屏下光學(xué)指紋已經(jīng)成為確定性技術(shù)方向，在全面屏的趨勢(shì)下，該芯片市場(chǎng)也快速發(fā)展。今年以來(lái)，包括華米OV等一線(xiàn)手機(jī)品牌的新機(jī)均采用匯頂科技的光學(xué)屏幕指紋芯片，匯頂科技指紋芯片在新機(jī)中導(dǎo)入比例接近90%。根據(jù) IHS 預(yù)計(jì)，2019年屏下指紋芯片出貨量將增至1.8億片，預(yù)計(jì)未來(lái)三年該技術(shù)將在市場(chǎng)保持高速增長(zhǎng)。

由于手機(jī)全面屏概念的流行，傳統(tǒng)指紋解鎖無(wú)論采用正面刮擦或按壓方式解鎖，還是采用背面解鎖，都會(huì)影響手機(jī)等智能設(shè)備的外觀(guān)。指紋識(shí)別需要指紋采集窗，勢(shì)必會(huì)影響屏占比，因此屏下指紋識(shí)別技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

指紋識(shí)別的實(shí)現(xiàn)方式

目前的手機(jī)指紋識(shí)別所實(shí)現(xiàn)的途徑，大致可以分為三種：

1.第一種是目前使用率最高的電容式指紋識(shí)別方案

利用指紋sensor與導(dǎo)電的皮下電解液形成電場(chǎng)，指紋的高低起伏會(huì)導(dǎo)致二者之間的壓差出現(xiàn)不同的變化，借此可實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的指紋測(cè)定。該方式適應(yīng)能力強(qiáng)，對(duì)使用環(huán)境無(wú)特殊要求，同時(shí)，硅晶元以及相關(guān)的傳感原件對(duì)空間的占用在手機(jī)設(shè)計(jì)的可接受范圍內(nèi)。

目前的電容式指紋模塊也分為劃擦式與按壓式兩種，前者雖然占用體積較小，但在識(shí)別率以及便捷性方面有很大的劣勢(shì)，這也直接導(dǎo)致廠(chǎng)商全都將目光鎖定在了操作更加隨意、識(shí)別率更高的按壓式電容指紋模塊。因?yàn)槠占胺秶鷱V，所以技術(shù)非常成熟，但在被炒的火熱的全面屏手機(jī)概念，電容式似乎顯得有些格格不入。

指紋識(shí)別集成在手機(jī)上的形式無(wú)外乎就是這幾種：后置和前置，還有側(cè)邊等，當(dāng)然還有羅老師的堅(jiān)果pro2（把指紋識(shí)別鑲嵌在logo中）獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷。

2.第二種是超聲波指紋識(shí)別方案

典型的例子就是小米5s中采用的高通Sense ID 3D超聲波指紋識(shí)別技術(shù)。超聲波指紋識(shí)別與電容式需要檢測(cè)指紋表面不同，超聲波具有穿透性，利用指紋模組發(fā)出的特定頻率的超聲波掃描手指，利用指紋的不同對(duì)超聲波反射的不同，能夠建立3D指紋圖形，因此對(duì)手指表面的清潔程度并不用太過(guò)考慮。

另外，由于超聲波可以穿透金屬、玻璃等常用手機(jī)材質(zhì)，因此對(duì)手機(jī)外觀(guān)方面也不會(huì)有太多限制?；谶@一點(diǎn)，所長(zhǎng)認(rèn)為超聲波指紋識(shí)別將成為未來(lái)指紋識(shí)別的主要發(fā)展方向之一。

不過(guò)由于技術(shù)不是特別成熟，超聲波雖然具有穿透性，但在超聲發(fā)生器大小、頻率和屏幕蓋板的材質(zhì)、厚度的影響下，其穿透能力也非常有限。所以小米在屏幕放置指紋識(shí)別模組的位置向下挖了一個(gè)凹槽，以此來(lái)控制玻璃面板的厚度，保證指紋識(shí)別的識(shí)別率和準(zhǔn)確率，但實(shí)際用戶(hù)體驗(yàn)效果并不滿(mǎn)意。

3.第三種便是光學(xué)指紋識(shí)別方案

光學(xué)識(shí)別是應(yīng)用比較早的一種指紋識(shí)別技術(shù)，比如之前很多的考勤機(jī)、門(mén)禁都采用的就是光學(xué)指紋識(shí)別技術(shù)。 主要是利用光的折攝和反射原理，將手指放在光學(xué)鏡片上，手指在內(nèi)置光源照射下，光從底部射向三棱鏡，并經(jīng)棱鏡射出，射出的光線(xiàn)在手指表面指紋凹凸不平的線(xiàn)紋上折射的角度及反射回去的光線(xiàn)明暗就會(huì)不一樣。

