N家公司都在絞殺手機背部指紋 看看到底誰吃雞
隨著全面屏的加入，為本已經頹廢的智能手機行業又注入了新的血液，雖然目前市面上還沒有一款可以真正意義全面屏的手機出現，但18:9和超高的屏佔比就已經證明了大家都在朝真正的全面屏發展。可隨之而來的問題，傳統的正面指紋解鎖方式會被改變，而目前最最保險也是最妥協的方案就是將指紋解鎖放置在背部，就連行業老大蘋果也摒棄了沿用10年的Home鍵，並採用了一個看上去更成熟的Face ID。
iPhone X搭載Face ID解鎖
如今智能手機發展速度讓人驚嘆，CPU甚至可以做到每半年就能秒殺上一代，指紋識別技術也在不斷的升級，在我們探討屏下指紋之前讓我們先來看一下指紋技術是如何發展的，指紋識別是如何進入到我們的視野中的呢，答案即將揭曉。
首款指紋識別手機
目前已知的第一款搭載指紋識別的手機是1998年西門子推出的一款手機，因為只是一款原型機所以沒有具體型號，它可以說是當今背部指紋識別手機的鼻祖。這款手機採用的是刮擦式的識別方式。雖然這款手機在當時受限於當時的技術，但毫無疑問，指紋解鎖運用在手機這個概念已經吸引了各大廠商，這為日後指紋識別的發展埋下了伏筆。
西門子首款指紋識別原型機
首次量產不容易
或許大家可能都沒有聽說過薩基姆（SAGEM）這個手機品牌，薩基姆通訊是一家法國科技公司。而第一款量產手機就是有薩基姆在2000年發布的SAGEM MC 959，該機可以說是世界上第一部量產指紋識別手機。使用了當時意法半導體指紋技術，但由於功能機時代的限制，當時指紋識別只可以用來驗證PIN碼。
世界首款量產指紋識別手機 SAGEM MC 959
指紋正式普及大眾
指紋識別正式運用手機解鎖和支付應該追述到2013年，iPhone 5s的發布徹底將指紋識別帶入到了大家的日常使用生活中，在此之前的指紋識別都很雞肋，指紋識別的運用也只是運用在一些筆記本電腦和單位機關的指紋打卡器上。
iPhone 5s採用第一代Touch ID
iPhone 5s的誕生，徹底將指紋識別帶到了現實生活中，第一次讓指紋識別可以真正的用起來而不是雞肋的存在。首次使用按壓式指紋識別，並與Home鍵完美融合，還首次支持了指紋支付功能。依靠行業內的話語權和對供應鏈的掌控，讓大家從那時起記住了Touch ID，自此之後安卓陣營也如同百花齊放一般，開始紛紛研製屬於自己的指紋識別技術。
為什麼要選用屏下指紋
細想一下當今全面屏手機的解鎖方式，除蘋果的iPhone X和三星採用了全新的Face ID和虹膜識別外，其餘安卓陣營全是一水的將指紋識別模塊放在背部，這也為全面屏不得不做出的妥協之舉。
而Face ID和虹膜識別，算得上是全面屏手機中最優解鎖方式，可受限於環境因素，兩款的識別效果各有千秋。雖然普通的面部識別目前也已經可以完成用戶的解鎖需求，但安全和準確性始終不如傳統前置指紋來的痛快。因此正面屏下指紋技術的研發就迫在眉睫，試想一下同樣是解鎖，大家是習慣於動頭還是動手呢？
屏下指紋重大突破
目前市面上大部分手機採用的都是電容式指紋識別技術。電容式指紋識別的解鎖速度非常理想，平均只需要0.2秒左右就可以完成解鎖，日常使用中幾乎感受不到等待時間。可全面屏幕時代，傳統的電容式指紋就不能勝任放置在手機正面，而此時屏下指紋就誕生了。
Clear ID感測器示意圖（圖片來自網路）
時間來到2017年，人機交互開放商Synaptics宣布與中國手機廠vivo共同開發了一項智能手機創新功能，屏下指紋識別功能。
本次Synaptics聯手vivo共同開發的指紋方案名為Synaptics Clear ID FS9500，這套方是專門為當今全面屏手機設計。可以實現用戶拿起手機並將手指放在屏幕的指紋識別區域內，手機即可完成解鎖，而屏幕則不需要任何開孔，解鎖完畢後屏幕指紋表示就隨之消失。
Synaptics研發的屏下指紋識別方案完全是基於他們推出的全新指紋識別感測器Clear ID來實現的，從技術上講，該感測器只能支持OLED屏幕，由於OLED的屏幕特性，Clear ID感測器可以放置在OLED屏幕的任何位置。他們還指出，由於感測器是嵌入屏幕下的，因此可以比傳統開孔式電容指紋更能抗濕抗污。
Clear ID FS9500感測器（圖片來自網路）
根據Synaptics所述，Clear ID感測器在屏幕中最多僅佔用1.5mm的厚度，而感測器本身也只有不到0.7mm的厚度。藉助標準的光學生產材料和工藝它將整個集成在OLED屏幕中。
Clear ID感測器還可以自動適應並提高對用戶指紋的能力，屏蔽任何複製性指紋，以藉助TLS、AES加密和ECC等方案來確保感測器到主機之間信息傳遞的安全性和真實性。此外Synaptics還承諾，用戶的生物識別信息將得到該公司的「SentryPoint安全與反欺騙套件」技術中妥善保護。
超聲波屏下指紋技術難產
早在去年美國高通公司也曾經研製過一項超聲波屏下指紋識別，而在當時發布之後體驗效果並不理想，高通也曾表示，這種超聲波識別技術可以穿透1200微米厚的OLED屏幕、800微米和650毫米厚的鋁合金。
超聲波屏下指紋識別技術（圖片來自網路）
如此強的穿透力，就意味著更大的模組體積和功耗，目前為高通提供超聲波指紋識別模組的歐非公司，目前還無法將體積縮到足夠小。而能穿透OLED的超聲波感測器也需要到2018年初才能量產。
而高通超聲波指紋難產的另一個原因則是，指紋識別模組市場份額最大的瑞典 FPC 公司同時在研發基於光學和超聲波的屏下指紋識別方案，但目前相關模組的生產良率、成本、識別準確率與可靠性都還沒達到要求，無法預估正式量產出貨的時間點。
屏下指紋即將量產
vivo在CES 2018展會上展示了自己的屏下指紋的最新成果。根據目前展會中得到的消息，vivo的屏下指紋識別可在用戶手指輕微按壓屏幕指紋區域時，OLED屏RGB Pixel發出光線，穿透蓋板到屏幕表面，將指紋紋理點亮，因為手指的不同紋路導致反射的光線不同，達到指紋的光線反射穿透屏幕，到達指紋感測器，指紋感測器根據反射光線形成指紋圖像。需要注意，相對傳統按壓式指紋識別，屏幕指紋識別在解鎖時，需要手指和屏幕有良好的接觸，因此需要使用一點的力度按下。
vivo X20 Plus屏下指紋展示機
總結
此前Synaptics也曾經強調過，預計今年將會有7000萬台設備將會用上Clear ID屏下指紋技術。如今vivo已經率先運用了這一技術成果，筆者預測，應該就在今年下半年，屏下指紋識別技術就可以大批量量產。不過就目前來看屏下指紋識別還有一些現實問題需要改進，手指如何找到識別區，識別區邊緣能否識別準確等等，下一步廠商將需要更進一步的優化。
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