全面屏無疑是目前最火的話題。無論是三星推出的18.5：9的Galaxy S8，還是傳說中也會使用全面屏的Apple iPhone8，都吸引不少用戶的目光。

而若使用全面屏， 手機(jī)廠商就需要解決聽筒，距離傳感器，攝像頭和指紋如何擺放的問題。前三者我們今天不做過多的討論，尤其聽筒和距離傳感器，小米已經(jīng)給出了比較好的完整解決方案。我們今天重點(diǎn)來看看指紋的發(fā)展。

目前指紋識別已經(jīng)成為智能手機(jī)的最常見的功能之一。手機(jī)解鎖，安全支付，休眠喚醒，一指一應(yīng)用等功能使得人們越來越離不開指紋識別。

有數(shù)據(jù)顯示，2016年的指紋識別傳感器的出貨量已達(dá)6.89億顆，相較2013年的2300萬顆，CAGR達(dá)到210%。調(diào)研機(jī)構(gòu)Yole預(yù)測，未來5年，指紋識別市場的復(fù)合年增率（CAGR）將達(dá)到19%，市場規(guī)模有望從2016年的28億美元，增加到2022年的47億美元。

從技術(shù)方面來看：

指紋識別目前主要有三種技術(shù)：電容式，光學(xué)式和超聲波式。

目前市面上看到最成熟的指紋手機(jī)基本都是電容式的。Apple采用的生物射頻原理類似電容式的原理。而小米采用的則是為數(shù)不多已量產(chǎn)的高通的超聲波式指紋識別芯片。

電容式/射頻式：

電容式指紋模塊是利用指紋sensor與導(dǎo)電的皮下電解液形成電場，指紋的高低起伏會導(dǎo)致二者之間的壓差出現(xiàn)不同的變化，借此可實現(xiàn)準(zhǔn)確的指紋測定。該方式適應(yīng)能力強(qiáng)，對使用環(huán)境無特殊要求，同時，硅晶元以及相關(guān)的傳感原件對空間的占用在手機(jī)設(shè)計的可接受范圍內(nèi)，因而使得該技術(shù)在手機(jī)端得到了比較好的推廣。

做電容式指紋識別的芯片供應(yīng)有：

Apple：

Apple在 2012年7月以3.56億美元收購了AuthenTec，并在 2015年6月從倒閉的生物識別安全公司Privaris購買了大量與指紋識別及觸控屏技術(shù)相關(guān)的專利，使得Apple在指紋方面有著非常強(qiáng)的技術(shù)專利和技術(shù)能力。Apple的指紋識別芯片是由臺積電完成晶圓代工，***精材、晶方科技完成晶圓級封裝，日月光負(fù)責(zé)后續(xù)封裝與測試以及SiP模組制作。

FPC：

得益于AuthenTec只對Apple提供產(chǎn)品和技術(shù)，F(xiàn)PC成了非Apple手機(jī)陣營中指紋識別芯片的老大。國內(nèi)第一款帶有指紋識別的手機(jī)康佳K5就是采用了FPC的指紋芯片，2014年華為Mate 7也采用了FPC指紋芯片。隨后國內(nèi)越來越多的品牌客戶開始采用FPC的指紋芯片。但隨著國內(nèi)Goodix，Silead等國內(nèi)指紋識別公司的崛起，2017年開始FPC先在華為P10上輸給了Goodix，后又在Mate 10上輸給了Silead，只成為這兩個項目的Second Source，日子變得不太好過。今年FPC也開始通過低價來搶回市場。

Goodix：

2002年成立，2006年進(jìn)軍觸控領(lǐng)域。雖然經(jīng)歷了過2014年魅族MX4 Pro性能風(fēng)波，但大的品牌手機(jī)廠商不愿意看到FPC一家獨(dú)大，所以Goodix去年開始得到了國內(nèi)的華為、OPPO、vivo、樂視、中興、小米等眾多公司的認(rèn)可。憑借多年的技術(shù)積累和孰知中國市場，Goodix今年極有可能挑落FPC，成為安卓手機(jī)市場里指紋識別芯片的新老大。

Silead：

最早做觸摸屏芯片，在平板觸摸屏芯片上占有很高的市占。2014年開始研發(fā)指紋芯片。由于進(jìn)入指紋芯片領(lǐng)域較早，獲得了不少的技術(shù)積累，所以今年被華為多款機(jī)型采用。2017年有機(jī)會月出貨10M以上。

神盾：

2007年成立，專注于被動電容式指紋識別芯片的開發(fā)和銷售。由于自家算法做的很好，所以其算法很早就被Samsung手機(jī)所采用。目前Samsung低端手機(jī)也開始采用神盾的指紋芯片。但由于國內(nèi)市場做的不夠好，在國內(nèi)很少聽到神盾的聲音。

