LCD屏幕指纹一直是不少手机厂商的技术痛点，不过，进入2020年之后，这一技术终于有了突破性的进展。小米高管卢伟冰3月9日在微博上透露，Redmi已实现LCD屏幕指纹解锁且具备可量产性。另外，采用同类技术的荣耀10X系列机型也被网友曝光。LCD屏幕指纹解锁的成功商用，这代表以后高/中/低端手机市场格局会有所变化，屏下指纹识别技术也迈入了一个新的阶段。



国产崛起！


指纹识别在手机上的应用，已经有超过20年的历史。最初它被用来验证手机的PIN码，采用的是刮擦式指纹识别技术，代表机型有西门子1998年展示的指纹识别原型机和SAGEM 2000年发布的指纹识别量产机MC959。在2003-2013年间，富士通、摩托罗拉等公司也发布了多款基于该技术的功能机和智能机。只是刮擦式指纹识别技术的识别率较低，对滑动速度、贴合度以及垂直度有较高要求，其在手机上的应用并未引领全球风潮。


到2013年9月，苹果iPhone 5S的发布把按压式指纹识别带入全球消费者视野。


随后安卓系厂商为寻求更大的屏占比，加大对屏下指纹识别技术的研发。2015年1月，高通超声波式指纹识别方案全球首发；2018年上半年，汇顶科技实现光学式指纹识别商用；2019年上半年，阜时科技宣告突破LCD屏幕指纹解锁。很显然，国内厂商开始跻身指纹识别“领头者”行列。



丘钛科技集团执行董事副总裁胡三木


近三年来，国内指纹识别产业链逐渐成型，市场也涌现一批龙头企业。丘钛科技集团执行董事副总裁胡三木表示，我国指纹识别产业链条以大陆、台湾企业为主。从设计上来看，汇顶、思立微、台湾神盾等企业占领了主流市场。在芯片封装、模组制造、设计制造领域，国产企业也占据了较大份额。据悉，丘钛科技指纹模组的出货量早在2018年就已经突破1亿只。


深圳阜时科技有限公司研发副总林峰


深圳阜时科技有限公司研发副总林峰评论道：“指纹识别产业链的国产化程度已经相当高，其中国内方案商占了大部分的市场份额。以阜时科技为例，我们既是全球首个推出LCD屏下指纹识别芯片方案的方案商，又是首批推出单芯片OLED屏下指纹方案的方案商。”


2019年上半年，兆易创新完成了对思立微100%股权的收购，具备了含芯片、传感器、核心算法在内的全套指纹识别解决方案的量产能力。易创新传感器产品作为其三大产品线之一，也在不断的进行技术研发和产品的升级换代。兆易创新传感器事业部高级产品经理孙云刚表示，指纹识别的应用范围正在扩大，国内指纹识别产业链也在不断拓展。


技术无优劣之分


指纹识别可细分为：电容式、光学式、超声波式。大家聚焦的屏下指纹识别技术主要以光学式和超声波式为主。很多产业链企业在光学式方案中都做出了成绩，而超声波式方案只有高通具备量产能力。


实际上，在过去相当长的一段时间里，这两类技术都存在一些局限性，供应商也在积极攻克它们的不足。据了解，屏幕指纹的工作原理是记录指纹特征，并反馈给屏幕下方的传感器，以判断是否与用户初始指纹重合。但把指纹传感器放在屏幕下方，需要有通路传输光学或超声波信号，此前该技术需要配合OLED屏幕来使用，因LCD屏幕背光模组的阻挡，LCD屏手机只能采用背部指纹或侧面指纹。


作为屏下光学式方案的拥护者，受访人是如何看待不同的指纹识别技术？令人诧异的是，他们都未否定其他方案。


兆易创新传感器事业部高级产品经理孙云刚


孙云刚表示，不同的指纹识别技术能共同存在和发展。


首先，电容式指纹识别方案具备成本和性能优势，在中低端手机市场有较好的应用前景。值得注意的趋势是，全面屏风潮到来之后，厂商更倾向于选择侧面指纹方案。


其次，超声波式方案目前还处于市场试水阶段，商用的机型比较少。


再次，光学式指纹识别有两种路线——镜头式指纹识别（普通光学式）和微光路超薄式指纹识别（超薄光学式）。其中，超薄光学式可根据识别区域大小分为单点识别和大面积识别。根据现有表现来看，光学式指纹识别会朝着更安全、准确率更高、错误率更低、解锁更快、尺寸更小等方向发展。


