随着智能化时代的到来以及人们对于信息管理的安全性和便捷性需求的提升，生物识别应用日渐广泛。而自2013年iPhone5s首次搭载指纹识别以后，带有指纹识别功能的Home键模块以其价格低廉、使用便捷、解锁迅速等优异性能迅速占领市场。但是，2016年起智能手机全面屏趋势使得传统的机身正面指纹识别方案面临挑战，同时也孕育了一场全新的生物识别革命。目前主流的替代方案主要有两种——一种是以iPhoneX为代表的3D面部识别方案，而另一种是以vivoX21为代表的屏下指纹识别方案。
指纹识别技术是把一个人通他的指纹对应起来，通过比较他的指纹和预先保存的指纹进行比较来验证他真实身份的技术。目前市场上的指纹识别技术主要分为电容式指纹识别技术、光学式指纹识别技术和超声波式指纹识别技术。
电容式指纹识别的原理是将压力感测、电容感测、热感测等感测器整合于一块芯片中，当指纹按压芯片表面时，内部电容感测器会根据指纹波峰与波谷而产生的电荷差（或是温差），形成指纹影响，再通过与手机内部的指纹库进行匹配，从而完成指纹识别。
光学式指纹识别的原理是利用光的折射和反射原理，将手指放在光学镜片上，手指在内置光源的照射下，光从底部射向三棱镜，并经棱镜射出，由于射出的光线在手指表面指纹凹凸不平的线纹上折射的角度及反射回去的光线明暗就会不一样，然后对比资料库看是否一致。光学识别是应用比较早的一种指纹识别技术，比如很多之前的考勤机/门禁等都是使用的光学识别。
超声波指纹识别的原理是利用指纹模组发出的特定频率的超声波扫描手指，利用指纹的不同对超声波反射的不同，建立3D指纹图形。超声波式指纹识别对手指表面的清洁程度不用太过考虑，此外，超声波具有比较强的穿透性，可以穿透金属、玻璃等常用手机材质，因此对手机外观方面没有太多限制。在2015年MWC展会上，SenseID3D超声波指纹识别技术，目前该技术已经被不少专业机构和政府部门使用，小米5S搭载的正式超声波指纹识别芯片。
指纹识别产业链主要分为芯片设计环节、芯片制造环节、封装环节、模组制造环节以及整机厂商。芯片制造环节的厂商主要有中芯国际、台积电、联电、华虹宏力以及格罗方德等大型晶圆制造厂。芯片封测环节，主要的厂商有华天科技、晶方科技、长电科技以及硕贝德等。模组制造与摄像头模组有相近之处，目前欧菲科技和硕贝德都可以提供指纹识别模组的制造业务。
智能手机领域电容式指纹快速渗透，非全面屏时代“三段式”方案成为共同选择。从2016年初到2017年初，国内市场畅销手机TOP20中，搭载前置指纹识别的机型由5款提升至9款，后置指纹机型则维持7款不变，在主要厂商的旗舰机型上，由“听筒/前置摄像头+屏幕+指纹”构成的三段式公模方案一度成为绝大多数手机的共同选择。
随着生物识别技术在智能手机中应用的越来越多，据预测，2017年，全球指纹手机市场渗透率会相对提速，提升到61%，2020年渗透率将会达到88%；而国内指纹手机渗透率在未来几年增长将保持稳定平稳，预计到2020年，渗透率将达到91%。
“全面屏”时代，经典设计遭遇挑战，屏下指纹、3D面部识别、背部指纹成为现阶段3种主要备选方案。尽管“三段式”公模曾一度成就了无数经典，然而全面屏的到来，却让这种“公模”彻底瓦解。从小米MIX开始，三星S8、iPhoneX、vivoX20、OPPOR11、魅族S6以及华为P20等纷纷追求最大化屏占比，而在此目标下，前置镜头、听筒、光线传感器、指纹键乃至品牌logo等元素都面临缩小或者从手机正面移除的要求，其中首当其冲的便是指纹识别模块。