Synaptics：

1986年成立。2013年10月，Synaptics以2.55億美元收購Validity。主要客戶為Samsung，hTC和ASUS。但是在國內(nèi)基本沒有公司采用其指紋芯片。近期Synaptics宣布投資上海蘿箕技術(shù)有限公司，并達(dá)成獨(dú)家合作關(guān)系，進(jìn)入光學(xué)指紋領(lǐng)域。

邁瑞微：

在指紋芯片設(shè)計和生產(chǎn)上有自己獨(dú)到的見解，但主要客戶都是做PCBA的小公司，并沒有做進(jìn)品牌客戶。

Chipone：

憑借與聯(lián)芯的合作，在部分品牌客戶上有一定份額。但是自身的品牌知名度一直沒有建立起來。

Focal敦泰：

2014年底敦泰推出指紋芯片，但是之后敦泰的指紋業(yè)務(wù)差不多就陷入了停滯。目前敦泰指紋芯片出貨非常少。主要原因則是其原有指紋識別技術(shù)團(tuán)隊大部分骨干的出走。一部分人跟著莫良華（敦泰原副總）成立了信煒科技，另外一批人則成立了芯啟航，這兩家公司都定位于指紋識別領(lǐng)域。

信煒：

前敦泰莫良華成立的公司，技術(shù)實力不錯。但由于存在與老東家敦泰說不清的過往，后續(xù)的發(fā)展是否會有影響，尚不得知。

費(fèi)恩格爾：

華虹集團(tuán)是費(fèi)恩格爾的大股東，當(dāng)前費(fèi)恩格爾所有的指紋芯片產(chǎn)品均在華虹集團(tuán)自己的 Foundry工廠華虹宏力生產(chǎn)，使得費(fèi)恩格爾指紋識別芯片在品質(zhì)和產(chǎn)能有了很好的保障。但由于進(jìn)入這個市場比較晚，只能通過打價格戰(zhàn)來占有一席之地。

BOE：

BOE的指紋芯片，今年開始量產(chǎn)。由于還沒開始大規(guī)模推廣，所以知道的人并不多。BOE將Sensor部分用自家擅長的TFT制程工藝替代了傳統(tǒng)的硅片工藝，再外加一顆簡單的轉(zhuǎn)換芯片COB到玻璃上，從而實現(xiàn)指紋功能。這樣做降低了指紋對晶元的消耗，避免在指紋大規(guī)模生產(chǎn)時需要跟Camera Sensor搶產(chǎn)線的詬病。畢竟BOE有充足的TFT產(chǎn)線，并且這樣也可以將指紋芯片做的更薄。 BOE通過這樣的方式，與主流產(chǎn)品相同性能的情況下，價格更具殺傷力。

電容式指紋還有IDEX，韓國的CanvasBio，義隆，比亞迪，貝特萊，芯啟航，茂丞，圖正等指紋芯片公司，由于份額比較小，就不一一陳列。

光學(xué)式：

光學(xué)式指紋模塊是利用光線反射成像識別用戶指紋，該類型指紋模塊對使用環(huán)境的溫度濕度都有一定的要求，并且在識別準(zhǔn)確度上并不理想，所以剛開始大家并沒有考慮采用光學(xué)式。但隨著UnderGlass，UnderDisplay的出現(xiàn)，穿透率很強(qiáng)的光學(xué)式又開始被大家研究起來。

采用光學(xué)技術(shù)采集指紋歷史最悠久，使用最廣泛。目前用于門禁的指紋都是用光學(xué)技術(shù)。但在手機(jī)上，由于需要內(nèi)置光源，需要外加觸控喚醒而一直沒有流行起來。

目前光學(xué)指紋識別芯片方面，目前主要已知的是上海蘿箕（OXI），Goodix，和印象認(rèn)知在研發(fā)。兩家公司在去年就已經(jīng)在推廣，但并沒有受到關(guān)注。今年UnderGlass和UnderDisplay的出現(xiàn)，使的光學(xué)指紋穿透能力強(qiáng)的優(yōu)勢發(fā)揮出來，相信隨著技術(shù)的成熟，光學(xué)指紋會有一定的市場份額。另外，匯頂和思立微等傳統(tǒng)指紋公司也在考慮光學(xué)指紋方案。

超聲波：

射頻式，原理與探測海底物質(zhì)的的聲納類似，是靠特定頻率的信號反射來探知指紋的具體形態(tài)的。這一類指紋模塊最大的優(yōu)點(diǎn)是穿透力強(qiáng)， 可實現(xiàn)3D指紋。但由于目前整個生態(tài)鏈還不夠完善，沒有看到太成熟的解決方案。

