参考中国报告网发布《2017-2022年中国生物识别行业市场发展现状及十三五市场竞争态势报告》
生物识别广泛应用于手机解锁、安全支付、休眠唤醒等。在如今的智能机市场已成为标配。目前主流的方案是正面 TouchID 的电容式识别。
但在全面屏时代，传统的指纹解锁按钮将无处摆放。我们总结了在全面屏手机中应用的新的生物识别方式：虹膜/人脸识别、后置指纹识别、隐藏式指纹识别（电容、光学、超声波）。
虹膜/人脸识别：虹膜准确率高，但价格昂贵
人脸识别具有非接触等优势。但人脸识别对场景光线环境敏感。另外，当前的人脸识别技术主要通过平面 2D 采集人脸与五官相对位置进行识别，它存在以照片形式蒙骗识别机器的可能。误识率可达 2%。我们认为未来中低端机型将采用人脸或者人脸+指纹的方式。
虹膜识别技术误识率最低，是目前手机生物识别方案中最精准、最稳定的方式。
虹膜是位于黑色瞳孔和白色巩膜之间的圆环状部分，其包含有很多相互交错的斑点、细丝、冠状、条纹、隐窝等的细节特征，这些特征决定了虹膜特征的唯一性。当人到两岁以后，人类眼睛的虹膜几乎不会再发生变化，所以虹膜方案也具备较高稳定性。我们预测在未来几年的高端机型中，虹膜识别将成为标配。
一般的手机指纹系统包括指纹识别传感器、特征提取匹配模块、特征模板库、应用软件。指纹的验证的过程分为两步，第一步是提取待验证的指纹特征，第二步是将其和指纹模板库中的模板指纹进行相似度比较，匹配后实现解锁。
目前采集指纹的方式共有三种：光学识别、电容传感器、生物射频。虽然指纹识别的速度与准确性不完全取决于采集方式，但识别率却是跟采集方式大大相关的。目前手机上大部分采用的都是电容传感器。以三星 S8、EssentialPH-1、小米Mix 为代表多款全面屏机型采用了后置指纹识别。
然而背后指纹识别解锁时必须拿起手机，使用体验不甚理想；业界仍对“正面隐藏式指纹识别”抱有极大期待。我们认为就短期看，2018 年底之前后置依然是理想的过度方案。
正面隐藏式指纹识别：光学和超声波需要依赖 OLED 屏
从指纹芯片位置上：正面隐藏式分为 UnderGlass、UnderDisplay 和 InDisplay
传统的 Coating 和蓝宝石 TouchID 在全面屏手机上将无处安放。Underglass 指的是指纹传感器放在盖板玻璃下方，是目前较主流的全面屏指纹方案。比如联想的ZUK-Edge、小米 5S 都采用 Underglass 方案。Underglass 方案也分光学识别、电容传感器、生物射频（包括超声波）三种，小米 5S 对应生物射频原理，ZUK-Edge 对应电容式原理。
在 Underglass 方案中，电容式的指纹传感器和手指隔着盖板玻璃，而 2.5D 盖板厚度超过 0.7mm，大于电容式识别的极限 0.3mm。ZUK-Edge 的解决方案是在玻璃盖板背后做出凹槽、减小厚度，使信号可以穿透，同时保证了正面盖板的完整性。
Under-Display 是把指纹识别芯片放置在显示模组下方。InDisplay 是对Under-Display 的进一步发展，是把指纹识别芯片集成到 OLED 像素矩阵中。需要注意的是，Under-Display 和 In-Display 只能用光学和超声波的指纹采集方式，因为这个厚度已远超电容式的极限。
按 Yole 的分析，2017 年指纹还主要是以 Under-Glass 为主。到了 2019 年 Under -Display 技术才会成熟，而 In-Display 技术普及则需要等到 2021 年之后。根据某机构的报道，指纹识别芯片巨头 Synaptics 公司的构想通过三个阶段实现 In-Display 指纹识别：
第一阶段，是将传感器置于盖板玻璃下。Synaptics 在 2017 年初发布的 FS4500 第三代光学指纹识别传感器就是配合的 Under-Glass，不再需要单独的 home 键位置。
就像此前小米 5s 利用了高通的超声波指纹技术一样（只是小米故意再磨出一个 home 键的凹槽）。
第二阶段，要将传感器置于屏幕某一区域，Synaptics 认为现有的电容技术已经不现实，必须借助光学技术才能实现。
第三阶段，也就是终极目标，指纹识别全面集成在显示单元中，将被完全隐藏起来，让用户在使用过程中不会被干扰。
Synaptics、FPC、苹果和高通都在抢占全面屏带来的指纹新市场的蛋糕。根据总结，苹果申请了多项关于隐藏指纹识别的专利技术；FPC 推出了 FPC 1268，可以被安装在手机保护玻璃下方；汇顶科技全球首创 IFS 指纹识别与触控一体化技术，无需在手机盖板或者后壳上开孔；Synaptics 提供第三代 Natural ID 指纹传感器，将指纹 Sensor 集成在面板玻璃内；高通推出移动行业首个基于超声波技术的 3D 指纹认证解决方案，能够穿透由玻璃、铝、不锈钢、蓝宝石或塑料制成的智能手机外壳进行指纹识别功能。
