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2016 年起，智能手機(jī)進(jìn)入了全面屏?xí)r代，雷軍曾說(shuō)，只要站在風(fēng)口上，就算是豬也能飛。各大手機(jī)廠商也算順勢(shì)而為，紛紛開(kāi)始研究全面屏手機(jī)。怎樣實(shí)現(xiàn)更大的屏占比是目前需要解決的難題，這邊蘋(píng)果剛出了 Face id，那邊安卓又出了屏下指紋，你方唱罷我登場(chǎng)，端的是一出大戲。
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今兒個(gè)小編就來(lái)和大家聊聊屏下指紋這項(xiàng)新技術(shù)，掀開(kāi)它的神秘面紗，看看這到底是個(gè)什么玩意兒？
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屏下指紋技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案與原理
目前已知的屏下指紋識(shí)別方案主要分為兩個(gè)方向：一是利用光學(xué)實(shí)現(xiàn)，另一個(gè)則是利用超聲波實(shí)現(xiàn)。
光學(xué)實(shí)現(xiàn)屏下指紋識(shí)別技術(shù)
光學(xué)方案技術(shù)由來(lái)已久，主要基于折反原理，但在 2017 年以前始終沒(méi)能應(yīng)用于智能手機(jī)，主要的原因是光學(xué)傳感器的體積過(guò)大，且系統(tǒng)無(wú)法對(duì)皮膚真皮層的識(shí)別，因而安全性相對(duì)較低。隨著 2016 年以來(lái)新思、匯頂先后發(fā)布新一代的光學(xué)指紋識(shí)別方案，仍然是基于折反原理，另外疊加小孔成像和透鏡成像功能，以提高識(shí)別的精確度。得益于 OLED 產(chǎn)能障壁的打破、技術(shù)成熟度以及可預(yù)見(jiàn)的成本下降，光學(xué)方案正式成為屏下指紋識(shí)別最重要的實(shí)現(xiàn)手段之一。
OLED 是主動(dòng)發(fā)光，理論上說(shuō)可以精確控制到每一個(gè)子像素點(diǎn)，所以 OLED 材質(zhì)的屏幕是更理想的發(fā)射光光源，此外，OLED 顯示模組更薄，也可以減輕由于放置屏下指紋傳感器帶來(lái)的整體機(jī)身變厚的問(wèn)題。目前產(chǎn)業(yè)鏈有三種利用 OLED 屏幕的開(kāi)發(fā)方向：
1. 直接在屏幕下方布置一個(gè) CMOS 傳感器，利用 OLED 的子像素之間縫隙讓光線穿透過(guò)去，進(jìn)而識(shí)別指紋；
2. 縮小傳感器，插入 OLED 的像素點(diǎn)之間；
3. 將 CMOS 傳感器做成透明的，直接貼裝于 AMOLED 屏幕上方，將光學(xué)指紋識(shí)別做成一層識(shí)別層。
超聲波實(shí)現(xiàn)屏下指紋識(shí)別技術(shù)
另一個(gè)屏下指紋識(shí)別方向則是利用超聲波指紋識(shí)別。高通方案稱(chēng)其為 Sense ID，指紋識(shí)別的龍頭企業(yè) FPC 也剛剛發(fā)布了他們的方案。超聲波既不需要感光元件也不需要電容感應(yīng)，因此更適合做屏下指紋識(shí)別。Vivo 演示機(jī)使用的全屏幕指紋識(shí)別，采用的正是高通的方案以及歐菲的模組。目前大規(guī)模應(yīng)用的超聲波指紋識(shí)別手機(jī)并不太多。
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屏下指紋產(chǎn)業(yè)鏈及供應(yīng)商
光學(xué)指紋識(shí)別方案的產(chǎn)業(yè)鏈主要分為算法及芯片（核心領(lǐng)域）、CMOS （將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)）、Lens（主要是微透鏡陣列） 、濾光片以及產(chǎn)品封裝?？傮w來(lái)看，中信建投認(rèn)為光學(xué)屏下指紋產(chǎn)業(yè)鏈中最值得關(guān)注的國(guó)內(nèi)廠商包括上游方案提供商匯頂科技和下游獨(dú)家封裝廠商歐菲科技。