超聲波指紋識別芯片方面，除了Qualcomm外，Sonavation和InvenSense也在研發(fā)超聲波技術(shù)。但除了Qualcomm，另外兩家還未看到可量產(chǎn)的產(chǎn)品。InvenSense最快將于2017年下半年推出超聲波指紋芯片。

從指紋芯片的擺放位置來看：

指紋芯片的擺放位置更是直接影響著指紋技術(shù)未來的發(fā)展方向。

指紋識別芯片在手機(jī)中的擺放位置從去年開始有些變化。最早的時候，很多手機(jī)如Apple 一樣將指紋芯片正常放在手機(jī)正面（如下圖）或背面。

可以看出，是把手機(jī)表面的表層玻璃上打一個通孔，然后將指紋芯片嵌入其中。但將指紋識別放在Home鍵的位置也有些問題：Home鍵容易損壞，不宜做到防水防塵，而且ID配色較難，使得取消Home鍵成為行業(yè)發(fā)展的大趨勢。若將Home鍵取消，Under Glass技術(shù)（如下圖）是不錯的選擇 。

但目前電容式指紋識別芯片僅能穿透300um的玻璃蓋板，而一般的玻璃蓋板厚度都在500um左右，若做2.5D/3D屏?xí)r，厚度甚至超過了700um。于是在電容式方案沒有解決穿透性能前，各家的做法則是挖一個盲孔在需要放指紋識別芯片的地方，也就是將玻璃局部打薄，使得指紋識別芯片可以工作。按上面一種方式（即上層打?。┳鲞€有一個好處就是方便用戶找到指紋識別芯片的位置。

局部打薄也并非萬無一失，這樣會導(dǎo)致表層玻璃更容易摔碎。光學(xué)指紋和超聲波指紋則有機(jī)會穿透的更厚的玻璃，所以成為大家關(guān)注的焦。

而今年開始，很多品牌手機(jī)廠商開始采用全面屏，因為更高的屏占比為用戶帶來更好的用戶體驗，但更高的屏占比也使得指紋識別芯片的擺放位置變的更加緊張。目前看到的一種解決方案則是Under Display（如下圖）。

將指紋識別芯片放在屏幕的下方則是一個不錯的選擇。但電容式穿透能力差，在這種模式下基本已無法工作。光學(xué)式和超聲波式則是最佳選擇方案。相對超聲波方案的產(chǎn)業(yè)鏈不夠成熟，目前光學(xué)指紋更具可實現(xiàn)性，只是目前的光學(xué)指紋識別技術(shù)并不成熟，而且AMOLED的透光率不高，并不能使的指紋芯片準(zhǔn)確識別，這可能也是Samsung未選擇光學(xué)指紋，而將指紋放在背面的最主要的原因吧。

不過即使光學(xué)指紋克服了自身的技術(shù)缺陷，若還是像普通指紋識別一樣只有很小一個區(qū)域去做指紋識別區(qū)域的話，用戶不易找到識別區(qū)域則會帶來非常差的用戶體驗。所以UnderDisplay方案極有可能需要一個較大面積做指紋識別區(qū)域。

而UnderDisplay后，下一個技術(shù)發(fā)展方向則是InDisplay，即類似In-Cell一樣，將指紋識別芯片埋入AMOLED里面（如下圖）。

不過如UnderDisplay一樣，InDisplay也會有用戶體驗問題，所以可能也需要一個很大的指紋感應(yīng)區(qū)域。

按Yole的分析，2017年指紋還主要是以UnderGlass為主。到了2019年UnderDisplay技術(shù)才會成熟，而InDisplay技術(shù)則需要到2021年才會變成熟。

不管是UnderDisplay，還是InDisplay，若采用光學(xué)式指紋識別技術(shù)，在TFT LCM上使用還是難度很大，主要還是得用AMOLED。

為什么必須用AMOLED？

這個是跟這兩種屏的結(jié)構(gòu)有很大的關(guān)系：

先看看TFT LCM的結(jié)構(gòu)。由于TFT LCM需要背光（Backlight），一般都是將背光LED下面增加導(dǎo)光板，這樣可以將LED的光線更好的向液晶方向反射出去，實現(xiàn)更高的亮度。正因為導(dǎo)光板的存在，使得光線無法穿透TFT LCM，而無法實現(xiàn)光學(xué)指紋識別。

而AMOLED則不會有這樣問題。因為AMOLED是自發(fā)光，自身不需要背光LED和反射板。而且AMOLED的RGB像素點(diǎn)之間的縫隙可以通過一些工藝，使得光線穿過去。光學(xué)指紋芯片接收到這些光線后，再做運(yùn)行相關(guān)算法去識別指紋，實現(xiàn)UnderGlass。同理，AMOLED的RGB像素點(diǎn)之間也有機(jī)會放下光學(xué)指紋的sensor，實現(xiàn)InGlass。