用棱鏡將其投射在電荷耦合器件上CMOS或者CCD上，進(jìn)而形成脊線(xiàn)（指紋圖像中具有一定寬度和走向的紋線(xiàn)）呈黑色、谷線(xiàn)（紋線(xiàn)之間的凹陷部分）呈白色的數(shù)字化的、可被指紋設(shè)備算法處理的多灰度指紋圖像。然后對(duì)比資料庫(kù)看是否一致。

屏下指紋識(shí)別技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

目前來(lái)看，光學(xué)式屏下指紋識(shí)別技術(shù)更加成熟，產(chǎn)業(yè)鏈內(nèi)擁有眾多供應(yīng)商，包括匯頂、Synaptics等都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了光學(xué)屏下指紋傳感器的量產(chǎn)?，F(xiàn)階段幾乎全部搭載屏下指紋識(shí)別技術(shù)的產(chǎn)品，包括vivo NEX、華為Mate RS保時(shí)捷設(shè)計(jì)均采用的是光學(xué)式屏下指紋識(shí)別技術(shù)。以此可以推測(cè)，未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，光學(xué)式屏下指紋識(shí)別都會(huì)是市場(chǎng)中絕對(duì)的主流。

超聲波式屏下指紋識(shí)別方案目前尚未量產(chǎn)，主要由高通推動(dòng)。早在2015年時(shí)，高通就已經(jīng)推出了名為Sense ID的3D超聲波指紋識(shí)別方案。到了2017年，高通發(fā)布新一代超聲波指紋識(shí)別方案。據(jù)悉可以穿透1200μm的OLED屏幕或800μm的玻璃和650μm的鋁合金來(lái)實(shí)現(xiàn)指紋識(shí)別。

除高通外，來(lái)自瑞典的FPC（Finge rprint Cards）也擁有自己的超聲波屏下指紋識(shí)別技術(shù)，并且支持在顯示屏任意位置捕捉與識(shí)別使用者的指紋，從而能夠消除終端廠(chǎng)商在設(shè)計(jì)上的物理空間的限制。最重要的是，其還支持OLED屏幕與LCD屏幕。

但是，無(wú)論是哪一種超聲波指紋識(shí)別技術(shù)，都面臨著量產(chǎn)商用的難題。而且在當(dāng)下的光學(xué)式屏下指紋識(shí)別占據(jù)絕對(duì)市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)的當(dāng)下，即使最終其克服困難實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，智能機(jī)廠(chǎng)商是否會(huì)舍棄已經(jīng)成熟的光學(xué)式屏下指紋識(shí)別而轉(zhuǎn)向超聲波式屏下指紋識(shí)別，著實(shí)難以判斷。因此，對(duì)于超聲波式屏下指紋識(shí)別技術(shù)的未來(lái)，著實(shí)難以樂(lè)觀(guān)。

相較而言，電容式屏下指紋識(shí)別方案目前只有JDI一家推出了相關(guān)產(chǎn)品。通過(guò)名為Pixel eyes的技術(shù)，JDI可以將電容式指紋識(shí)別傳感器與TFT顯示器的玻璃基板整合在了一起。玻璃基板通過(guò)檢測(cè)電容變化來(lái)識(shí)別手指觸控區(qū)域，而不必額外添加指紋識(shí)別模塊。

電容式屏下指紋識(shí)別技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于其可以支持LCD屏幕，進(jìn)而能大大降低整機(jī)成本，有利于屏下指紋識(shí)別技術(shù)的推廣。但就目前的現(xiàn)狀來(lái)看，JDI距量產(chǎn)該技術(shù)尚有很長(zhǎng)的路要走。

未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，光學(xué)式指紋識(shí)別技術(shù)都會(huì)是屏下指紋識(shí)別市場(chǎng)的絕對(duì)霸主。超聲波式屏下指紋識(shí)別技術(shù)與電容式屏下指紋識(shí)別技術(shù)想要實(shí)現(xiàn)彎道超車(chē)，一方面需要盡快解決自身存在的技術(shù)問(wèn)題。另一方面也可以期待下一代顯示屏技術(shù)（如MicroLED）的登場(chǎng)。

但是，隨著屏下攝像頭技術(shù)研發(fā)不斷取得進(jìn)展，未來(lái)3D結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)也有望實(shí)現(xiàn)屏下隱藏。目前來(lái)說(shuō)，屏下指紋識(shí)別技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于能夠避免劉海屏的出現(xiàn)，倘若3D結(jié)構(gòu)光技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)“隱藏”，那時(shí)智能機(jī)廠(chǎng)商會(huì)偏向3D結(jié)構(gòu)光還是屏下指紋識(shí)別技術(shù)尚不可知。至于屏下指紋識(shí)別技術(shù)未來(lái)究竟會(huì)如何發(fā)展，就讓時(shí)間給我們答案吧。

編輯：jq