详解3D人脸与屏下指纹的现状与未来， 谁才是生物识别新方向？

　　根据之前ZOL对于vivo X21的拆解就可以看到，其屏下指纹的底下是一颗超短焦的CMOS传感器

　　目前光学式的屏下指纹供应商主要有Synaptics和汇顶科技两家，目前已发布的屏下指纹新机基本都是用的这两家方案。

　　另一家国产指纹识别厂商思立微的屏下指纹也即将量产。

　　尽管苹果在其最新一代旗舰机 iPhoneX 上用人脸识别取代了Touch ID指纹识别，但其子公司 AuthenTec 依然在光学屏下指纹领域积极探索，不少研究机构认为苹果公司未来可能将会在新机型上同时搭载人脸识别和屏下指纹两种方案。

　　超声波屏下指纹

　　除了新的基于光学的屏下指纹技术开始被手机厂商所采用之外，超声波指纹识别技术也可实现屏下指纹。目前高通正在大力推动其新一代的超声波指纹识别方案应用到智能手机的屏下指纹上。

　　此前芯智讯曾多次介绍过高通的第二代超神波指纹识别技术。其具有防水、放油、活体检测等特点，在穿透性方面，可以穿透800μm的玻璃和525μm的金属，也可以穿透1300μm的OLED屏。而目前柔性AMOLED屏的厚度最薄可以缩减到100-200μm，玻璃盖板可以做到500μm左右，所以其可以在屏幕显示范围内实现指纹识别。

　　据悉，这项技术的优势在于，即使在厚达800微米的玻璃下依然可以精确工作，而传统指纹技术只能精确到300微米。

　　此前，已经发布的荣耀10便采用的就是高通超声波指纹识别技术，不过其位置在屏幕下边框，并非屏幕下。

　　据芯智讯了解，华为即将于10月发布的新旗舰Mate 20 Pro将会采用高通的超声波指纹识别技术来实现屏下指纹，而且有媒体报道称，华为可能将会独占该技术数月。

　　不过，在今年6月下旬的上海MWC大会上，vivo也有展示两台采用超声波屏幕指纹技术的样机，似乎采用的也正是高通的超声波指纹识别技术。

　　另外值得一提的是，有消息称，三星明年初发布的新一代S系列旗舰也有可能会搭载高通最新的超声波指纹识别技术。

　　全屏指纹

　　另外，今年JDI推出了一种完全透明的基于非硅基衬底的指纹识别技术——Pixel eyes 指纹识别技术，也有望可以实现在屏幕显示区域内实现指纹识别甚至是全屏指纹识别。

　　JDI玻璃基透明指纹识别芯片

　　一般来讲，芯片大都是基于硅基wafer衬底的，但是实际上，也有基于非硅片衬底的芯片技术，这种通常称为off-chip技术。JDI的这款指纹识别芯片就是采取了off-chip技术，将指纹识别传感器制备在了玻璃衬底上，并且做成了几乎完全透明的形式。

　　据了解，JDI很可能通过提高Hybrid in-cell Touch的dpi到508以上的方式来制备，并且摒弃传统的玻璃盖板方案，将偏光片的硬度提高，以偏光片来充当盖板，这时的偏光片厚度在200微米左右，足以满足350微米的电容式指纹识别穿透能力。

　　由于其是基于玻璃基，电容式的传感器，并且是透明的，这就也意味着，这种技术可以实现在屏幕显示区域进行指纹识别。而且其指纹识别的Sensor可以做得很大，甚至可以支持全屏指纹识别。而且Sensor做得大了以后，可以提取的指纹特征点就越多，这也就意味着指纹识别的安全级别就会越高。

　　此外，在今年的MWC上，vivo就曾展示过一款全面屏概念机APEX，这款概念机就可支持半屏指纹识别(即在屏幕显示区域的下半部分都可支持指纹识别)。而这个采用的是上海箩箕的指纹识别方案。

　　vivo APEX半屏指纹识别示意图

　　而在全屏指纹识别方案上，目前韩国厂商CrucialTec也有在这方面持续的研究。CrucialTec拥有DFS全屏幕识别方案。不过，由于 DFS 方案对于屏幕和指纹识别模组的整合程度要求较高，可能带来高成本等问题，目前方案仍处于试验阶段，存在不确定性。

　　DFS方案示意图

　　屏下指纹将成中高端智能手机标配

　　从上面的介绍来看，目前如果要在屏幕显示区域内实现指纹识别，光学方案和超声波方案相对较为成熟，其中目前基于OLED屏(软硬屏皆可)的光学式屏下指纹识别技术应用更为广泛，已成为目前的主流方案，并且有望从高端智能手机向中端智能手机市场渗透。而基于超声波的屏下指纹，由于需要厚度更薄成本更高的柔性OLED屏配合才会有更好的效果，所以这也使得其短期内只能应用在高端机型上。

　　根据研究机构IHS Markit的预测，2019年使用屏下指纹传感器的智能手机出货量至少将达到1亿台，到2020年则进一步翻倍至2亿台，市场空间超20亿美元，有望在未来3年保持高速增长。

　　另外根据台湾Digitimes最新预测，到今年年底，屏下指纹传感器的出货量将达到4200万颗。而到2019年，这一数字将会达到1亿颗。

　　显然，从目前众多手机企业的动向以及研究机构的数据来看，屏下指纹未来确实有望成为中高端智能手机的标配。

　　多生物识别方式结合仍将是趋势

　　对于手机厂商来说，单纯的采用人脸识别来代替指纹识别的话，或多或少的也存在着一些弊端。当然，单纯采用指纹识别也有一些弊端，例如，双手长期徒手工作业的人们便会为指纹识别而烦恼，他们的手指若有丝毫破损或干湿环境里、沾有异物则指纹识别功能要失效了。另外对于在严寒区域或者严寒气候下，亦或者人们需要长时间带手套的环境当中，这也将使得指纹识别变得不那么便利。但是，如果将人脸识别与指纹识别或者其他生物识别技术结合起来，则可很好的解决这些问题。

　　而随着屏下指纹和3D人脸识别的兴起，越来越多的手机厂商开始同时部署这两种生物识别技术。比如小米8探索版、华为Mate RS以及华为即将推出的新旗舰Mate20系列。

　　另外值得一提的是，在此之前，三星已经将虹膜识别和指纹识别技术结合应用在了其旗舰机上。另外，苹果iPhone 7之后的语音助手Siri也加入了声纹识别功能。

　　总的来说，多种生物识别技术相结合的方案，除了可以弥补单一生物识别方式所存在的缺点和不足之外，也应对不同安全级别应用和不同的场景的需求。