光學(xué)屏下指紋產(chǎn)業(yè)鏈及供應(yīng)商
以下是光學(xué)指紋識(shí)別方案產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)袌?chǎng)格局（規(guī)模、主要廠商）：
1、算法芯片：短期內(nèi)匯頂、新思或?qū)簳r(shí)瓜分光學(xué)屏下指紋市場(chǎng)，按照 2019 年光學(xué)方案與超聲方案市場(chǎng)占比 7:3，其中光學(xué)方案及芯片占總識(shí)別模組比 50%，模組單價(jià) 10 美元，有望為方案廠商帶來(lái)近 4 億美元收入規(guī)模。
2、Lens ：主要關(guān)注的境外廠商有大立光、玉晶光和關(guān)東辰美等，其中大立光是光學(xué)鏡片行業(yè)的傳統(tǒng)龍頭，關(guān)東辰美是蘋(píng)果產(chǎn)業(yè)鏈的重要供應(yīng)商，舜宇是近年來(lái)手機(jī)和車(chē)用攝像等設(shè)備領(lǐng)域成長(zhǎng)最快的一家企業(yè)。
3、CMOS ：國(guó)際上主要的提供商有括索尼、三星、海力士、豪威（被中國(guó)企業(yè)收購(gòu)）和安森美等；國(guó)內(nèi)主要關(guān)注格科微（在與中芯國(guó)際的合作下，公司到 2017 年已經(jīng)成長(zhǎng)為僅次于索尼的全球第二大 CMOS 芯片生產(chǎn)企業(yè)）。
4、封裝：主要的企業(yè)有歐菲科技（安卓系屏下指紋模組封裝的獨(dú)家供應(yīng)商）、丘鈦科技、比亞迪電子、三星、TDK 等。預(yù)計(jì) 2019 年全球屏下指紋設(shè)備的出貨量將超過(guò) 1 億部，按照每套模組 10 美元，市場(chǎng)規(guī)模將近 10 億美元，其中假設(shè)歐菲科技市占 50%，則識(shí)別模組將公司帶來(lái)約 5 億美元營(yíng)收。
超聲波指紋方案產(chǎn)業(yè)鏈
超聲波指紋識(shí)別方案的產(chǎn)業(yè)鏈可以分為算法芯片、傳感器以及封裝三部 分，而傳感器的上游主要是壓電材料。
以下是超聲波指紋識(shí)別方案產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)袌?chǎng)狀態(tài)：
1、算法芯片：目前高通是該領(lǐng)域唯一一個(gè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)方案商用的企業(yè)，而除高通外，Sonovation、InvenSense 以及 FPC 等廠商也在探索相應(yīng)的解決方案。
2、壓電材料：目前高通使用 PVDF 有機(jī)聚合物材料，Sonovation 和 InvenSense 使用壓電陶瓷材料；主要生產(chǎn)廠商有新加坡 IME 和國(guó)內(nèi)的三環(huán)集團(tuán)等。
3、傳感器：主要有 InvenSense、臺(tái)積電、意法半導(dǎo)體等境外企業(yè)生產(chǎn)。
4、封裝：目前高通的主要合作商為中國(guó)臺(tái)灣 GIS 和歐菲科技。
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目前運(yùn)用屏下指紋識(shí)別技術(shù)的手機(jī)
【已上市】
VIVO X20Plus UD
首先是第一部屏下指紋手機(jī)，VIVO X20Plus UD，這款手機(jī)呢就是 X20 的屏幕指紋版，屬于初代，配置方面與 X20 別無(wú)兩樣。至于這個(gè)指紋的體驗(yàn)，雖說(shuō)是初代，但還是挺好的，當(dāng)然沒(méi)有傳統(tǒng)的識(shí)別速度快，且只有那固定的區(qū)域才能識(shí)別。
vivo X21
vivo X21 采用屏下指紋+面部識(shí)別的方案。位于手機(jī)正面的屏下指紋，沒(méi)有任何可視的物理結(jié)構(gòu)，不挖槽不開(kāi)孔，使全面屏手機(jī)獲得一體化的外觀。