光学式和超声波式指纹识别都需要依赖 OLED 屏
光学式和超声波式指纹采集需要依赖 OLED 屏幕。
光学式指纹识别目前在产业链成熟度和精度上都有更好表现，有望成为全面屏的标配指纹识别技术，我们苹果 iphone8 今年也大概率采用光学方案。光学方案是依靠光线反射探测指纹纹路，所以光学 UnderDisplay/InDisplay 更适合与 OLED 屏配合，因为 OLED 面板的各像素之间留有间隔，可让光线透过。
超声波技术目前仍未在公开销售的手机的上出现，其大规模应用尚待时日。
2017 年 6 月 MWC 上海的首日，高通联合 vivo 发布了屏下指纹识别的新技术“Qualcomm Fingerprint Sensors for Display”超声波指纹识别技术，抢先三星、苹果应用了“屏下正面指纹识别”。Vivo 称，这项技术不仅可以实现在屏幕内进行指纹识别，还能够穿透玻璃、金属的等材质，侦测用户心跳与血流，进而改善行动类身份认证的体验。
据了解，全新一代的指纹识别能透过厚至 1200 微米（1.2mm）的 OLED 显示屏实现指纹的扫描、录入和匹配；面向玻璃和金属的高通指纹传感器是首个商用发布的能够透过厚至 800 微米玻璃面板和厚至 650 微米铝材质外壳实现扫描的解决方案，在上一代 400 微米的玻璃或金属穿透能力之上实现提升。
不过在一些业内专家看来，vivo 此次的技术要大规模使用，依然存在关键瓶颈：超声波方案只能穿透 OLED 屏幕而不能用于 LCD，而现实是 2017 年 OLED 全面屏产能严重不足：全球只有三星显示公司能稳定供货且还在量产爬坡准备中；而即便量产后，产能也几乎被苹果和三星等公司消化完。
生物识别广泛应用于手机解锁、安全支付、休眠唤醒等。在如今的智能机市场已成为标配。目前主流的方案是正面 TouchID 的电容式识别。
但在全面屏时代，传统的指纹解锁按钮将无处摆放。我们总结了在全面屏手机中应用的新的生物识别方式：虹膜/人脸识别、后置指纹识别、隐藏式指纹识别（电容、光学、超声波）。
全面屏时代的三种生物识别方式
资料来源：中国报告网整理
虹膜/人脸识别：虹膜准确率高，但价格昂贵
人脸识别具有非接触等优势。但人脸识别对场景光线环境敏感。另外，当前的人脸识别技术主要通过平面 2D 采集人脸与五官相对位置进行识别，它存在以照片形式蒙骗识别机器的可能。误识率可达 2%。我们认为未来中低端机型将采用人脸或者人脸+指纹的方式。
虹膜识别技术误识率最低，是目前手机生物识别方案中最精准、最稳定的方式。
虹膜是位于黑色瞳孔和白色巩膜之间的圆环状部分，其包含有很多相互交错的斑点、细丝、冠状、条纹、隐窝等的细节特征，这些特征决定了虹膜特征的唯一性。当人到两岁以后，人类眼睛的虹膜几乎不会再发生变化，所以虹膜方案也具备较高稳定性。我们预测在未来几年的高端机型中，虹膜识别将成为标配。
生物识别方式对比
资料来源：中国报告网整理
背后指纹识别：S8 采用，但使用体验不佳 一般的手机指纹系统包括指纹识别传感器、特征提取匹配模块、特征模板库、应用软件。指纹的验证的过程分为两步，第一步是提取待验证的指纹特征，第二步是将其和指纹模板库中的模板指纹进行相似度比较，匹配后实现解锁。
目前采集指纹的方式共有三种：光学识别、电容传感器、生物射频。虽然指纹识别的速度与准确性不完全取决于采集方式，但识别率却是跟采集方式大大相关的。目前手机上大部分采用的都是电容传感器。以三星 S8、EssentialPH-1、小米Mix 为代表多款全面屏机型采用了后置指纹识别。
然而背后指纹识别解锁时必须拿起手机，使用体验不甚理想；业界仍对“正面隐藏式指纹识别”抱有极大期待。我们认为就短期看，2018 年底之前后置依然是理想的过度方案。
正面隐藏式指纹识别：光学和超声波需要依赖 OLED 屏
从指纹芯片位置上：正面隐藏式分为 UnderGlass、UnderDisplay 和 InDisplay
传统的 Coating 和蓝宝石 TouchID 在全面屏手机上将无处安放。Underglass 指的是指纹传感器放在盖板玻璃下方，是目前较主流的全面屏指纹方案。比如联想的ZUK-Edge、小米 5S 都采用 Underglass 方案。Underglass 方案也分光学识别、电容传感器、生物射频（包括超声波）三种，小米 5S 对应生物射频原理，ZUK-Edge 对应电容式原理。
