全屏幕都能识别:超声波指纹识别解决方案

2017年11月苹果公司推出的iPhone X，其中，最引发民众热议、媒体争先报导的首推「 脸部辨识解锁技术」，苹果也因此取消了Home键设计，实现满板屏幕，与脸部解锁相对应的指纹解锁却消失在苹果手机上，难道指纹解锁已经过时了吗?

传统上的指纹解锁，多是使用垂直感测的电容式技术，如苹果的Touch ID，然而受限于穿透能力的限制(目前电容式技术约只能穿透300到350μm左右的厚度)，多家业者如高通(Qualcomm)和Fingerprint Cards(FPC)也开始研发「指纹超音波传感技术」(Fingerprints’ ultrasonic sensing technology)，而台湾的指纹辨识芯片大厂神盾(Egis)积极研发「 光学式指纹辨识芯片」也在第三季送样，预计2018年开始供货给三星旗舰机种。

以高通Snapdragon Sense ID指纹超音波辨识技术来说，它可以直接嵌入在玻璃或金属底下，并在显示面板上的任何位置捕捉指纹，因此也不需要按钮(HOME键)辨识指纹，正面玻璃从此无须开孔，大大增加手机外观的一致性。

当前的测试中，高通的技术是少数可以在AMOLED及LCD面板上使用的屏内指纹(in-display)技术，即使是在手指潮湿的情况下，也能够正常使用，今年6月在上海群雄集聚的世界移动大会(MWC Shanghai)上， 中国手机大厂Vivo在展示机Xplay 6的面板中，加装高通所研发的第二代超音波指纹辨识方案，艳惊四方，并提供民众实体测试，现场还备有专用水缸，以供测试水下的指纹解锁技术。

图1 : 新型指纹辨识可以应用于OLED/LCD面板上。 (source:FPC)

除此之外，高通的超音波指纹辨识技术还可以运用在各种材料(包括金属)上，其中一项测试结果显示，厚玻璃也能够正常感应，新一代的超音波指纹辨识模块得以穿透厚度达800μm的保护玻璃，或者是厚度达650μm的铝板， Vivo手机甚至能用超音波的穿透能力来侦测血流与心跳。

高通的指纹辨识技术是有能力感测到手指指纹的表皮层、真皮层，能够防止橡胶手套做假，抗污、抗汗、防尘干扰的能力更强，前景备受看好。 虽然Vivo在世界移动大会上已向民众展示高通超音波辨识技术的应用，然而当前的成本高于电容式模块的3到5倍，未来具体发布的时程也仍未公布。

生物辨识技术成为兵家必争地

生物辨识技术一直是全球手机大厂争相研发，奠定主场的新兴领域，其中包括指纹、虹膜、脸部、声音等不同类型，自从2013年苹果iPhone 5s率先采用电容式的指纹辨识，并结合了手机开锁、电子付款、身分确认等功能应用， 才开始在智能型手机上引发热议，各大手机品牌大厂也随之跟进，如今，多项品牌旗舰机也已经导入指纹辨识系统。

研发初期因为成本过高，并非每一家手机品牌商都有机会跟进，一直到2015年Android 5.0才内建原生指纹辨识，在指纹模块的价格降低后(近两年下跌近50%)，使用渗透率才大幅提升。

为了因应手机品牌商的需求，上游的IC设计商也积极抢食大饼，除了早期的新思(Synopsys)、Fingerprint Cards(FPC)，还有台湾厂商神盾、义隆、敦泰，大陆厂商汇顶、思立微， 以及实力雄厚的全球手机芯片龙头高通。

为了做出产品区隔，各家品牌商的按键设计不一，有人设置在HOME键，有人设置在手机背面，或是侧边位置，然而做法都难以两全。