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指纹识别技术的生与死

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2017-10-11   作者:中图电子网  浏览次数: 27
[摘要]iPhone X的发布,无疑让我们真正体会到了全面屏手机的魅力,感受到了未来手机的发展方向!  即便现在全面屏的定义还存在着诸多问题和各种不同的说法,甚至是定义都还是那么模糊不清,但是这并不影响全面屏成为智能手机行业的一大趋势,对整个手机产业链产生巨大的变革。  正如之前魅蓝事业

  iPhone X的发布,无疑让我们真正体会到了全面屏手机的魅力,感受到了未来手机的发展方向!
  即便现在全面屏的定义还存在着诸多问题和各种不同的说法,甚至是定义都还是那么模糊不清,但是这并不影响全面屏成为智能手机行业的一大趋势,对整个手机产业链产生巨大的变革。
  正如之前魅蓝事业部总裁李楠在知乎撰文称,目前来看只有三星S8才是真全面屏手机。他认为,单独看屏占比意义不大,三星通过近年来在全视曲面屏的研发积累,更新屏幕封装方式,将屏幕下面的柔性IC弯到屏幕背面,从而使屏幕下方的边框缩窄,最终变成了我们现在见到的全视曲面屏。
  但是,无论全面屏最终的形态是什么,全面屏都在改变着整个手机产业链,引发新一代的人机交互创新。
  全面屏倒逼手机产业链革命
  全面屏并不是一个全新的概念。
  其实,早在2014年,夏普就发布过第一款全面屏手机 AQUOS Crystal,采用了 5 寸显示屏,1280*720 分辨率,同时取消受话器而配备了骨传导方案,实现了手机正面开孔的最少化,但当时没有引起较大的反响。直到小米 MIX 和三星 Galaxy S8的出现,才成为手机吸引消费者的一个爆发点。
  同时,全面屏也是追求窄边框,高屏占比的必然结果。近两年来发布的手机,大黑边永远都是被人吐槽的焦点,而窄边框在这种情况下自然而然的就诞生了。