在 Underglass 方案中，电容式的指纹传感器和手指隔着盖板玻璃，而 2.5D 盖板厚度超过 0.7mm，大于电容式识别的极限 0.3mm。ZUK-Edge 的解决方案是在玻璃盖板背后做出凹槽、减小厚度，使信号可以穿透，同时保证了正面盖板的完整性。
Under Glass 方案
资料来源：中国报告网整理
ZUKE-edge 全面屏手机采用 Under Glass
资料来源：中国报告网整理
Under-Display 是把指纹识别芯片放置在显示模组下方。InDisplay 是对Under-Display 的进一步发展，是把指纹识别芯片集成到 OLED 像素矩阵中。需要注意的是，Under-Display 和 In-Display 只能用光学和超声波的指纹采集方式，因为这个厚度已远超电容式的极限。
按 Yole 的分析，2017 年指纹还主要是以 Under-Glass 为主。到了 2019 年 Under -Display 技术才会成熟，而 In-Display 技术普及则需要等到 2021 年之后。根据某机构的报道，指纹识别芯片巨头 Synaptics 公司的构想通过三个阶段实现 In-Display 指纹识别：
第一阶段，是将传感器置于盖板玻璃下。Synaptics 在 2017 年初发布的 FS4500 第三代光学指纹识别传感器就是配合的 Under-Glass，不再需要单独的 home 键位置。
就像此前小米 5s 利用了高通的超声波指纹技术一样（只是小米故意再磨出一个 home 键的凹槽）。
第二阶段，要将传感器置于屏幕某一区域，Synaptics 认为现有的电容技术已经不现实，必须借助光学技术才能实现。
第三阶段，也就是终极目标，指纹识别全面集成在显示单元中，将被完全隐藏起来，让用户在使用过程中不会被干扰。
In Display
资料来源：中国报告网整理
Under Display
资料来源：中国报告网整理
Synaptics、FPC、苹果和高通都在抢占全面屏带来的指纹新市场的蛋糕。根据总结，苹果申请了多项关于隐藏指纹识别的专利技术；FPC 推出了 FPC 1268，可以被安装在手机保护玻璃下方；汇顶科技全球首创 IFS 指纹识别与触控一体化技术，无需在手机盖板或者后壳上开孔；Synaptics 提供第三代 Natural ID 指纹传感器，将指纹 Sensor 集成在面板玻璃内；高通推出移动行业首个基于超声波技术的 3D 指纹认证解决方案，能够穿透由玻璃、铝、不锈钢、蓝宝石或塑料制成的智能手机外壳进行指纹识别功能。
光学式和超声波式指纹识别都需要依赖 OLED 屏
光学式和超声波式指纹采集需要依赖 OLED 屏幕。
光学式指纹识别目前在产业链成熟度和精度上都有更好表现，有望成为全面屏的标配指纹识别技术，我们苹果 iphone8 今年也大概率采用光学方案。光学方案是依靠光线反射探测指纹纹路，所以光学 UnderDisplay/InDisplay 更适合与 OLED 屏配合，因为 OLED 面板的各像素之间留有间隔，可让光线透过。
考勤机采用光学指纹识别
资料来源：中国报告网整理
汇顶科技展示光学指纹识别
资料来源：中国报告网整理
超声波技术目前仍未在公开销售的手机的上出现，其大规模应用尚待时日。
2017 年 6 月 MWC 上海的首日，高通联合 vivo 发布了屏下指纹识别的新技术“Qualcomm Fingerprint Sensors for Display”超声波指纹识别技术，抢先三星、苹果应用了“屏下正面指纹识别”。Vivo 称，这项技术不仅可以实现在屏幕内进行指纹识别，还能够穿透玻璃、金属的等材质，侦测用户心跳与血流，进而改善行动类身份认证的体验。
vivo+高通超声波识别方案仍需时日
资料来源：中国报告网整理
超声波方案可用于湿手及水下识别
资料来源：中国报告网整理
据了解，全新一代的指纹识别能透过厚至 1200 微米（1.2mm）的 OLED 显示屏实现指纹的扫描、录入和匹配；面向玻璃和金属的高通指纹传感器是首个商用发布的能够透过厚至 800 微米玻璃面板和厚至 650 微米铝材质外壳实现扫描的解决方案，在上一代 400 微米的玻璃或金属穿透能力之上实现提升。
不过在一些业内专家看来，vivo 此次的技术要大规模使用，依然存在关键瓶颈：超声波方案只能穿透 OLED 屏幕而不能用于 LCD，而现实是 2017 年 OLED 全面屏产能严重不足：全球只有三星显示公司能稳定供货且还在量产爬坡准备中；而即便量产后，产能也几乎被苹果和三星等公司消化完。
资料来源：中国报告网整理，转载请注明出处（ZQ）
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