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IHS Markit:FoD屏幕指纹为指纹验证与全面屏趋势注入更强新动力

2019年05月21日 07:59 次阅读

当苹果iPhone推出新的3D面部识别机制时,有些人认为指纹辨识会受到强烈的挑战,但也有人认为指纹辨识在使用经验上会更具直觉与便利性。如今,经过一年的改进,安卓(Android)阵营的智能手机采用了最新的屏幕指纹技术(FoD, fingerprint on display),将使用者普遍接受的指纹验证方式、配合已经成为主流的全面屏趋势,两者做了完美的结合,也解决了全面屏缺口设计(notch)的难题。

FoD传感器的设计不需要外露,因此可以将指纹感测区置于屏幕之中,而不需要在机身外表上另外保留位置,因此相当适合全面屏设计。使用者虽然看不见FoD传感器,但是却可以在屏幕与盖板之上使用。屏幕指纹也是一项具竞争力的生物验证功能,可以取代其他用于手机的生物识别方法,如虹膜识别和面部识别。三星最新的旗舰Galaxy S10系列就用了屏幕指纹,并且取消了过去旗舰机种上的虹膜识别验证。
 
根据IHS Markit最新出版的《屏幕指纹技术及市场报告——2019》,FoD模块出货量在2018年时因为刚起步、基数较低,约为2900万组,预估在2019年会增长近580%,达到2亿组。而若是今年一些影响出货的因素均得以往正向发展的话,预估也有机会达到2.4亿组。这些影响出货的因素象是:屏幕指纹方案供应商的数量、供应商对导入机种的相关支援程度、供应商数量有限之下的模块价格下滑趋势、AMOLED面板的价格,2019年总体智能手机市场的出货成长疑虑,甚至使用者体验等(屏幕指纹可能会限制使用者采用第三方的屏幕保护膜,以及目前不易支援盲解)。
 
目前,在智能手机产品中采用屏幕指纹解决方案的品牌包括Vivo、华为、小米、OPPO和联想等中国顶级品牌以及韩国三星。目前主要的方案供应商包含汇顶、神盾、思立微、高通。其中,三星采用了高通的超声波方案与神盾的光学方案,分别用于S10的旗舰系列与中阶A系列的部分机种;而汇顶则是当前中国主要手机品牌的主力供应商。
 

更新的解决方案已在开发中

 尽管屏幕指纹在安卓手机上的导入将越来越多,但当前的解决方案中,无论是基于CMOS图像传感器的光学成像(CMOS image sensor)方案,还是利用超声波技术的解决方案,都只能用于AMOLED显示屏上,而非占有更多份额的TFT LCD(液晶显示屏)。主要原因还是由于TFT LCD下方的背光模块影响了传感器的讯号接收,而一旦破坏了背光结构去导引光线讯号,又可能影响TFT LCD的显示效能。虽然有些方案供应商提出利用特殊光学膜材料与特定光谱光线通过的方式,但还要时间在效能、成本上做更多的验证。
 
此外,屏幕指纹模块作为附加组件集成在显示屏下方,这种方法会增加整个显示屏组件的总厚度。最后,采用CMOS图像传感器方案的感测面积是有限的;这是因为目前的硅晶圆工艺成本太高,无法生产能够产生更大传感面积的传感器。有些方案供应商正在研发多个CMOS图像传感器芯片并排的方式以增大感测面积,不过成本也相对较高。
 
尽管这个市场还只是刚刚起步,为了克服面积、厚度的限制,业界已经在开发未来的屏幕解决方案。新的解决方案趋势主要是使用基于TFT制程的传感器作法,目前高通的超声波传感器已经采用低温多晶硅的制程(LTPS TFT)。新兴的方案供应商箩箕则是采用非晶硅制程(a-Si)来制作光学传感器。面板厂象是友达、天马,则是试图将以TFT制程为基础的光学感测线路整合进去TFT LCD中,成为in-cell内嵌式架构;如果成功的话,屏幕指纹的未来就会如同触控屏一样,从外挂走向内嵌,同时也牵动未来供应链里的竞争赛局。
 
根据IHS Markit预测显示,随着时间的推移,TFT LCD制程的屏幕指纹技术将会更具备吸引力。2018年,硅基屏幕指纹传感器解决方案在市场上占主导地位,占总出货量的91%。然而,基于TFT的屏幕指纹传感器解决方案将占2019年模块出货量的32%。IHS Markit认为,如果能够在2020年或2021年之间成功开发出用于TFT LCD的in-cell 内嵌式解决方案,那么基于TFT的传感器出货量将大幅增长。

 

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