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三大主流指纹技术的前景分析

2018-12-23
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来源:内容来自「technews」,谢谢。


全世界智能手机市场呈现饱和、换机潮时间拉长,各家手机厂商希望藉由创新科技带动买气的当下,要说2019 年智能手机有何创新亮点能吸引消费者目光,屏幕下指纹识别绝对是重点。据TrendForce 旗下拓墣产业研究院最新报告,继vivo、华为、小米、OPPO 之后,三星也将推出搭载屏幕下指纹识别方案的机种,随着各大Android 手机品牌大规模导入屏幕下指纹技术,持续拉升指纹识别于智能手机的渗透率,预估2019 年超音波与光学屏幕下指纹识别技术占手机指纹识别市场比重,将从2018 年的3% 拉升至13%。


期待未来市场渗透率进一步突破、有更大商机同时,目前市场屏幕下指纹识别应用,可分为传统屏幕下电容式指纹识别、屏幕下超音波指纹识别、屏幕下光学式指纹识别等3 种系统。各有什么优缺点,未来又有什么应用与发展趋势,一一与您说分明。


电容式技术成熟 价格低廉 移植技术待克服


传统屏幕下电容式指纹识别对许多消费者都不陌生,目前除了屏幕下指纹识别,其他类型的商用指纹识别技术,都是利用电容式指纹识别技术。就技术来说相对成熟,成本也更低,但想将电容式指纹识别转移到屏幕下,的确有不小困难,尤其较弱的穿透力是其限制。



传统电容式指纹识别要移转到屏幕下,最主要的解决方案,就是藉由传统矽基指纹识别感测器换成透明的玻璃基感测器,并直接嵌入手机LCD 液晶面板,减少需要穿透的LCD 液晶面板厚度,改善穿透力差的问题。这使手指接触屏幕时,指纹识别感测器便能感知到信号,完成指纹识别。


虽然采用传统电容式屏幕下指纹识别,过程中屏幕不需发光。能支援LCD 液晶屏幕,使应用成本相对低廉,但因为智能手机屏幕都有一层触控用面板,可能会产生触控面板信号和指纹识别信号相互干扰,目前这问题也有待解决。


超音波识别度高 价格高昂等商机


日前,行动处理器大厂高通(Qualcomm)在年度发表会,发表首款支援屏幕下超音波指纹识别系统的芯片,可说是为屏幕下超音波指纹识别的世纪拉开序幕。南韩三星的高阶智能手机将首发这款由GIS-KY 业成生产,搭配高通芯片的屏幕下指纹识别系统,预估其他手机品牌商也将会陆续配置到高阶手机。



就目前来说,屏幕下超音波指纹识别技术是最先进的技术。识别过程是在手指接触到智能手机屏幕时,透过感测器向手指表面发射超音波,利用指纹表面皮肤和空气密度的不同,构建一个3D 图像。感测器接受到超音波回波讯息后,比对与存于手机的资讯,达到识别指纹的目的。


由于屏幕下超音波指纹识别的优势,在于有较强穿透性,且抗污能力高,即使湿手指与脏污手指使用智能手机,都能完美识别。因超音波绝佳的穿透性,还能支援其他活体检测。透过屏幕下超音波指纹识别,能取得3D 指纹识别图像,安全性相较其他屏幕下指纹识别技术都要高。不过也因技术复杂度,成本也是屏幕下指纹识别解决方案中最高者。未来或许透过量产推广,数量成长后能压低成本。


光学式应用领域广泛 却仅能在OLED 产品使用


屏幕下光学式指纹识别,是目前最常为大家使用的解决方案。不仅智能手机的应用,包括大楼指纹识别系统、企业出勤指纹识别系统等,都是采用光学式指纹识别。主要原理依靠感测器投射出光线,之后获取光线反射绘制指纹图样,与系统内存指纹图像比对,达到识别功能。



不过智能手机使用的屏幕下光学式指纹识别系统,受限于手机体积,只能抛弃一般的光学照射系统,借助手机屏幕的光为光源。同时LCD 液晶屏幕本身无法发光,因此支援屏幕下光学式指纹识别的产品都是采用OLED 屏幕。OLED 屏幕的智能手机,像素间天生有一定间隔,能保证光线透过。当使用者手指接触到屏幕时,OLED 屏幕发出光线会将手指区域照亮,反射光线再透过屏幕像素间隙,返回屏幕下的感测器,形成的图像再与资料库储存的资料比对分析。


屏幕下光学式指纹识别的优势,在于可最大程度避免环境光的干扰,甚至在极端环境的稳定性更好。但屏幕下光学式指纹识别同样面临干手指识别率的问题。此外,由于点亮屏幕特定区域,不可避免面会出现某部分屏幕易老化的问题,且屏幕下光学式指纹识别的功耗相对传统光学式指纹要高很多,这些都有待解决。


手机应用相继投入 屏幕下指纹识别与脸部识别将并存


拓墣产业研究院表示,屏幕下指纹识别技术过往受限于良率不足,以及相关业者投入不够,让市场应用始终无法提高。随着如vivo 等手机业者对屏幕下指纹识别的需求扩大,让供应链相关业者正视此技术,并大量投入资源提升良率及寻求更佳的成本方案。未来有望看到各品牌不仅在自家最顶尖的旗舰机种搭载屏幕下指纹识别技术,甚至于部分中、高阶机种导入此技术,顺应全屏幕设计的智能手机。



拓墣产业研究院还预期,随着屏幕下指纹识别技术良率提升、价格逐渐亲民,将成为中阶以上非苹机种的标准配备。为提供消费者更多元的选择,预期多数品牌将同时推出具指纹识别(无论是否为屏幕下)、人脸识别技术(含3D 与2D)并存的产品。


今天是《半导体行业观察》为您分享的第1805期内容,欢迎关注。

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