不過無論UnderDisplay還是InDisplay，若用光學(xué)指紋，都會存在分辨率與指紋識別平衡的問題。分辨率越高，留給光學(xué)指紋的縫隙越小，光學(xué)指紋越難實現(xiàn)。據(jù)傳言，Apple的5.8‘ 屏幕，僅上面5.15’ 可以使用，屬于高分辨率區(qū)域。而下方的指紋區(qū)域只是做了一個觸摸區(qū)域。若真是這樣，光學(xué)指紋的UnderDisplay還有很長的路要走。

對于超聲波部分，由于超聲波自身的特點(diǎn)可以穿透玻璃、陶瓷、塑料，甚至金屬，因此也成為除光學(xué)外另外一種可實現(xiàn)UnderGlass和InGlass的技術(shù)。但由于在技術(shù)成熟度和制造工藝方面的問題，目前超聲波的穿透厚度還達(dá)不到理想狀態(tài)（如采用高通超聲波方案的小米5S正面仍然有減薄挖孔）。而且超聲波用到的壓電材料可量產(chǎn)公司少，價格貴，也會制約超聲波技術(shù)向前發(fā)展。

指紋識別的未來如何？

全面屏的到來，將指紋識別技術(shù)從電容式轉(zhuǎn)向光學(xué)式和超聲波發(fā)展。但小編認(rèn)為電容式指紋并不會那么快消亡。

低端指紋芯片方面：由于目前電容指紋模組價格非常便宜，都已經(jīng)低于2個美金以內(nèi)，很快有可能降至1個美金左右。如此低的價格，相信短期內(nèi)電容指紋芯片不僅不會被替代，還會推動指紋識別的普及率。今年低端指紋芯片市場里，將會是一場惡戰(zhàn)。被Goodix和Silead搶去華為訂單的FPC已經(jīng)放下了高姿態(tài)，信誓旦旦的想通過低價，半標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品搶回市場。另外一方面擁有自己Fab的BOE，以及華宏投資的費(fèi)恩格爾也會給那些量不大，跟Fab關(guān)系一般的指紋芯片公司，不小的沖擊。

高端指紋芯片方面：為了獲得更好的用戶體驗，無論是UnderDisplay還是InDisplay，都需要比普通指紋芯片面積大很多，其成本勢必會增長。UnderDisplay/InDisplay目前都需要AMOLED的配合，在目前AMOLED主要供貨只有Samsung的情況下，指紋廠商需要發(fā)展UnderDisplay和InDisplay技術(shù)還是很難。如何在高分辨率下做到真正的UnderDisplay和InDisplay還要一段時間去發(fā)展。而且國內(nèi)使用AMOLED的機(jī)型也肯定都是高端機(jī)型。所以光學(xué)式和超聲波方案預(yù)計前期主要應(yīng)用在高端機(jī)型上。

從長遠(yuǎn)發(fā)展來看，由于做UnderDisplay/InDisplay，都需要跟面板廠商完美配合才能實現(xiàn)最好的性能。當(dāng)各家的光學(xué)/超聲波方案都變得成熟起來的時候，用誰家的指紋芯片，面板廠商將會有一定的話語權(quán)。

而且目前指紋Sensor也可以做在玻璃上，做電容式的BOE用自家的TFT工藝；上海蘿箕（OXI）采用了天馬的4.5代線；據(jù)傳高通的sensor部分也是高通設(shè)計超聲用TFT代工，都說明指紋的Sensor部分可以采用TFT工藝來取代傳統(tǒng)的指紋硅片工藝。而面板廠商可以采用較低規(guī)格的4代線，4.5代線生產(chǎn)指紋sensor，成本非常低，甚至可以自己設(shè)計指紋Sensor部分。其實相比camera sensor，晶圓廠更愿意為指紋sensor代工，因為指紋相對面積更大，工藝更難?，F(xiàn)如今面板廠要搶晶圓廠的飯碗，勢必讓晶圓廠非常難受。

據(jù)群智咨詢保守測算2017年全球使用全面屏的智能手機(jī)的出貨規(guī)模約為1.3-1.5億臺，占比約為10%。不僅Samsung，Apple會采用18：9的全面屏，LG，Sony，國內(nèi)的華為，OPPO，VIVO，小米，金立，聯(lián)想和魅族都有可能在今年推出全面屏手機(jī)。一方面是高端的全面屏，一方面是BOE，天馬已經(jīng)進(jìn)入指紋Sensor領(lǐng)域，長遠(yuǎn)來看，面板廠商將會影響指紋sensor，LCD driver IC，觸摸屏driver IC供應(yīng)商未來技術(shù)和生產(chǎn)的發(fā)展。