屏下指紋識別的春天到了嗎？

北京時(shí)間11月1日晚間，生物識別技術(shù)公司Fingerprint（FPC）在瑞典發(fā)布了屏內指紋識別方案。據悉，該技術(shù)可以在智能手機的顯示面板上任意位置捕獲與識別使用者的指紋。這種破壞性的屏內指紋（in-display）技術(shù)是基于超聲波傳感器技術(shù)，FPC擁有多項專(zhuān)利。

通過(guò)應用FPC開(kāi)發(fā)的獨特超聲波技術(shù)，指紋識別對終端用戶(hù)將變得更加方便。FPC的技術(shù)將允許用戶(hù)在智能手機顯示面板的任何地方捕獲指紋，從而消除手機廠(chǎng)商對手機設計上物理空間的需求，這與現有屏下指紋識別技術(shù)形成對比，目前其他的屏下指紋在指紋捕獲方面只能在顯示面板的特定區域完成。

FPC介紹，其新技術(shù)的優(yōu)勢包括：

•支持智能手機（任何其他設備）干凈正面外觀(guān)設計，可用于顯示，并且還包含指紋識別功能，以最優(yōu)化屏幕與手機的比例；

•全屏幕可用于指紋識別。無(wú)需在視覺(jué)上或物理上突出智能手機的特定區域做為指紋識別；

•該技術(shù)能夠在不同的表面材質(zhì)捕獲指紋，如在厚玻璃和金屬運行。當手指濕潤或手指淹沒(méi)在水下時(shí)，它也能夠運作，這種技術(shù)在所有不同的玻璃厚度下工作得很好，即使是市場(chǎng)上最厚的玻璃；

•這獨特的技術(shù)在LCD面板以及OLED面板同樣能夠出色運作。

“它是真正的破壞性創(chuàng )新，允許指紋識別在許多不同的表面上以新的方式完成。”在發(fā)布會(huì )上，FPC CEO Christian Fredrikson指出，“我已經(jīng)看到許多潛在的應用領(lǐng)域，但 是我們最初的重點(diǎn)當然是在高端智能手機中的應用。”目前該技術(shù)已經(jīng)成功地進(jìn)行了原型制作，目前正在進(jìn)行幾項專(zhuān)利申請。

這邊是新方案發(fā)布，那邊蘋(píng)果卻公開(kāi)表示放棄指紋識別。

日前蘋(píng)果首席工程師Dan Riccio在接受媒體采訪(fǎng)時(shí)表示，從開(kāi)始研發(fā)iPhone X到最后確認配備Face ID這個(gè)黑科技，蘋(píng)果公司就已經(jīng)確定要完全把指紋識別給拋棄了。

Dan Riccio還強調，蘋(píng)果從來(lái)沒(méi)有在iPhone X上嘗試過(guò)屏下、背部以及側面按鍵指紋的想法，要知道生物識別技術(shù)需要發(fā)展，指紋必然會(huì )被淘汰，蘋(píng)果要做這個(gè)技術(shù)的推動(dòng)者。

全面屏催生新指紋識別技術(shù)

目前業(yè)內指紋識別廠(chǎng)商都在嘗試從電容式傳感器轉移到其他技術(shù)，其中一種是屏內感應技術(shù)，也稱(chēng)為屏下指紋識別，這項技術(shù)可謂是全面屏催生的產(chǎn)物。

今年全面屏手機的橫空出世，是手機產(chǎn)業(yè)鏈近年來(lái)又一次重大變革，短短數月，市面上蜂擁出18:9 高屏占比、全視曲面、三邊超窄等各種類(lèi)型的“全面屏”產(chǎn)品。

在小米MIX、LG G6、三星S8、蘋(píng)果iPhne X的帶動(dòng)下，從5月份開(kāi)始，國內手機品牌商幾乎所有的新設計機型均全線(xiàn)轉戰全面屏，預計17年Q4-18年Q1，全面屏手機就會(huì )大批量集中上市。

根據CINNO Research的預期，2017年全面屏在智能機市場(chǎng)的滲透率為6%，2018年會(huì )飆升至50%，后續逐步上升至2021年的93%。