  此前的窄边框一直是在尽力缩窄左右边框,而避开缩窄上下边框。这是因为缩窄左右边框只需要改进显示面板的布线设计和点胶,而缩窄上下边框则需要对整个手机的正面部件全部重新设计,难度太大。
  但是随着面板、指纹识别、受话器、前置摄像头、天线等零组件技术与工艺的不断改进,实现超窄上下边框已经成为了可能,这样具有超窄四边框、超高屏占比的屏幕就是全面屏。
  需要知道的是,实现全面屏不是更换一块更大的显示面板那么简单,而是对面板、指纹识别、受话器、前置摄像头、天线等零组件重新设计的系统工程,将带动手机零组件发生巨变。主要体现在以下几个方面。
  首先,全面屏将会倒逼手机产业链的升级。在全面屏的影响下,无论是前置摄像头、耳机体用还是指纹识别、脸部识别乃至整个手机的工业设计,都面临着新的挑战。
  其次,随着显示效果的提升,屏幕在整个手机中的比重显着提升,如何在不改变手机续航的情况下,将手机的厚度降低,并集成更多的功能也是不得不思考的一个问题。
  最后,随着全面屏对其他手机组件的压缩,也在不断的要求手机能够用更少的按键实现更多的功能,人工智能在智能手机中的应用就成为必然。
  当然,今天在这里,我们主要讨论的是手机供应链的问题,因此,硬件技术才是主要的话题。而其中尤以指纹识别最引人关注,作为因苹果而起的一项技术,在iPhone X的影响下又将路向何方呢?
  主流指纹识别方案难以应对全面屏
  从技术角度来看,目前市场上主流的指纹识别方案有以下几种:
  光学识别技术
  这种技术是目前应用最广泛、历史最久的一种指纹识别技术。通过将手指按压在光学镜片上,机器发射内置光线到手指上,接着再反射回机器获取指纹数据。但是这类指纹识别方案体积较大,很难应用在小型的电子产品上,尤其是对体积有责严格要求的智能手机上。
  电容式识别技术
  电容式识别技术可以利用指纹纹路之间的凹凸形成了不同的电容量,电容传感器继而分析指纹数据。
  目前市面上几乎所有的手机,包括苹果、三星、华为、蓝绿厂都是用的电容式识别技术。
  可以说,电容式识别技术占据了手机指纹识别的4/5的市场。
  超声波识别技术
  超声波识别是目前最新的一种指纹解锁技术,超声波到达不同表面时,穿透以及反射的程度互不相同,利用皮肤与空气对于声波阻抗的差异,就可以区分指纹纹路的位置。
  高通称旗下的新一代指纹解决方案可以穿透除TFT以外的所有屏幕,还可以穿透背壳金属机盖,可以在水中解锁等。
  直观数据表明,超声波识别能够透过0.8mm玻璃、1.2mm OLED显示屏、0.5mm金属等材质。
  相较于电容和光学指纹识别,超声波指纹识别的优点在于其无需开孔,为全面屏彻底让路,提高了手机的防水防尘性。对手指的干湿度要求降低,湿手也能解锁手机。
  但是从目前的实用角度来说,超声波指纹解锁只能在固定的一块小区域内,是否可以扩大至全面屏解锁,还未可知。
  为了解决指纹识别的问题,苹果采用了更为激进的做法。iPhone X把原本的指纹识别(Touch ID)解锁去除,改为了人脸识别(Face ID)解锁。从某种角度来讲,这一改变颠覆了智能手机,从指纹识别进入了人脸识别时代,人脸识别已成为了未来的趋势。
  正如库克在发布会上表示:“指纹识别已经是上个时代的解锁方式了”,就是说指纹识别已经过时了,未来的手机市场将会以人脸识别为主导,但事实真是这样吗?
  面部识别技术能否取代指纹识别
  凯基证券(KGI)分析师郭明錤的最新研究报告显示,随着iPhone X的问世和Face ID的引入,苹果公司改变了行业兴趣,现在更多的厂商将兴趣从屏下指纹识别转向基于摄像头的3D传感技术,它们把3D传感技术看作是理想的用户身份验证解决方案。


