全面屏趨勢(shì)之下，指紋識(shí)別如何保住正面位置

　　——從超薄超窄前置需求看指紋廠家技術(shù)選擇

　　隨著今年LG G6、三星S8以及Essential等全面屏手機(jī)的相繼發(fā)布，全面屏正式走入大眾視野。除此之外，蘋果以及國(guó)產(chǎn)手機(jī)廠商紛紛宣稱將在下半年推出全面屏手機(jī)，在這些廠商的推動(dòng)下，全面屏手機(jī)迅速走熱，并掀起一股手機(jī)外觀變革潮流。

　　全面屏手機(jī)即指在手機(jī)尺寸相同的情況下，增加顯示區(qū)域面積，提升屏占比，高屏占比的顯示可為用戶帶來(lái)更為驚艷的視覺效果。

　　但屏占比的提升擠占了手機(jī)正面其他器件的布局空間，導(dǎo)致上至前置攝像頭，下到指紋識(shí)別的安放，都成難題。此前，我們分析過(guò)在全面屏趨勢(shì)之下，指紋識(shí)別位置的三種放置方案，其中指紋后置是目前最為成熟的方案，但是會(huì)犧牲部分用戶的使用體驗(yàn)。為使全面屏與正面指紋兼顧，不少指紋芯片廠商都在積極研發(fā)正面指紋方案。

　　正面指紋方案目前有兩種方案，一是把指紋芯片做薄做窄，使之適用于壓縮后的手機(jī)下方區(qū)域;另一種方案是屏內(nèi)指紋識(shí)別，此方案有兩種方向，即In Display和Under Display。區(qū)別在于，In Display是將指紋的紅外發(fā)光二極管、紅外接收傳感器都植入到OLED像素矩陣中;Under Display則是把指紋的紅外發(fā)光二極管、紅外接收傳感器還做成一個(gè)獨(dú)立的模組貼合在屏幕的下方。

　　但無(wú)論是Under Display還是In Display，都必須配合OLED屏幕。不過(guò)就目前而言，兩者都受限于OLED資源和OLED供應(yīng)商的研發(fā)配合程度，2-3年內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模普及應(yīng)用。

　　因此，相較于目前而言，可行性的正面指紋解決方案的第一種最有可能實(shí)現(xiàn)。而且，“超薄超窄”也是各大手機(jī)品牌對(duì)前置指紋識(shí)別方案的明確要求。

　　根據(jù)對(duì)今年上半年各主要手機(jī)品牌公司前置指紋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的統(tǒng)計(jì)可知，指紋結(jié)構(gòu)厚度普遍在0.7mm左右，寬度普遍在4mm左右;比去年的結(jié)構(gòu)薄了1/3，寬度也縮減了一半多。如此大幅度的結(jié)構(gòu)變化，無(wú)論是對(duì)模組的設(shè)計(jì)還是對(duì)芯片的設(shè)計(jì)都提出了新的要求。

　　為了適應(yīng)“超薄超窄”的要求，各主要指紋芯片廠家紛紛應(yīng)用新的技術(shù)，從設(shè)計(jì)、封裝、算法、工藝等多個(gè)方面來(lái)滿足客戶需求。為了滿足4mm的寬度需求，指紋芯片的寬度不能超過(guò)3.6mm，對(duì)應(yīng)的像素陣列寬度就不能超過(guò)64，有的廠家甚至減小到了56和48。但在這樣的寬度下，傳統(tǒng)的生物特征點(diǎn)算法已經(jīng)無(wú)法支持。

　　眾所周知，由于手機(jī)上的指紋識(shí)別傳感器要保證一定的面積大小，如果面積過(guò)小，只能識(shí)別手指的部分指紋，而為了解鎖的準(zhǔn)確率，手機(jī)需要存儲(chǔ)手指的多個(gè)部分的指紋，這也就大大提高了碎片化指紋出現(xiàn)匹配錯(cuò)誤的幾率，增加了很大的安全風(fēng)險(xiǎn)。

　　為了滿足解鎖體驗(yàn)和安全性的要求，比較領(lǐng)先的廠家已經(jīng)開始使用機(jī)器視覺算法，以計(jì)算機(jī)對(duì)圖片的處理和比對(duì)為基礎(chǔ)，加上機(jī)器學(xué)習(xí)的輔助，保證了FAR、FRR兩個(gè)指標(biāo)不降低。

　　在封裝方面，在“超薄超窄”的要求下，對(duì)于正面蓋板方案，傳統(tǒng)的LGA封裝無(wú)論從厚度還是寬度上都遇到了很大的挑戰(zhàn)，而TSV封裝則越來(lái)越多的被選擇，如華為P10采用的即為TSV封裝。

　　但因傳統(tǒng)的多芯片指紋識(shí)別方案有驅(qū)動(dòng)芯片的存在，導(dǎo)致模組工藝有很多問(wèn)題出現(xiàn)。如下圖所示，驅(qū)動(dòng)芯片通過(guò)傳統(tǒng)的打線塑封方式置于TSV封裝的sensor旁邊，造成了翹曲、氣泡、縫隙、蓋板不平等很多工藝問(wèn)題。因此，各廠家都在努力發(fā)展被動(dòng)式單芯片指紋識(shí)別方案用于正面超薄蓋板。

　　因指紋識(shí)別技術(shù)隨著手機(jī)結(jié)構(gòu)和外觀的變化而不斷變化，而在全面屏手機(jī)外觀設(shè)計(jì)要求的驅(qū)動(dòng)下，應(yīng)正面指紋超薄超窄的要求，機(jī)器視覺算法和被動(dòng)式單芯片方案將逐漸成為主流選擇。

　　同時(shí)，為了盡量降低整個(gè)模組的厚度和隨著高亮coating方案的成熟，以及UVPP等更具鏡面效果的表面工藝的應(yīng)用，部分廠商開始采用高亮coating(UVPP)方案來(lái)代替正面的蓋板，目前，三星、MOTO和錘子已經(jīng)有相應(yīng)的量產(chǎn)產(chǎn)品。