國產手機的屏下指紋技術現狀

【靚機街】蘋果iPhone XS自發售後備受吐槽，原因之一就是保留了奇醜無比的大劉海。劉海的存在是蘋果Face ID得以運行的必備要素，在屏下指紋方案不被接受的現實下，iPhone系列手機的醜陋還將繼續下去。

反觀以vivo、OPPO、魅族、小米、華為等國產廠商，憑藉著靈活的策略以及創新的態度，在屏下指紋技術上不斷探索，已經為蘋果做出了表率。以往蘋果趟路，國產跟進的進行已經被逆轉。

其實指紋解鎖是蘋果自Touch ID推出後被廣大智能手機用戶最為認可的人機交互方案。通過按下Home鍵，同時解決手機喚醒和安全驗證兩個要點，符合普通消費者對於手機解鎖最直觀的邏輯。

然而發展到現階段，蘋果沒能堅持原有的創新，轉而在3D結構光技術上發力，反而諸多安卓廠商在原有的道路上持續堅持，達到了蘋果早就該達到的高度。

在全面屏普及的革新態勢下，屏下指紋具有解決劉海屏醜陋的前提，看起來更像是未來的趨勢。

那麼，目前屏下指紋解鎖進展的何階段？各大廠商的屏下指紋解鎖手機體驗又怎樣呢？

vivo

從2016年起，vivo就開始了對全面屏多種形式解鎖方案的深入探索。在多種方案中，vivo認為屏幕指紋不僅能夠最大程度地保留屏幕的完整性，也能避免在機身背後開孔的妥協，是全面屏時代，集時尚、安全和便利於一身的最佳解鎖方案。

2017年7月，vivo在上海MWC上推出了搭載超聲波指紋的Xplay6驗證機，第一次將這種備受期待的解鎖方式呈現在了手機上。

2018年1月，vivo正式在X20Plus屏幕指紋版推出第一代光電屏幕指紋技術，成為全球首款量產的屏幕指紋手機

2月巴塞羅那MWC期間，vivo發布了APEX全面屏概念機，不僅用「真·全面屏」帶來了極具衝擊力的視覺體驗，更搭載了半屏指紋解鎖技術，為全面屏解鎖提出了更多想像空間。

3月，搭載第二代光電屏幕指紋技術的新機型X21重磅發布，這一技術的更迭也讓vivo率先實現了屏幕指紋百萬級別的大規模量產。

6月，在大幅提升屏幕解鎖速度和識別率基礎上，vivo NEX攜第三代光電屏幕指紋技術出現在大眾的視野，圖像精度提升高達40%。

9月，vivo在X23上推出了更先進的第四代光電屏幕指紋技術，實現了屏幕識別體驗的再次提升，不僅屏幕指紋識別率相比X21顯著提升了40%，亮屏下的解鎖時間也只需要0.35s。

在硬體層面，vivo第四代光電屏幕指紋技術利用OLED屏幕的像素自發光作為指紋的光源，OLED發出的光經過屏幕上方的手指反射，穿過屏幕、Lens等光學層返回到指紋感測器，指紋感測器通過感應指紋脊、谷反射光源能量的差異，形成不同灰度的圖像，再經過一系列圖像處理和比對完成識別。vivo X23還特別採用了F/1.5超大光圈和720dpi超高解析度的指紋感測器，進光量更大，成像更清晰，為更高的識別率和更快的解鎖速度提供了絕佳的硬體保障。

在軟體優化層面，vivo創造性地提出了首幀優化技術，優化了原有的兩幀識別流程，建立了快速通道，使絕大多數情況下的解鎖速度顯著提升了40%。

為了進一步提升了解鎖成功率，在指紋圖像採集的過程中，vivo特別加入了智能降噪機制，通過更動態地檢測干擾、過濾干擾，獲得更為清晰的指紋圖像。

在指紋認證方面，第四代光電屏幕指紋也實現了更好的圖像增強處理，建立大量資料庫並進行神經網路訓練，大幅降低了外界環境變化對指紋數據的影響，同時也大幅度提升了對人群的適應性，使指紋圖像呈現得更清晰。