  根据MacRumors的新记录,自从苹果推出TureDepth和Face ID技术以来,安卓智能手机供应商对3D传感技术的查询数量至少增加了2倍,该技术取代了iPhone X(将于11月发布)上传统的Touch ID指纹识别功能。
  郭明錤表示:“与电容式解决方案相比,在屏幕下安装光学指纹识别组件只是在规格上有所升级,但3D传感体现了一种革命性的用户体验,并可以提高毛利率。3D传感技术不仅能让用户在安全应用中使用面部识别技术,还能让用户在更重要的层面上创造出像苹果的Animoji这样有趣的表情,这是AR发展的一个关键因素,因此我们相信品牌厂商愿意为相关的组件花更多的钱。”
  目前,安卓手机厂商提供的解决方案据说来自高通和Himax、Orbbec和Mantis Vision,其中更为成熟的高通- Himax解决方案吸引了最多的关注。
  郭明錤说,他相信未来两到三年内,安装3D传感器的安卓设备出货量将会是安装屏下指纹识别的设备的两到三倍甚至更多,这主要是由于3D感知技术与LCD屏幕兼容性更好,而屏下光学指纹识别技术只能用在OLED面板上。
  但是,指纹识别仍然是不可取代的,为什么这么说呢?
  目前有众多的声音一致认为,指纹识别解锁已经成为过去,人脸识别解锁成为了主流。
  但iPhone X采用面部识别来实现解锁,目前这项技术还存在诸多的质疑声,像Face ID解锁的成功率以及它的诸多应用场景的不便之处,比如,在发布会上,苹果高管Craig上台演示iPhone X时,第一次Face ID识别失败,场面尴尬可想而知。并且从用户的使用习惯和技术成熟上面,并不比指纹识别更快更好。
  出货量说明一切
  其次,从目前指纹识别的出货量也能够看出一些端倪。
  据旭日大数据监测显示,8月国内指纹模组出货量接近69.5KK,而7月国内指纹模组出货量为63.5KK,指纹识别市场出现了回暖情况,并没有随着iPhone而衰落。
  市场回暖的原因在于,在iPhone新机发布之前,各大终端厂商都相对保守,不敢轻举妄动,出于观望态度和话题度、关注度考虑,诸多品牌选择在9月与iPhone相近时间发布新机,诸如小米MIX2、vivo X20,还有十月即将发布全面屏新机的OPPO和华为,那么表现在供应链上游即为模组厂方面开始收到订单,集体起量。
  据了解,8月国内市场上指纹模组厂出货量基本都有所上涨或保持持平,其中丘钛微、信利、深越光电和凯珑光电增长幅度较大,超过了10%。欧菲光由于是小米MIX2的供应商,8月指纹模组的出货量相较于7月增加了2KK,以22KK的出货量遥遥领先与第二、三名的东聚和丘钛微。
  对于指纹模组厂来说,规模越大越有优势,欧菲光也一直在这个领域保持着领先地位,8月份,欧菲光的指纹模组出货量占了市场电子相册约32%的份额,远大于东聚的12%和丘钛微10%的市占率。事实上,出货量TOP5指纹模组厂就已经攫取了近69%的市场份额。
  从目前已经发布的全面屏手机来看,除了iPhone也不能量产屏下指纹而直接取消了指纹识别之外,安卓体系全面屏手机都选择了后置指纹且为coating方案。
  但是,随着之后其他品牌全面屏手机的陆续发布,模组厂盖板方案比例会持续减少。由于全面屏主要还是旗舰机型的配备,而且终端品牌的指纹模组供应商基本固定,所以影响较大的还是一些主要的模组厂,对于中小模组厂来说,似乎并无多大影响,不过出于成本考虑,coating方案比较划算。
  由于指纹识别在全面屏时代只有后置和Under Display两种较为可行的替代方案。但毋庸置疑的是,前置指纹识别才是最优的体验,这也是华为等国内手机厂商把指纹识别从背面移到正面的原因。
  总结
  从目前的情况来看,无论是出货量还是技术方案的成熟,面部识别技术都很难在短期内取代指纹识别技术。
  同时,我们也能够发现,全面屏技术和指纹识别技术存在着应用范围不同步的情况。主要体现在全面屏技术目前以及覆盖到千元左右水平,无论是千元机还是旗舰级都能够使用这一技术,但是屏下指纹识别则不同。
  即便是宣布推出隐形指纹识别技术的Vivo,其最新推出的x20全面屏手机也没有正式应用这一技术,而且这一技术本质上还是采用了高通的超声波指纹识别解决方案。
  但是,毋庸置疑,指纹识别技术要想完美的适配全面屏技术,除了后置方案之外,就必须要克服屏下指纹识别技术的难点。
  三星的技术工程师曾表示,目前屏下指纹识别有两点硬伤:
  硬伤一是目前良率偏低且年底之前还无法大量生产,并且只是拿了高通+某厂的方案;
  硬伤二是该技术仅支持AMOLED屏幕(TFT还用不了)。而AMOLED全面屏只有Samsung Display能稳定供货且还在量产爬坡准备中。
  所以,全面屏加屏下指纹识别的组合在短期内都是很难实现的。
  那么这就表明面部识别能够替代指纹识别了吗?能否说服消费者相信面部识别的安全性估计才是目前的主要难点吧。
  屏下指纹识别的难点依然存在,就很难说指纹识别市场走向没落,无论是现在的供应链的产量,芯片解决方案的成熟程度,还是终端应用的支持来说,指纹识别都还有很长的路要走,至于之后是面部识别的市场,还是指纹识别的天下,就要看芯片厂商的进展了!

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