孙云刚还补充说：“光学式是COB（Chip On Board）方案，其芯片与外围的元器件直接放置在FPC软板上。5G商用后‘如何在COB的基础上为手机电池节省更多空间’成为指纹识别供应商的重要课题。围绕这个课题，兆易创新推出了小尺寸的CSM方案和超薄式指纹识别模组。”


林峰认为不同的技术适用于不同的场景。电容式方案的产业链和芯片发展更成熟、成本也更低，其采集指纹的途径直接可靠，适用于对成本很敏感的产品。超声波式方案成本高，在工业类场景或有较好的应用。光学式方案在OLED屏手机上已经普及，未来仍将应用在这类机型中。LCD屏下指纹识别具备成本优势，将应用于不同价位的手机。


胡三木称，模组商会根据客户的需求来定制方案，所以不存在更看好哪项技术的问题。他举例说：“追求成本优势就选择电容式方案；追求大屏和低成本就选择普通光学方案；既要大屏又要大电池容量就选择超薄光学方案。”


他还向《国际电子商情》透露说，方案优化也是丘钛科技一直在坚持的工作。其实，在普通光学方案中，产品的反应速度、错误率、接触面积等方面还有一定的进步空间。而超薄光学方案涉及单芯片和双芯片，需要产业链共同努力来实现产能可控和更低成本。


5G时代谁能称王？


除了指纹识别之外，市面上流通的手机还有其他的解锁方式，如iPhone X的人脸识别解锁，三星S8的虹膜识别解锁等。无论是哪一种，它们都是通过计算机和高科技手段，利用人体固有的生理特性和行为特征来进行个人身份鉴定的识别方式，可归类为生物识别技术。未来的5G、IoT时代，哪些生物识别技术将脱颖而出？


孙云刚表示，这具体要看应用的领域。特别是虹膜识别，其优势在于安全性极好，但硬件造价较高、便携性较弱，适用于固定设备和安全级别较高的应用。5G对生物识别技术的影响更多的体现在智能手机方面，因用户个人使用习惯的差异性，人脸识别和指纹识别各有优势，并能长期共存。


据了解，人脸识别技术路径可分为平面识别和3D识别。3D识别又可细分为结构光和ToF（Time of flight）。ToF即飞行时间法3D成像技术，通过向目标发射连续的特定波长的红外光线脉冲，利用传感器接收被测物体传回的光信号，计算光线往返的飞行时间来得到目标的3D深度信息。ToF相机的亮度图像和深度信息可由模型连接，能快速精准地完成人脸匹配和检测。孙云刚表示，ToF的应用前景较好、适用领域广泛，是厂商的主流研发技术，兆易创新也有相应的布局。


胡三木的观点与孙云刚类似，他认为不同的技术适用于不同的领域。不过，他也认为终端厂采用的解锁方式是随着产品ID的变化而变化。“过去5-8年里，生物识别的应用非常广，技术路线也百花齐放，哪一类技术会成为主流与5G或4G没有必然的关系。丘钛科技的业务围绕视觉、摄像头来展开，人脸识别会用到摄像头技术，如单摄、3D结构光、ToF等，这些都是其重点业务。”他强调。


5G时代指纹识别和人脸识别将是主流。为此，阜时科技针对两种技术均有研发和投入。在指纹识别方面，该公司的研发团队通过不断对LCD背光板的改造与尝试，不断对指纹光路方案的调整与改进，成功解决了显示效果、指纹成像效果等问题，率先推出LCD屏下指纹方案。目前，阜时科技正与终端品牌推进该方案的商用，将于2020年Q2实现量产；在人脸识别方面，阜时科技早在两年前就开始研发3D人脸识别技术，目的是提升该技术支付级别的安全性，现在其3D人脸识别技术已开始批量应用于智能门锁领域。此外，为应对未来需求，该公司也在研发ToF技术，为终端厂商提供更小体积、更低成本的模组解决方案。


静待市场回春


谈论2020年的市场走向，躲不开新冠疫情的影响。年初，国内封城、封村、封路、延迟复工，有海外工厂的企业把产能重心转移至海外。现在境外疫情肆虐，国内逐渐复工复产，避免了产线全线停摆危机。全球布局的策略降低了企业的经营风险，或许疫情结束后大家对于出海的思考会更加深刻。


此背景下，屏下指纹识别产业链的未来如何？胡三木以智能手机终端市场的表现为例从侧面做了回应：“有分析机构预测，今年上半年受疫情因素影响相关供应链停滞，全球智能手机产量会大约减少30%，我基本上认可这个数据。但我也认同，疫情结束后下半年市场可能出现报复性消费，届时整个产业链将会焕发新的生机。”


来源：国际电子商情