詳解3D人臉與屏下指紋的現狀與未來(lái)， 誰(shuí)才是生物識別新方向？

　　根據之前ZOL對于vivo X21的拆解就可以看到，其屏下指紋的底下是一顆超短焦的CMOS傳感器

　　目前光學(xué)式的屏下指紋供應商主要有Synaptics和匯頂科技兩家，目前已發(fā)布的屏下指紋新機基本都是用的這兩家方案。

　　另一家國產(chǎn)指紋識別廠(chǎng)商思立微的屏下指紋也即將量產(chǎn)。

　　盡管蘋(píng)果在其最新一代旗艦機 iPhoneX 上用人臉識別取代了Touch ID指紋識別，但其子公司 AuthenTec 依然在光學(xué)屏下指紋領(lǐng)域積極探索，不少研究機構認為蘋(píng)果公司未來(lái)可能將會(huì )在新機型上同時(shí)搭載人臉識別和屏下指紋兩種方案。

　　超聲波屏下指紋

　　除了新的基于光學(xué)的屏下指紋技術(shù)開(kāi)始被手機廠(chǎng)商所采用之外，超聲波指紋識別技術(shù)也可實(shí)現屏下指紋。目前高通正在大力推動(dòng)其新一代的超聲波指紋識別方案應用到智能手機的屏下指紋上。

　　此前芯智訊曾多次介紹過(guò)高通的第二代超神波指紋識別技術(shù)。其具有防水、放油、活體檢測等特點(diǎn)，在穿透性方面，可以穿透800μm的玻璃和525μm的金屬，也可以穿透1300μm的OLED屏。而目前柔性AMOLED屏的厚度最薄可以縮減到100-200μm，玻璃蓋板可以做到500μm左右，所以其可以在屏幕顯示范圍內實(shí)現指紋識別。

　　據悉，這項技術(shù)的優(yōu)勢在于，即使在厚達800微米的玻璃下依然可以精確工作，而傳統指紋技術(shù)只能精確到300微米。

　　此前，已經(jīng)發(fā)布的榮耀10便采用的就是高通超聲波指紋識別技術(shù)，不過(guò)其位置在屏幕下邊框，并非屏幕下。

　　據芯智訊了解，華為即將于10月發(fā)布的新旗艦Mate 20 Pro將會(huì )采用高通的超聲波指紋識別技術(shù)來(lái)實(shí)現屏下指紋，而且有媒體報道稱(chēng)，華為可能將會(huì )獨占該技術(shù)數月。

　　不過(guò)，在今年6月下旬的上海MWC大會(huì )上，vivo也有展示兩臺采用超聲波屏幕指紋技術(shù)的樣機，似乎采用的也正是高通的超聲波指紋識別技術(shù)。

　　另外值得一提的是，有消息稱(chēng)，三星明年初發(fā)布的新一代S系列旗艦也有可能會(huì )搭載高通最新的超聲波指紋識別技術(shù)。

　　全屏指紋

　　另外，今年JDI推出了一種完全透明的基于非硅基襯底的指紋識別技術(shù)——Pixel eyes 指紋識別技術(shù)，也有望可以實(shí)現在屏幕顯示區域內實(shí)現指紋識別甚至是全屏指紋識別。

　　JDI玻璃基透明指紋識別芯片

　　一般來(lái)講，芯片大都是基于硅基wafer襯底的，但是實(shí)際上，也有基于非硅片襯底的芯片技術(shù)，這種通常稱(chēng)為off-chip技術(shù)。JDI的這款指紋識別芯片就是采取了off-chip技術(shù)，將指紋識別傳感器制備在了玻璃襯底上，并且做成了幾乎完全透明的形式。

　　據了解，JDI很可能通過(guò)提高Hybrid in-cell Touch的dpi到508以上的方式來(lái)制備，并且摒棄傳統的玻璃蓋板方案，將偏光片的硬度提高，以偏光片來(lái)充當蓋板，這時(shí)的偏光片厚度在200微米左右，足以滿(mǎn)足350微米的電容式指紋識別穿透能力。