正是在這樣的硬體提升和演算法優化下，X23屏幕指紋的識別率相比X21又顯著提升了40%，亮屏下的解鎖時間也只需要0.35s。

魅族&小米&華為

魅族16th的屏下指紋識別技術採用了匯頂的方案，和vivo X21的屏下指紋識別技術類似。早在2017年的MWC展會上，匯頂科技就全球首次展示了基於光學的屏下指紋識別技術，此後，匯頂科技針對此技術進行了持續的升級優化，匯頂科技的屏下光學指紋方案在實現原理上與Synaptics的方案相近，都是需要可以自發光的OLED屏來配合，通過屏幕的發射的光線對指紋進行照射，然後屏幕下方的感測器來接收返回的光線並進行處理，最終得到指紋圖像。

魅族16th之所以沒有採用Synaptics的方案，主要其在強光下的表現不佳，並且成本較高。相比之下匯頂科技的方案解決了這個問題，並且價格也更有優勢，而且作為深圳本土廠商，匯頂科技在客戶服務和技術支持上也更好。

據匯頂科技介紹，其屏下光學指紋方案通過優化光路結構設計，有效的消除了顯示單元顯影和強光干擾，從而使得用戶在強光下也可以快速解鎖；通過優化指紋識別演算法，提升干手指及極端低溫環境下的指紋識別率。

同期發布的小米8透明探索版以及小米8屏下指紋版也同樣採用了匯頂的方案，在使用體驗上與vivo X21，魅族16th差不多。

華為其實早在今年上半年就曾推出過採用屏下指紋識別技術的手機，只是因為該機型售價昂貴，所以並沒有被廣大消費者注意到，這就是Mate RS。特別要說的是，華為Mate RS同樣採用了匯頂的解決方案。

匯頂科技屏下光學指紋方案在抗強光干擾、低溫環境、干手指場景下表現出穩定的解鎖率和解鎖速度，並且在OLED軟、硬屏均已實現規模商用，是目前商用機型最多、累計發貨量最大的屏下光學指紋方案。

OPPO

此前屏下指紋供應商主要有Synaptics和匯頂科技兩家，不過目前另一家國產指紋識別廠商思立微的屏下指紋也正式量產，並成功被OPPO剛剛發布的OPPO R17系列所採用。OPPO官方稱之為光感屏幕指紋。

據OPPO官方介紹，R17系列採用的光感屏幕指紋率先使用CMO Microlens微透鏡，搭配3P鏡頭以及4mm感光元件，通過更大的sensor和更大的進光量，因此息屏下解鎖速度最快可以達到0.41秒。功能上具備支付級的安全級別，支持微信支付與支付寶。

真正大規模量產屏下指紋的終端廠商只有三家，分別是vivo、魅族以及OPPO，其中vivo此前所採用的屏下指紋晶元廠商來自於匯頂科技和新思，魅族的屏下指紋則來源於新思，從屏下指紋模組成本價格來看，從剛開始應用的15美金左右已經下降到目前8美金左右。

華為對於其國內某些代工廠規定，代工了華為就不能代工小米手機，事實上，某為小米代工的企業就逐漸淡出了華為手機代工市場，進而轉接華為其他產品的代工！

以屏下指紋產業來看，匯頂相對應的模組廠商是丘鈦微電子，思立微所對應的模組廠商則是信利，在此過程中，歐菲科技都屬於二供！

隨著屏下指紋的深化應用，多生物識別方式重新組合。在全面屏潮流席捲之下，指紋技術也將迎來進一步革新，未來晶元廠商仍將持續進行著淘汰賽，而屏下指紋成晶元廠商卡位的關鍵技術。