vivox21 的屏下指紋解鎖由 OLED 屏發(fā)出光線，穿透蓋板到屏幕表面，手指壓合位置因?yàn)槭种傅牟煌y路導(dǎo)致反射的光線不同，達(dá)到指紋的光線反射穿透屏幕，到達(dá)指紋 sensor，指紋 sensor 根據(jù)反射光線形成指紋圖像。
vivo NEX
搭載了第三代屏幕指紋技術(shù)，指紋識(shí)別模塊隱藏于全面屏之下，正面無(wú)實(shí)體解鎖模塊，在滿(mǎn)足用戶(hù)正面指紋解鎖習(xí)慣的同時(shí)，更好地保證了手機(jī)一體化外觀
華為 Mate RS
華為的 Mate RS，這款手機(jī)可謂是華為最貴的手機(jī)了，還有保時(shí)捷版本，有著曲面屏，搭載麒麟 970，還有著厲害的三顆攝像頭。最主要的是還支持屏下指紋，不過(guò)這款手機(jī)有著屏下指紋的同時(shí)也有后置指紋。
【未上市】
小米 8 探索版
由“雷布斯”本人承認(rèn)，這款手機(jī)將會(huì)采用屏下指紋。
據(jù)悉，小米 8 探索版使用的屏下指紋技術(shù)依然是目前相對(duì)成熟的光學(xué)識(shí)別方案，不過(guò)小米 8 為其加入了壓感屏的設(shè)計(jì)，和屏下指紋相結(jié)合，從而在解鎖的同時(shí)，壓感可以更準(zhǔn)確的記錄壓力值，幫助更好的解鎖。
三星 Galaxy?S10
據(jù)報(bào)道，三星 Galaxy S10 屏下指紋技術(shù)采用了超聲波傳感器的方式的實(shí)現(xiàn)，超聲波指紋識(shí)別是一種通過(guò)改變超聲波的強(qiáng)度和位置來(lái)區(qū)分指紋形狀和特征的技術(shù)。由于通過(guò)物體進(jìn)行超聲波傳播的性質(zhì)，傳感器可以從面板背面進(jìn)行操作。三星使用該技術(shù)，對(duì)面板結(jié)構(gòu)和圖像質(zhì)量影響較小。
魅族 16
據(jù)黃章本人承認(rèn)，魅族 16 將搭載驍龍 845 和 8GB 運(yùn)存，且標(biāo)配屏下指紋。
蘋(píng)果
據(jù)消息，上個(gè)月，蘋(píng)果還在向美國(guó)專(zhuān)利商標(biāo)局提交智能手機(jī)所用的屏下指紋專(zhuān)利。
專(zhuān)利顯示，蘋(píng)果采用了更安全的超聲波方案，而不是現(xiàn)在普遍采用的光電式屏下指紋。
同時(shí)蘋(píng)果的方案還能夠同時(shí)在屏幕的多個(gè)區(qū)域識(shí)別多個(gè)指紋。與之相比，vivo 投入量產(chǎn)的屏幕指紋技術(shù)只能夠在一小塊區(qū)域有效。
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屏下指紋技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
根據(jù)《2018 年顯示屏指紋技術(shù)與市場(chǎng)報(bào)告》顯示，預(yù)計(jì)今年使用屏下指紋傳感器的智能手機(jī)出貨量至少將達(dá)到 900 萬(wàn)臺(tái)，明年將會(huì)超過(guò) 1 億臺(tái)。未來(lái) 3 年，市場(chǎng)將繼續(xù)保持高速增長(zhǎng)。
同時(shí)推測(cè)屏下指紋將比結(jié)構(gòu)光更受歡迎，而由于光學(xué)屏下指紋的供應(yīng)鏈成熟度相對(duì)較高，以新思和匯頂為代表的供應(yīng)商已經(jīng)具備很好的量產(chǎn)性，受到終端品牌 vivo、華為、小米等新項(xiàng)目的拉動(dòng)，今年全球光學(xué)屏下指紋識(shí)別芯片的供應(yīng)量約 2000 萬(wàn)顆，以新思、匯頂(Goodix)為代表的設(shè)計(jì)公司和以歐菲光(Ofilm)為代表的模組公司將直接受益。
以高通、FPC 為代表的屏下超聲波方案，由于目前仍然處在終端客戶(hù)驗(yàn)證階段，短期來(lái)看，發(fā)展勢(shì)頭較光學(xué)屏下指紋稍晚，未來(lái)是否可以上量，仍然要期待明年的產(chǎn)業(yè)鏈成熟度的情況。
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