　　由于其是基于玻璃基，電容式的傳感器，并且是透明的，這就也意味著(zhù)，這種技術(shù)可以實(shí)現在屏幕顯示區域進(jìn)行指紋識別。而且其指紋識別的Sensor可以做得很大，甚至可以支持全屏指紋識別。而且Sensor做得大了以后，可以提取的指紋特征點(diǎn)就越多，這也就意味著(zhù)指紋識別的安全級別就會(huì )越高。

　　此外，在今年的MWC上，vivo就曾展示過(guò)一款全面屏概念機APEX，這款概念機就可支持半屏指紋識別(即在屏幕顯示區域的下半部分都可支持指紋識別)。而這個(gè)采用的是上?；j箕的指紋識別方案。

　　vivo APEX半屏指紋識別示意圖

　　而在全屏指紋識別方案上，目前韓國廠(chǎng)商CrucialTec也有在這方面持續的研究。CrucialTec擁有DFS全屏幕識別方案。不過(guò)，由于 DFS 方案對于屏幕和指紋識別模組的整合程度要求較高，可能帶來(lái)高成本等問(wèn)題，目前方案仍處于試驗階段，存在不確定性。

　　DFS方案示意圖

　　屏下指紋將成中高端智能手機標配

　　從上面的介紹來(lái)看，目前如果要在屏幕顯示區域內實(shí)現指紋識別，光學(xué)方案和超聲波方案相對較為成熟，其中目前基于OLED屏(軟硬屏皆可)的光學(xué)式屏下指紋識別技術(shù)應用更為廣泛，已成為目前的主流方案，并且有望從高端智能手機向中端智能手機市場(chǎng)滲透。而基于超聲波的屏下指紋，由于需要厚度更薄成本更高的柔性OLED屏配合才會(huì )有更好的效果，所以這也使得其短期內只能應用在高端機型上。

　　根據研究機構IHS Markit的預測，2019年使用屏下指紋傳感器的智能手機出貨量至少將達到1億臺，到2020年則進(jìn)一步翻倍至2億臺，市場(chǎng)空間超20億美元，有望在未來(lái)3年保持高速增長(cháng)。

　　另外根據臺灣Digitimes最新預測，到今年年底，屏下指紋傳感器的出貨量將達到4200萬(wàn)顆。而到2019年，這一數字將會(huì )達到1億顆。

　　顯然，從目前眾多手機企業(yè)的動(dòng)向以及研究機構的數據來(lái)看，屏下指紋未來(lái)確實(shí)有望成為中高端智能手機的標配。

　　多生物識別方式結合仍將是趨勢

　　對于手機廠(chǎng)商來(lái)說(shuō)，單純的采用人臉識別來(lái)代替指紋識別的話(huà)，或多或少的也存在著(zhù)一些弊端。當然，單純采用指紋識別也有一些弊端，例如，雙手長(cháng)期徒手工作業(yè)的人們便會(huì )為指紋識別而煩惱，他們的手指若有絲毫破損或干濕環(huán)境里、沾有異物則指紋識別功能要失效了。另外對于在嚴寒區域或者嚴寒氣候下，亦或者人們需要長(cháng)時(shí)間帶手套的環(huán)境當中，這也將使得指紋識別變得不那么便利。但是，如果將人臉識別與指紋識別或者其他生物識別技術(shù)結合起來(lái)，則可很好的解決這些問(wèn)題。

　　而隨著(zhù)屏下指紋和3D人臉識別的興起，越來(lái)越多的手機廠(chǎng)商開(kāi)始同時(shí)部署這兩種生物識別技術(shù)。比如小米8探索版、華為Mate RS以及華為即將推出的新旗艦Mate20系列。

　　另外值得一提的是，在此之前，三星已經(jīng)將虹膜識別和指紋識別技術(shù)結合應用在了其旗艦機上。另外，蘋(píng)果iPhone 7之后的語(yǔ)音助手Siri也加入了聲紋識別功能。

　　總的來(lái)說(shuō)，多種生物識別技術(shù)相結合的方案，除了可以彌補單一生物識別方式所存在的缺點(diǎn)和不足之外，也應對不同安全級別應用和不同的場(chǎng)景的需求。