(shù)待克服

傳統(tǒng)屏下電容式指紋識(shí)別對(duì)許多消費(fèi)者都不陌生，目前除了屏下指紋識(shí)別，其他類型的商用指紋識(shí)別技術(shù)，都是利用電容式指紋識(shí)別技術(shù)。就技術(shù)來(lái)說(shuō)相對(duì)成熟，成本也更低，但想將電容式指紋識(shí)別轉(zhuǎn)移到屏下，的確有不小困難，尤其較弱的穿透力是其限制。

傳統(tǒng)電容式指紋識(shí)別要移轉(zhuǎn)到屏幕下，最主要的解決方案，就是藉由傳統(tǒng)硅基指紋識(shí)別傳感器換成透明的玻璃基傳感器，并直接嵌入手機(jī)LCD 液晶面板，減少需要穿透的 LCD 液晶面板厚度，改善穿透力差的問(wèn)題。這使手指接觸屏幕時(shí)，指紋識(shí)別傳感器便能感知到信號(hào)，完成指紋識(shí)別。

雖然采用傳統(tǒng)電容式屏下指紋識(shí)別，過(guò)程中屏幕不需發(fā)光。能支援LCD 液晶屏幕，使應(yīng)用成本相對(duì)低廉，但因?yàn)橹悄苁謾C(jī)屏幕都有一層觸控用面板，可能會(huì)產(chǎn)生觸控面板信號(hào)和指紋識(shí)別信號(hào)相互干擾，目前這問(wèn)題也有待解決。

超聲波辨識(shí)度高 價(jià)格高昂等商機(jī)

日前，移動(dòng)處理器大廠高通（Qualcomm）在年度發(fā)表會(huì)，發(fā)表首款支持屏下超聲波指紋識(shí)別系統(tǒng)的芯片，可說(shuō)是為屏下超聲波指紋識(shí)別的世紀(jì)拉開序幕。韓國(guó)三星的高端智能手機(jī)將首發(fā)這款由 GIS-KY 業(yè)成生產(chǎn)，搭配高通芯片的屏下指紋識(shí)別系統(tǒng)，預(yù)估其他手機(jī)品牌商也將會(huì)陸續(xù)配置到高端手機(jī)。

就目前來(lái)說(shuō)，屏下超聲波指紋識(shí)別技術(shù)是最先進(jìn)的技術(shù)。識(shí)別過(guò)程是在手指接觸到智能手機(jī)屏幕時(shí)，透過(guò)傳感器向手指表面發(fā)射超聲波，利用指紋表面皮膚和空氣密度的不同，構(gòu)建一個(gè)3D 圖像。傳感器接受到超聲波回波訊息后，比對(duì)與存于手機(jī)的信息，達(dá)到識(shí)別指紋的目的。

由于屏下超聲波指紋識(shí)別的優(yōu)勢(shì)，在于有較強(qiáng)穿透性，且抗污能力高，即使?jié)袷种概c臟污手指使用智能手機(jī)，都能完美識(shí)別。因超聲波絕佳的穿透性，還能支持其他活體檢測(cè)。透過(guò)屏下超聲波指紋識(shí)別，能取得3D 指紋識(shí)別圖像，安全性相較其他屏下指紋識(shí)別技術(shù)都要高。不過(guò)也因技術(shù)復(fù)雜度，成本也是屏下指紋識(shí)別解決方案中最高者。未來(lái)或許透過(guò)量產(chǎn)推廣，數(shù)量成長(zhǎng)后能壓低成本。

光學(xué)式應(yīng)用領(lǐng)域廣泛 卻僅能在 OLED 產(chǎn)品使用

屏下光學(xué)式指紋識(shí)別，是目前最常為大家使用的解決方案。不僅智能手機(jī)的應(yīng)用，包括大樓指紋識(shí)別系統(tǒng)、企業(yè)出勤指紋識(shí)別系統(tǒng)等，都是采用光學(xué)式指紋識(shí)別。主要原理依靠傳感器投射出光線，之后獲取光線反射繪制指紋圖樣，與系統(tǒng)內(nèi)存指紋圖像比對(duì)，達(dá)到識(shí)別功能。

不過(guò)智能手機(jī)使用的屏幕下光學(xué)式指紋識(shí)別系統(tǒng)，受限于手機(jī)體積，只能拋棄一般的光學(xué)照射系統(tǒng)，藉助手機(jī)屏幕的光為光源。同時(shí)LCD 液晶屏幕本身無(wú)法發(fā)光，因此支持屏幕下光學(xué)式指紋識(shí)別的產(chǎn)品都是采用 OLED 屏幕。OLED 屏幕的智能手機(jī)，像素間天生有一定間隔，能保證光線透過(guò)。當(dāng)使用者手指接觸到屏幕時(shí)，OLED 屏幕發(fā)出光線會(huì)將手指區(qū)域照亮，反射光線再透過(guò)屏幕像素間隙，返回屏下傳感器，形成的圖像再與數(shù)據(jù)庫(kù)儲(chǔ)存的資料比對(duì)分析。

屏下光學(xué)式指紋識(shí)別的優(yōu)勢(shì)，在于可最大程度避免環(huán)境光的干擾，甚至在極端環(huán)境的穩(wěn)定性更好。但屏下光學(xué)式指紋識(shí)別同樣面臨干手指識(shí)別率的問(wèn)題。此外，由于點(diǎn)亮屏幕特定區(qū)域，不可避免面會(huì)出現(xiàn)某部分屏幕易老化的問(wèn)題，且屏下光學(xué)式指紋識(shí)別的功耗相對(duì)傳統(tǒng)光學(xué)式指紋要高很多，這些都有待解決。

手機(jī)應(yīng)用相繼投入 屏下指紋識(shí)別與臉部識(shí)別將并存

拓墣產(chǎn)業(yè)研究院表示，屏下指紋識(shí)別技術(shù)過(guò)往受限于良率不足，以及相關(guān)業(yè)者投入不夠，讓市場(chǎng)應(yīng)用始終無(wú)法提高。隨著如vivo 等手機(jī)業(yè)者對(duì)屏下指紋識(shí)別的需求擴(kuò)大，讓供應(yīng)鏈相關(guān)業(yè)者正視此技術(shù)，并大量投入資源提升良率及尋求更佳的成本方案。未來(lái)有望看到各品牌不僅在自家最頂尖的旗艦機(jī)種搭載屏下指紋識(shí)別技術(shù)，甚至于部分中、高端機(jī)種導(dǎo)入此技術(shù)，順應(yīng)全屏幕設(shè)計(jì)的智能手機(jī)。

拓墣產(chǎn)業(yè)研究院還預(yù)期，隨著屏下指紋識(shí)別技術(shù)良率提升、價(jià)格逐漸親民，將成為中端以上非蘋機(jī)種的標(biāo)準(zhǔn)配備。為提供消費(fèi)者更多元的選擇，預(yù)期多數(shù)品牌將同時(shí)推出具指紋識(shí)別（無(wú)論是否為屏下）、人臉識(shí)別技術(shù)（含3D 與 2D）并存的產(chǎn)品。