然而，全面屏手機有兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題還在亟待解決：一個(gè)是邊框、額頭和下巴的最大化消除，另一個(gè)則是生物識別方式的徹底進(jìn)化。

2011年，摩托羅拉將指紋識別帶到了手機上，當年的Atrix 4G 被稱(chēng)為“指紋識別手機鼻祖”。如今6年過(guò)去，指紋識別早已全線(xiàn)普及，近幾年絕大部分手機正面形成了一套由“聽(tīng)筒/前置鏡頭+屏幕+指紋鍵/Logo”構成的三段式公模方案。

全面屏的風(fēng)靡，卻讓這種“公模”徹底瓦解。

全面屏設計以屏幕四角最大化接近邊框為目的，正面指紋識別在手機下邊框占據了較大一部分寬度，為了保持全面屏的視覺(jué)沖擊力，除了后置方案外，指紋識別可以有以下幾種替代方案：取消指紋識別、背面/側面指紋識別、屏下指紋識別Under Display和屏內指紋識別In Display。

后置方案雖然體驗不佳，但成本最低、技術(shù)最成熟，中低端品牌更傾向采用后置指紋識別作為過(guò)渡方案。

取消指紋識別就是采用虹膜/人臉識別作為替代指紋識別。

背面/側面指紋識別就是把指紋識別模組放置在背面或者側面，前者以三星Galaxy S8為代表，后者以索尼Xperia X Ultra為代表，被人們認為是目前最理想的側面指紋方案，卻又因為機身內部結構的原因無(wú)法和全面屏設計共存。

目前最被看好的應數屏下指紋方案，其次則是技術(shù)難度更大的屏內指紋識別方案。

屏下指紋（Under Display）與屏內指紋識別（In Display）

UnderDisplay是把指紋識別芯片放置在顯示模組下方，可以同時(shí)實(shí)現全面屏和指紋識別的功能；In splay是對Under Display的進(jìn)一步發(fā)展，是把指紋識別芯片集成到OLED像素矩陣中，難度很大。

由于電容式穿透能力差，在這種模式下基本已無(wú)法工作，所以光學(xué)和超聲波是Under Display/ In Display 的最佳選擇方案。

光學(xué)指紋識別以我國匯頂科技和韓國CrucialTec的方案為代表，超聲波指紋識別則以美國高通公司為代表。

光學(xué)方案是依靠光線(xiàn)反射探測指紋紋路，所以光學(xué)Under Display/In Display更適合與OLED屏配合，因為OLED面板具有自發(fā)光的特性，使得各像素之間可以留有一定間隔，保證光線(xiàn)透過(guò)。光學(xué)式指紋識別目前在產(chǎn)業(yè)鏈成熟度和精度上都有更好表現，有望成為全面屏的標配指紋識別技術(shù)。

匯頂科技在今年2月的MWC上以三星S7 edge為原型機，展示了光學(xué)屏內指紋方案，將指紋識別集成到OLED顯示屏中，用戶(hù)觸摸屏幕指定位置可實(shí)現指紋識別。

三星的合作伙伴CrucialTec剛剛獲得了與DFS（顯示屏指紋解決方案）相關(guān)的美國專(zhuān)利，并宣布明年正式商用。和匯頂方案不同，DFS支持在屏幕任意位置指紋解鎖，甚至能夠兼容像三星全視曲面屏這類(lèi)柔性OLED面板，而且DFS不僅限于光學(xué)方案，還支持傳統的電容方案。

由于厚度問(wèn)題，指紋傳感器位于顯示器下方的識別率往往較低，且只能應用于屏幕的一部分。而DFS可以在屏幕任意區域解鎖，在識別率和厚度方面都更有優(yōu)勢。

超聲波式指紋識別是由高通首次推出，之后在小米5S上得到應用，通過(guò)超聲波來(lái)感應指紋，高通提供芯片、歐菲光提供整體解決方案。

高通于今年6月底發(fā)布第三代超聲波指紋識別方案，其聯(lián)合國產(chǎn)廠(chǎng)商vivo在MWCS展示。該技術(shù)可穿透金屬、OLED軟屏、玻璃、塑料等物體，最高能穿透OLED屏幕1200微米，因而能夠實(shí)現隔著(zhù)屏幕就能識別。

