三大主流指紋技術的前景分析

全世界智慧型手機市場呈現飽和、換機潮時間拉長，各家手機廠商希望藉由創新科技帶動買氣的當下，要說2019 年智慧型手機有何創新亮點能吸引消費者目光，屏幕下指紋識別絕對是重點。據TrendForce 旗下拓墣產業研究院最新報告，繼vivo、華為、小米、OPPO 之後，三星也將推出搭載屏幕下指紋識別方案的機種，隨著各大Android 手機品牌大規模導入屏幕下指紋技術，持續拉升指紋識別於智慧型手機的滲透率，預估2019 年超音波與光學屏幕下指紋識別技術佔手機指紋識別市場比重，將從2018 年的3% 拉升至13%。

期待未來市場滲透率進一步突破、有更大商機同時，目前市場屏幕下指紋識別應用，可分為傳統屏幕下電容式指紋識別、屏幕下超音波指紋識別、屏幕下光學式指紋識別等3 種系統。各有什麼優缺點，未來又有什麼應用與發展趨勢，一一與您說分明。

傳統屏幕下電容式指紋識別對許多消費者都不陌生，目前除了屏幕下指紋識別，其他類型的商用指紋識別技術，都是利用電容式指紋識別技術。就技術來說相對成熟，成本也更低，但想將電容式指紋識別轉移到屏幕下，的確有不小困難，尤其較弱的穿透力是其限制。

傳統電容式指紋識別要移轉到屏幕下，最主要的解決方案，就是藉由傳統矽基指紋識別感測器換成透明的玻璃基感測器，並直接嵌入手機LCD 液晶面板，減少需要穿透的LCD 液晶面板厚度，改善穿透力差的問題。這使手指接觸屏幕時，指紋識別感測器便能感知到信號，完成指紋識別。

雖然採用傳統電容式屏幕下指紋識別，過程中屏幕不需發光。能支援LCD 液晶屏幕，使應用成本相對低廉，但因為智慧型手機屏幕都有一層觸控用面板，可能會產生觸控面板信號和指紋識別信號相互幹擾，目前這問題也有待解決。

日前，行動處理器大廠高通（Qualcomm）在年度發表會，發表首款支援屏幕下超音波指紋識別系統的晶片，可說是為屏幕下超音波指紋識別的世紀拉開序幕。南韓三星的高階智慧型手機將首發這款由GIS-KY 業成生產，搭配高通晶片的屏幕下指紋識別系統，預估其他手機品牌商也將會陸續配置到高階手機。

就目前來說，屏幕下超音波指紋識別技術是最先進的技術。識別過程是在手指接觸到智慧型手機屏幕時，透過感測器向手指表面發射超音波，利用指紋表麵皮膚和空氣密度的不同，構建一個3D 圖像。感測器接受到超音波回波訊息後，比對與存於手機的資訊，達到識別指紋的目的。

由於屏幕下超音波指紋識別的優勢，在於有較強穿透性，且抗汙能力高，即使溼手指與髒汙手指使用智慧型手機，都能完美識別。因超音波絕佳的穿透性，還能支援其他活體檢測。透過屏幕下超音波指紋識別，能取得3D 指紋識別圖像，安全性相較其他屏幕下指紋識別技術都要高。不過也因技術複雜度，成本也是屏幕下指紋識別解決方案中最高者。未來或許透過量產推廣，數量成長後能壓低成本。

屏幕下光學式指紋識別，是目前最常為大家使用的解決方案。不僅智慧型手機的應用，包括大樓指紋識別系統、企業出勤指紋識別系統等，都是採用光學式指紋識別。主要原理依靠感測器投射出光線，之後獲取光線反射繪製指紋圖樣，與系統內存指紋圖像比對，達到識別功能。

不過智慧型手機使用的屏幕下光學式指紋識別系統，受限於手機體積，只能拋棄一般的光學照射系統，藉助手機屏幕的光為光源。同時LCD 液晶屏幕本身無法發光，因此支援屏幕下光學式指紋識別的產品都是採用OLED 屏幕。OLED 屏幕的智慧型手機，像素間天生有一定間隔，能保證光線透過。當使用者手指接觸到屏幕時，OLED 屏幕發出光線會將手指區域照亮，反射光線再透過屏幕像素間隙，返回屏幕下的感測器，形成的圖像再與資料庫儲存的資料比對分析。

屏幕下光學式指紋識別的優勢，在於可最大程度避免環境光的幹擾，甚至在極端環境的穩定性更好。但屏幕下光學式指紋識別同樣面臨幹手指識別率的問題。此外，由於點亮屏幕特定區域，不可避免面會出現某部分屏幕易老化的問題，且屏幕下光學式指紋識別的功耗相對傳統光學式指紋要高很多，這些都有待解決。

拓墣產業研究院表示，屏幕下指紋識別技術過往受限於良率不足，以及相關業者投入不夠，讓市場應用始終無法提高。隨著如vivo 等手機業者對屏幕下指紋識別的需求擴大，讓供應鏈相關業者正視此技術，並大量投入資源提升良率及尋求更佳的成本方案。未來有望看到各品牌不僅在自家最頂尖的旗艦機種搭載屏幕下指紋識別技術，甚至於部分中、高階機種導入此技術，順應全屏幕設計的智慧型手機。

拓墣產業研究院還預期，隨著屏幕下指紋識別技術良率提升、價格逐漸親民，將成為中階以上非蘋機種的標準配備。為提供消費者更多元的選擇，預期多數品牌將同時推出具指紋識別（無論是否為屏幕下）、人臉識別技術（含3D 與2D）並存的產品。