連iPhone X都沒用到的屏下指紋識別 核心技術是什麼

• 過去幾個月中，不少人期待的屏下指紋識別技術並沒有出現在這部承前啟後的 iPhone 身上。
  
  這意味著，想買 iPhone X 的用戶必須準備好適應這種新的交互方式。
  
  

• 相比起占用螢幕上的部分顯示區域放置攝像頭等元器件來做人臉識別，屏下指紋的好處是能夠保證整塊螢幕的完整性，手指直接貼在螢幕上就能識別並解鎖。
  
  對已經形成肌肉記憶的用戶來說，學習成本也並不高。
  
  

• 手機行業中市場份額最大的幾家指紋識別模組供應商，瑞典 FPC、美國的 Synaptics、深圳匯頂（Goodix）、台灣 Egis 等都在研發自己的屏下指紋識別技術。
  
  

• 從指紋識別的技術原理來看，光學、電容、熱敏和超聲波是四種常見的指紋識別方式。
  
  而在手機、平板等電子設備上，體積輕巧、成本低廉的電容式模組是大多數消費電子廠商的首選。
  
  

光學、電容、熱敏和超聲波，四種常見指紋識別技術

• 安放在 Home 鍵或機身背部下方的電容傳感器能夠採集手指表面豐富的紋路數據，並加密保存在一個獨立的安全區內。
  
  完整錄入一枚指紋，通常需要在按鍵上貼8-12次。
  
  

• 今天的電容式指紋傳感器識別+解鎖速度已經非常理想，從貼上手指到進入主屏只需要0.15-0.2秒，日常使用幾乎感覺不到等待的時間。
  
  

• 在安全性上，不少電容指紋模組已經集成了活體檢測功能，可以通過熱敏（Thermal）傳感器感知手指表面的溫度變化，人造的假手指或者冷掉的斷手指很難通過識別。
  
  

• 不過，電容傳感器也有缺點。
  
  它沒辦法隔著手機屏識別按在螢幕上的指紋，主要是因為螢幕模組本身的厚度導致傳感器收集不到足夠多有用的信號。
  
  

• 這樣一來，屏下指紋識別就只能通過穿透力更強的光學和超聲波兩種方案來實現。
  
  

• 今2017年2月底的 MWC 大會上，深圳匯頂（Goodix）推出了首款基於光學方案的屏下指紋識別技術。
  
  

• 這項技術通過放置在 AMOLED 螢幕下方的光學指紋傳感器，主動發射出不可見的結構光（infrared light）來識別螢幕上的指紋紋路。
  
  匯頂展示了 vivo Xplay 6、三星 S7 edge 等多台採用這項技術的原型機，但至今相關的指紋識別模組還沒有量產。
  
  

• 而擅長設計通訊基帶和處理器的美國高通公司對超聲波方案更感興趣。
  
  

• 6月底，vivo 曾展示過基於高通超聲波方案的屏下指紋識別原型機，型號仍然是 Xplay 6。
  
  

• 這主要是因為 Xplay 6 採用了 AMOLED 螢幕，模組厚度要比同規格的 LCD 屏更小，超聲波穿透時丟失的數據也就更少。
  
  另一方面， Xplay 6 的機身內部空間相比起 vivo 的小尺寸機型也更寬裕。
  
  

• 不過，根據我們在現場的體驗，稍微改變手指的按壓角度，這台 Xplay 6 就會顯示解鎖不成功。
  
  vivo 並沒有提供這台原型機具體的識別準確率數據。
  
  

• 按照高通的說法，這種超聲波屏下指紋識別技術可以穿透1200 微米厚的 OLED 螢幕、800 微米的玻璃和 650 微米的鋁合金。
  
  

• 足夠強的穿透性能，就意味著更高的功耗和更大的模組體積。
  
  據好奇心日報了解，為高通提供超聲波指紋識別模組封裝的歐菲光等公司，目前還無法將體積縮到足夠小，識別準確率和速度也需要大幅提升。
  
  

• 在高通的計劃中，能夠穿透 OLED 螢幕的超聲波指紋傳感器量產要到 2018 年初。
  
  也就是說，搭載此類傳感器的手機上市開售最快也要今年夏天了。
  
  

• 而在2017年發布的幾款「全面屏」手機，三星 Note 8、小米 MIX 2、vivo V7+ 都沒能用上屏下指紋識別。
  
  

• 小編還了解到，指紋識別模組市場份額最大的瑞典 FPC 公司同時在研發基於光學和超聲波的屏下指紋識別方案，但目前相關模組的生產良率、成本、識別準確率與可靠性都還沒達到要求，無法預估正式量產出貨的時間點。
  
  

• 另外根據供應鏈的消息，三星 S 和 Galaxy Note 兩個高端系列的指紋傳感器供應商明年將從 Synaptics 切換到台灣 Egis。
  
  業內人士估計，三星的首款屏下指紋識別機型很可能會是今年下半年的 Note 9。
  
  

• 至於供應鏈整合能力最強的蘋果，iPhone X 發布之前所有的屏下指紋識別方案都沒能符合要求。
  
  

• 而 FaceID 所代表的人臉識別技術，號稱被攻破的可能性是百萬分之一，安全性相當於指紋的 20 倍。
  
  從用戶隱私安全的角度考慮，採用人臉識別而不是指紋是合理的。
  
  

• 另一方面，FaceID 對正面螢幕顯示區域的「破壞」，要求 iOS 應用開發者今後必須做出相應的適配。
  
  這是個不小的工程。
  
  

• 就目前而言，iPhone 8 和 iPhone 8 Plus 在外觀上的改變並不大。
  
  這讓 iPhone 7 用戶找不到升級換機的理由。
  
  

• 如果今年屏下指紋識別技術有顯著進步，無法排除蘋果在新 iPhone 上應用這種技術的可能性，進而重新設計 iPhone 的外觀。
  
  

• 但這一切，都要等到今年才能知道了。