雖然識別準確率還有待提升，但其無(wú)需開(kāi)孔、無(wú)需直接接觸、不受濕手指和微臟污影響的優(yōu)勢能顯著(zhù)增強用戶(hù)體驗，在產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)一步成熟、準確率進(jìn)一步提升之后，有望成為全面屏指紋識別非?？尚械姆桨钢?。

據現場(chǎng)展示機其和匯頂方案類(lèi)似，只有將手指放在屏幕的一個(gè)固定的區域進(jìn)行識別才能解鎖，且錄入和識別的時(shí)間還有一定的進(jìn)步空間。

據稱(chēng)，該技術(shù)有望在今年底或明年初提供給OEM，商用則要等到明年夏天，且兼容驍龍630和660及未來(lái)的驍龍平臺，甚至是非驍龍平臺。

值得一提的是，近日傳來(lái)消息，三星提交了一份關(guān)于正面屏下指紋識別技術(shù)的專(zhuān)利文檔這次提交的屏下指紋識別不僅僅是普通的光學(xué)指紋識別，而是一個(gè)帶有壓感型傳感器的指紋識別系統。

這就意味著(zhù)應用這項技術(shù)的三星手機可以在熄屏狀態(tài)下通過(guò)按壓指定位置就可以激活屏幕并實(shí)現指紋識別，而不需要像之前曝光的類(lèi)似技術(shù)那樣需要先點(diǎn)亮屏幕再進(jìn)行指紋識別。

相關(guān)廠(chǎng)商

目前，手機業(yè)界主流的指紋識別解決方案提供者主要有美國公司AuthenTec和Synaptics、瑞典廠(chǎng)商Fingerprint Cards（FPC）和中國的匯頂科技。

FPC

FPC是一家瑞典生物識別傳感器科技公司，主要開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售指紋識別技術(shù)。2013年，FPC開(kāi)始大舉進(jìn)軍智能手機市場(chǎng)，得益于競爭對手AuthenTec只對蘋(píng)果提供產(chǎn)品和技術(shù)，FPC成了非蘋(píng)果手機陣營(yíng)的老大。

FPC的技術(shù)競爭優(yōu)勢包括獨特的圖像質(zhì)量、低功耗和完整的生物識別系統，但它的傳感器價(jià)格也不低。不過(guò)隨著(zhù)眾多國產(chǎn)指紋芯片廠(chǎng)商（特別是匯頂）的沖擊，FPC的價(jià)格也在不斷下滑，市場(chǎng)份額也逐漸被搶奪。

2015年FPC幾乎壟斷安卓機指紋芯片市場(chǎng)，2016年總體市場(chǎng)情況看，國產(chǎn)廠(chǎng)商已搶回不少市場(chǎng)，但安卓手機體系的指紋芯片仍然是FPC占領(lǐng)最多份額，達到40%，2017年1-6月份FPC成為指紋芯片當中最大的贏(yíng)家，出貨量居首達到了123KK。

在屏下指紋識別方案方面，11月1日FPC剛發(fā)布屏內指紋識別方案（詳見(jiàn)文首）。

AuthenTec

AuthenTec成立于1998年，一直是全球感應性指紋識別傳感器最大供應商，其指紋識別組件很多年前就被嵌入了Windows筆記本。2011年，AuthenTec研發(fā)出了一種基于電容和射頻識別的指紋識別新技術(shù)，稱(chēng)之為“TruePrint”，TruePrint專(zhuān)利技術(shù)能夠讀取皮膚表層下的活動(dòng)層（人的指紋真正所在之處），實(shí)現極其精確可靠的指紋成像。

在2012年之前，AuthenTec就已經(jīng)成為世界領(lǐng)先的指紋傳感器及芯片與模組、身份識別軟件和加密安全方案的供應商，年銷(xiāo)售額達7千萬(wàn)美元，擁有200多項專(zhuān)利和230名員工，在世界范圍內使用的傳感器超過(guò)3500萬(wàn)個(gè)，其客戶(hù)包括阿爾卡特-朗訊，思科，惠普，三星，聯(lián)想，LG，摩托羅拉，諾基亞等等。