屏下指纹或成生物识别发展趋势，3D光学面向AR/VR、AI新领域。在屏下指纹、3D光学和背部指纹三种方案中，背部指纹方案由于在便捷性上不及正面指纹方案，且会破坏机身背部整体性，在美观程度上也有所不足，因而我们认为该方案未来主要将用于一些低端机型上，而就高端机型而言，该方案大概率作为一种过渡性的方案；3D光学方案自被iPhoneX采用以来一直争议不断，该方案面临的主要问题包括识别前需要唤醒屏幕，识别易受手机握持角度、距离、周围环境的影响，从而导致使用不够便捷等，但是生物识别只是3D方案的一个起点，与AR/VR以及人工智能的结合将是一个更广阔的市场，现实中的3D信息直接输入处理而非降维成2D信息，将促进各行业智能化解决方案的发展。
全面屏时代，电容方案受限，光学与超声方案有望成为发展主流。目前市场上能够是实现商用的指纹识别方案主要有三种，分别是电容方案、光学方案和超声波方案。
光学方案技术由来已久，主要基于折反原理。在各类指纹识别方案中，光学方案其实是一种早已被广泛应用的技术，例如之前很多考勤机、门禁都采用该技术，传统指纹识别方案主要由光源、三棱镜和感光组件构成——通过光源照亮指纹，然后利用三棱镜将指纹投射到感光组件上进行识别。
小型化、精准化识别取得突破，光学旧方案焕发新活力。OLED产能障壁打破，屏下指纹获得广阔发展空间。由于光学指纹方案的CMOS传感器需要放置在显示面板的下方，因此为了能够有效接收指纹的反射光线，显示面板需要具备一定的透光性。由于传统的TFTLCD面板需要背光模组，并且在背光LED下面增加导光板以增加屏幕亮度，导致光线无法穿透TFTLCD。
随着指纹识别手机渗透率迅速提升的同时，智能手机的屏幕也越来越大了，传统的电容式指纹识别难以集成于屏幕下方，一些指纹识别不得不转向背面，或者集成于屏幕下方，2017年11月，指纹识别公司FPC就在瑞典发布了屏下指纹识别方案。
指纹识别技术是把一个人通他的指纹对应起来，通过比较他的指纹和预先保存的指纹进行比较来验证他真实身份的技术。目前市场上的指纹识别技术主要分为电容式指纹识别技术、光学式指纹识别技术和超声波式指纹识别技术。
电容式指纹识别的原理是将压力感测、电容感测、热感测等感测器整合于一块芯片中，当指纹按压芯片表面时，内部电容感测器会根据指纹波峰与波谷而产生的电荷差（或是温差），形成指纹影响，再通过与手机内部的指纹库进行匹配，从而完成指纹识别。
电容式指纹识别
信息来源：互联网
光学式指纹识别的原理是利用光的折射和反射原理，将手指放在光学镜片上，手指在内置光源的照射下，光从底部射向三棱镜，并经棱镜射出，由于射出的光线在手指表面指纹凹凸不平的线纹上折射的角度及反射回去的光线明暗就会不一样，然后对比资料库看是否一致。光学识别是应用比较早的一种指纹识别技术，比如很多之前的考勤机/门禁等都是使用的光学识别。
光学式指纹识别
信息来源：互联网
超声波指纹识别的原理是利用指纹模组发出的特定频率的超声波扫描手指，利用指纹的不同对超声波反射的不同，建立3D指纹图形。超声波式指纹识别对手指表面的清洁程度不用太过考虑，此外，超声波具有比较强的穿透性，可以穿透金属、玻璃等常用手机材质，因此对手机外观方面没有太多限制。在2015年MWC展会上，SenseID3D超声波指纹识别技术，目前该技术已经被不少专业机构和政府部门使用，小米5S搭载的正式超声波指纹识别芯片。
指纹识别产业链主要分为芯片设计环节、芯片制造环节、封装环节、模组制造环节以及整机厂商。芯片制造环节的厂商主要有中芯国际、台积电、联电、华虹宏力以及格罗方德等大型晶圆制造厂。芯片封测环节，主要的厂商有华天科技、晶方科技、长电科技以及硕贝德等。模组制造与摄像头模组有相近之处，目前欧菲科技和硕贝德都可以提供指纹识别模组的制造业务。
指纹识别产业链
信息来源：互联网
