三星2 月20 日将发布年度旗舰机型S 系列,据市场传出,Galaxy S10 的终端售价将比S9 更高,突破1,000 美元大关,外界预测,S10 将搭载高通专利的超音波(Ultra-Sonic)指纹识别,而A 系列则将首度采用光学式(optical)指纹识别技术。去年机型都还采用电容式方案的三星,今年依照不同阶级机型采用不同方案,让超音波、光学、电容式同时并存在今年产品其中,这也让指纹识别技术引起市场讨论。其中,光学式指纹识别技术更是市场讨论的焦点,更有分析师认为,今年光学式渗透率将明显提高,2019 年将是元年。

根据业内人士表示,今年屏幕嵌入式指纹识别(Fingerprint On Display,FOD)渗透率将从去年3% 左右提高到20% 左右,增加速度之快,主要受到市场需求强,使得芯片厂商开发力道增加,因此同业竞争力道也连带强劲,使市场ASP 降价速度快,明后年的渗透率也将持续增加,甚至到2022 年将取代电容式方案,成为市场主流指纹识别方案。进一步以目前市场价格来看,业内人士透露,超音波指纹识别约落在 12~15 美元,光学式则为 7~8 美元,电容式则在 2 美元以下。以光学式来看,去年的价格约​​为 12~15 美元,今年的价格已下滑许多。

事实上,谈手机指纹识别技术还是要从电容式(capacitive)开始,包含大家熟悉的苹果Home 键也是如此,从iPhone 5s 首次导入Touch ID,但受到智能手机大屏幕需求提升,原本附加在边框的芯片变得无处可去,苹果在iPhone X 则将识别方式改为3D 脸部识别,其他手机厂商设法将指纹识别置于侧边或背盖作为短暂的衔接,等待的就是屏幕嵌入式指纹识别,不管是光学式或者超音波都是目前大厂所着力开发的方向。

在超音波方面,由高通把持技术专利,而且湿手指已经可以使用,技术概念是在面板后加入传感器,在显示面板上的任何位置皆可捕捉指纹图像,性能与识别度高于光学式方案,过去多为实验机型,今年将首度将有旗舰机型进入量产,因此外界也十分瞩目技术与传感性能,以及实际使用体验,将是决定未来手机指纹识别的主流技术的关键之一。

目前芯片设计厂商多着力在光学指纹识别方案,像是新思(Synaptics)、汇顶(Goodix)、神盾、敦泰等,去年少数中国品牌手机也开始在采用光学式方案,今年三星身为Android 老大哥也终于声明在中端A 系列手机中采用,且为了做出差异性并声明技术优势,因此旗舰机型首度采用超音波指纹识别。

识别面积也是观察重点

从电容到光学指纹识别技术的门槛在哪里呢?光学指纹识别芯片重要的关键是光源,目前芯片借用OLED(有机发光二极管)的光源,通过镜头截取指纹图像,再通过算法辨认指纹并解锁,为了距离光源更近,因此芯片类似半成品的方式贴合于OLED 面板上,其中贴合技术原来由面板厂把持,芯片设计厂商对于在商业模式中的掌握度相对较低,因此芯片厂商极力将识别芯片设计成模块并加强算法,盼提高识别度、增加稳定度,更重要的是,将主导权掌握在手中。

除此之外,除 OLED 面板之外,不带光源的 LCD 面板上,芯片模块自带光源的重要性就更加重要。目前自带光源的芯片模块,业内人士透露,是将模块其中加入 LED,并加强算法,突破面板本身的材料限制,像是汇顶、敦泰等都持续布局。目前敦泰预计将在今年第二季起出货,也将成为领先量产 LCD 屏幕下指纹识别方案的厂商。

另外,识别的面积也是观察重点,目前光学式指纹识别技术为小面积识别,约2~3 平方厘米,为了让大面积范围都能识别,但受限芯片成本考量,因此难将硅面积放大,因此芯片设计厂商着力开发以玻璃材料取代芯片硅制程,简言之是在面板上直接进行设计电路,包含神盾、思立微、集创北方等。预计今年底将可有大面积指纹识别技术亮相,盼在明年进入量产,后续也可持续关注。

因此,就技术发展角度,设计厂商与面板厂的配合就更加重要,业内人士透露,芯片设计厂商若本身具有面板技术,对于指纹识别芯片的开发也会比没有面板技术的厂商来得有利基,像是联咏、敦泰等。

最后,过去指纹识别技术以电容式为主流,而FOD 技术陆续成熟,价格陆续下滑,因此手机大厂采用的意愿也就增加,而苹果后续是否将目前3D 人脸识别改用FOD 技术或者将在目前看得到的技术上更升级,都是未来观察的重点。