AuthenTec是蘋(píng)果iPhone上Touch ID的締造者。2012年7月蘋(píng)果公司斥資3.56億美元收購了AuthenTec公司，AuthenTec開(kāi)始停止向第三方銷(xiāo)售指紋芯片。2013年蘋(píng)果iPhone5s Touch ID芯片便是AuthenTec的產(chǎn)品，得到市場(chǎng)一致好評，也掀起了指紋識別熱潮。隨后蘋(píng)果的眾多新品中均搭載AuthenTec指紋識別芯片。

蘋(píng)果最近將代表AuthenTec縮寫(xiě)的auth.com收歸到自己名下，業(yè)界人士認為是蘋(píng)果將有新動(dòng)作，聯(lián)系到AuthenTec的業(yè)務(wù)內容，很可能是蘋(píng)果要在屏下指紋識別技術(shù)上發(fā)力。

不過(guò)，日前蘋(píng)果首席工程師Dan Riccio表示蘋(píng)果公司就已經(jīng)確定要完全把指紋識別給拋棄了，還強調蘋(píng)果從來(lái)沒(méi)有在iPhone X上嘗試過(guò)屏下、背部以及側面按鍵指紋的想法。這就讓人非常難懂了，畢竟AuthenTec的核心優(yōu)勢就在于指紋識別。

匯頂科技

匯頂科技成立于2002年，并于2016年10月17日登陸A股市場(chǎng)。2016年財報顯示，匯頂科技凈利潤達到8.57億，同比增長(cháng)126.51%，截至2017年9月，匯頂科技已申請、取得的國際、國內專(zhuān)利共計1500+項。

匯頂的指紋識別產(chǎn)品目前的客戶(hù)群包括華為、OPPO、vivo、樂(lè )視、中興、小米、魅族、聯(lián)想、金立、TCL、Amazon、Dell、HP、ASUS、acer 、TOSHIBA、Panasonic等眾多海內外終端廠(chǎng)商。

魅族旗艦PRO 6 Plus還首發(fā)搭載了匯頂的活體指紋識別芯片；華為Mate 10、P10/P10 Plus、Matebook X、榮耀系列旗艦機型均采用的是匯頂的指紋識別方案。得益于眾多品牌廠(chǎng)商的采用，匯頂今年的指紋識別芯片出貨出現了爆炸式的增長(cháng)。

在MWC2017大會(huì )上，匯頂首發(fā)了屏內指紋識別技術(shù)。此項技術(shù)是指將指紋識別功能完整的集成在A(yíng)MOLED顯示屏里，用戶(hù)可以直接輕觸移動(dòng)端顯示屏指定的區域便可以實(shí)現指紋識別。

9月13日，匯頂科技董事長(cháng)張帆在接受媒體采訪(fǎng)時(shí)指出，匯頂堅定地向屏幕內指紋識別量產(chǎn)目標前進(jìn)。

Synaptics新思

Synaptics成立于1986年，2002年Synaptics 在納斯達克證交所上市并開(kāi)始交易。 2015年初，Synaptics也針對高端移動(dòng)設備推出了按壓式（Natural ID）指紋識別技術(shù)。目前國內的聯(lián)想、中興、金立、酷派等也有采用Synaptics的指紋識別傳感器。

美國當地時(shí)間2016年12月12日，Synaptics宣布旗下的第三代Natural ID玻璃內層（under-glass）指紋傳感器Natural ID FS4500已經(jīng)從9月份開(kāi)始出樣。FS4500可透過(guò)玻璃或者陶瓷按鍵掃描指紋，在出樣之后，大規模量產(chǎn)預計在今年第四季度就能實(shí)現。

2016年12月13日，Synaptics又宣布推出業(yè)內首款面向智能手機和平板電腦的光學(xué)指紋傳感器的Natural ID系列生物認證解決方案FS9100。據介紹，Natural ID FS9100系列光學(xué)指紋傳感器可透過(guò)1mm的完整蓋板玻璃完成高分辨率掃描，并實(shí)現簡(jiǎn)潔、無(wú)需按鍵的工業(yè)設計，可為手機廠(chǎng)商提供屏下指紋識別技術(shù)方案。