智能手机领域电容式指纹快速渗透，非全面屏时代“三段式”方案成为共同选择。从2016年初到2017年初，国内市场畅销手机TOP20中，搭载前置指纹识别的机型由5款提升至9款，后置指纹机型则维持7款不变，在主要厂商的旗舰机型上，由“听筒/前置摄像头+屏幕+指纹”构成的三段式公模方案一度成为绝大多数手机的共同选择。
参考观研天下发布《2019年中国智能手机市场分析报告-行业规模现状与发展潜力评估》
全球智能手机指纹识别手机出货量及渗透率
数据来源：商务委
2017年上半年国内主要指纹模组厂出货量情况
数据来源：商务委
随着生物识别技术在智能手机中应用的越来越多，据预测，2017年，全球指纹手机市场渗透率会相对提速，提升到61%，2020年渗透率将会达到88%；而国内指纹手机渗透率在未来几年增长将保持稳定平稳，预计到2020年，渗透率将达到91%。
2015-2020全球及国内指纹识别手机渗透率
数据来源：商务委
“全面屏”时代，经典设计遭遇挑战，屏下指纹、3D面部识别、背部指纹成为现阶段3种主要备选方案。尽管“三段式”公模曾一度成就了无数经典，然而全面屏的到来，却让这种“公模”彻底瓦解。从小米MIX开始，三星S8、iPhoneX、vivoX20、OPPOR11、魅族S6以及华为P20等纷纷追求最大化屏占比，而在此目标下，前置镜头、听筒、光线传感器、指纹键乃至品牌logo等元素都面临缩小或者从手机正面移除的要求，其中首当其冲的便是指纹识别模块。
全面屏手机出货量及渗透率
数据来源：商务委
屏下指纹或成生物识别发展趋势，3D光学面向AR/VR、AI新领域。在屏下指纹、3D光学和背部指纹三种方案中，背部指纹方案由于在便捷性上不及正面指纹方案，且会破坏机身背部整体性，在美观程度上也有所不足，因而我们认为该方案未来主要将用于一些低端机型上，而就高端机型而言，该方案大概率作为一种过渡性的方案；3D光学方案自被iPhoneX采用以来一直争议不断，该方案面临的主要问题包括识别前需要唤醒屏幕，识别易受手机握持角度、距离、周围环境的影响，从而导致使用不够便捷等，但是生物识别只是3D方案的一个起点，与AR/VR以及人工智能的结合将是一个更广阔的市场，现实中的3D信息直接输入处理而非降维成2D信息，将促进各行业智能化解决方案的发展。
全面屏时代，电容方案受限，光学与超声方案有望成为发展主流。目前市场上能够是实现商用的指纹识别方案主要有三种，分别是电容方案、光学方案和超声波方案。
光学方案技术由来已久，主要基于折反原理。在各类指纹识别方案中，光学方案其实是一种早已被广泛应用的技术，例如之前很多考勤机、门禁都采用该技术，传统指纹识别方案主要由光源、三棱镜和感光组件构成——通过光源照亮指纹，然后利用三棱镜将指纹投射到感光组件上进行识别。
小型化、精准化识别取得突破，光学旧方案焕发新活力。OLED产能障壁打破，屏下指纹获得广阔发展空间。由于光学指纹方案的CMOS传感器需要放置在显示面板的下方，因此为了能够有效接收指纹的反射光线，显示面板需要具备一定的透光性。由于传统的TFTLCD面板需要背光模组，并且在背光LED下面增加导光板以增加屏幕亮度，导致光线无法穿透TFTLCD。
OLED在智能手机领域的渗透率
数据来源：商务委
屏下指纹模组出货量及增速预测
数据来源：商务委
随着指纹识别手机渗透率迅速提升的同时，智能手机的屏幕也越来越大了，传统的电容式指纹识别难以集成于屏幕下方，一些指纹识别不得不转向背面，或者集成于屏幕下方，2017年11月，指纹识别公司FPC就在瑞典发布了屏下指纹识别方案。
资料来源：观研天下（YZ）整理，转载请注明出处
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