最新消息顯示，國內深圳一家名為UMIDIGI的手機廠(chǎng)商近日發(fā)布了一款名為UMIDIGI Z2的全面屏智能手機，其將采用類(lèi)似iPhone X的外觀(guān)設計，但最大的亮點(diǎn)在于屏下指紋方面。據報道，這款產(chǎn)品有望采用Synaptics的FS9100光學(xué)指紋傳感器實(shí)現屏下指紋識別。

敦泰

敦泰2005年在美國成立，2013年在臺灣上市，是全球領(lǐng)先的人機界面解決方案提供商，電容屏觸控方案、指紋識別方案以及全方位的TFT LCD顯示驅動(dòng)&控制方案提供商。

2014年9月24日敦泰與挪威指紋辨識廠(chǎng)IDEX合作（IDEX專(zhuān)注指紋辨識技術(shù)開(kāi)發(fā)，擁有多達 200多項專(zhuān)利權，其中包括與AuthenTec有專(zhuān)利交叉授權），共同開(kāi)發(fā)滑條式指紋感測器，搶攻指紋辨識市場(chǎng)。

2014年底敦泰正式發(fā)布了完整的指紋識別方案，隨后基于敦泰FT9200指紋識別方案的智能手機也于2015年2月正式上市，但是之后敦泰的指紋業(yè)務(wù)差不多就陷入了停滯，目前敦泰指紋芯片出貨非常少，因為原有指紋識別技術(shù)團隊大部分骨干的出走，一部分人跟著(zhù)莫良華（敦泰原副總）成立了信煒科技，另外一批人則成立了芯啟航，這兩家公司都定位于指紋識別領(lǐng)域。

敦泰副總經(jīng)理張靖愷先生在8月17日接受媒體采訪(fǎng)時(shí)認為今年下半年全面屏風(fēng)潮會(huì )大爆發(fā)，18:9的全面屏手機已成為今年行業(yè)的新趨勢，下半年將迎來(lái)全面屏上市高峰期。在全面屏下，屏下指紋是最佳選擇，敦泰也會(huì )依據當前需求研發(fā)屏下指紋技術(shù)。

據悉，因光學(xué)式產(chǎn)業(yè)鏈相對成熟，敦泰會(huì )主攻光學(xué)式屏下指紋。

高通

高通相信大家都非常熟悉了，這里就不再啰嗦介紹。

2015年MWC展會(huì )上，高通發(fā)布了Sense ID 3D超聲波指紋識別技術(shù)。Sense ID超聲波掃描可以穿透手指的外層皮膚，捕捉到指紋脊和汗毛孔等獨特特征，識別出用戶(hù)指紋獨特的3D特征。

今年6月，高通在MWC上海大會(huì )上正式宣布推出該技術(shù)，稱(chēng)之為下一代超聲波指紋解決方案指紋傳感器。

該技術(shù)面向顯示屏的指紋傳感器能透過(guò)厚至1200微米的OLED顯示屏實(shí)現指紋的掃描、錄入和匹配；面向玻璃和金屬的指紋傳感器可透過(guò)厚至800微米玻璃面板和厚至650微米鋁材質(zhì)外殼實(shí)現掃描的解決方案，在上一代400微米的玻璃或金屬穿透能力之上實(shí)現提升。

三星

三星大家也十分熟悉，在此不贅言。

日前三星剛向韓國提交了屏下指紋識別專(zhuān)利（詳見(jiàn)上文）。

從匯頂、FPC的公開(kāi)信息看，目前屏下指紋識別在技術(shù)上已獲得很大進(jìn)展，相信不久也將實(shí)現量產(chǎn)，眼看即將迎來(lái)市場(chǎng)的春天，但如今蘋(píng)果公開(kāi)表示放棄指紋識別包括屏下指紋識別，這讓人不免擔憂(yōu)：一直追隨蘋(píng)果步伐的國產(chǎn)手機將會(huì )如何選擇？屏下指紋識別的未來(lái)又將如何？