【導(dǎo)讀】自從1998年西門(mén)子展示了帶指紋識(shí)別的手機(jī)后，指紋識(shí)別并沒(méi)有沉寂，而是經(jīng)過(guò)了十幾年的不斷發(fā)展，在 iPhone5s之后掀起一股指紋風(fēng)，引來(lái)了手機(jī)指紋識(shí)別的元年。指紋識(shí)別集成在手機(jī)上的形式無(wú)外乎就是這幾種：后置和前置，還有側(cè)邊等。
大家挖空心思的結(jié)果只有一個(gè)，就是讓指紋識(shí)別在手機(jī)上做到優(yōu)雅美觀大方，而且又方便使用。
幾年過(guò)去了，在體驗(yàn)上貌似沒(méi)有人打破和超越過(guò)Touch ID。實(shí)際上，經(jīng)過(guò)指紋大爆發(fā)之后，衍生出來(lái)的商機(jī)令各大指紋技術(shù)公司更熱衷開(kāi)發(fā)新技術(shù)。他們不斷地向外界展示自家的新技術(shù)，也開(kāi)始嘗試指紋識(shí)別的新可能——隱藏式指紋。
可隱藏式指紋技術(shù)公司
2014年9月
匯頂是世界上第一個(gè)提出隱藏式指紋識(shí)別方案的廠家，叫做IFS指紋識(shí)別與觸控一體化技術(shù)（Invisible Fingerprint Sensor）。然而兩年快過(guò)去了，并沒(méi)有引來(lái)手機(jī)廠家的青睞，僅在2016國(guó)際消費(fèi)電子展（CES）上收獲兩項(xiàng)嵌入式技術(shù)創(chuàng)新大獎(jiǎng)。
2015年7月
挪威IDEX也是一家老牌生物識(shí)別技術(shù)公司，它幾乎不生產(chǎn)指紋芯片，但是擁有渾厚的專利技術(shù)，更多是通過(guò)技術(shù)授權(quán)來(lái)獲利，甚至連蘋(píng)果都跟它有一些指紋方面交叉專利許可。IDEX開(kāi)發(fā)出玻璃指紋技術(shù)，可以將指紋芯片做進(jìn)玻璃中。
2015年11月
Synaptics在觸控芯片領(lǐng)域一直是霸主般的存在，嗅到指紋商機(jī)時(shí)果斷收購(gòu)了Validity并致力于Natural ID指紋識(shí)別技術(shù)。三星手機(jī)一直采用他家的指紋芯片，他不僅有芯片設(shè)計(jì)能力，還能進(jìn)行封裝等一條龍服務(wù)。Synaptics僅僅只是宣布可實(shí)現(xiàn)隱藏式指紋，并沒(méi)有實(shí)體東西。但是一想到他家的指紋表面還是涂層，前不久才搞定玻璃覆蓋，要想實(shí)現(xiàn)隱藏式指紋，需要花費(fèi)的時(shí)間估計(jì)有點(diǎn)長(zhǎng)。
2016年2月
FPC這幾年在指紋識(shí)別領(lǐng)域可謂一帆風(fēng)順，銷量猛增，聯(lián)合從事玻璃面板和層壓技術(shù)的TPK，成功地將FPC1268指紋傳感器跟面板玻璃結(jié)合在一起。并發(fā)布了工程機(jī)視頻，演示了這項(xiàng)技術(shù)（YouTube：FPC1268）。
2016年5月
LG子公司Innotek向外界展示其融合了指紋功能的玻璃面板，但是Innotek之前并沒(méi)有做過(guò)指紋芯片，也沒(méi)有手機(jī)采用，對(duì)于他家的隱藏式指紋我持觀望態(tài)度。
看完這幾家的方案，我們現(xiàn)在來(lái)細(xì)聊一下他們所說(shuō)的隱藏式指紋識(shí)別到底有何特別之處？
指紋模組拆解分析
我們先來(lái)了解一下現(xiàn)有的指紋模組，從圖中可以看到，一個(gè)指紋識(shí)別模組包括：保護(hù)層（藍(lán)寶石玻璃、玻璃、陶瓷或者涂層）、金屬檢測(cè)（裝飾）環(huán)、指紋Sensor、按鍵開(kāi)關(guān)（后置或有一些前置沒(méi)有按鍵開(kāi)關(guān)）。
剔除掉開(kāi)關(guān)和裝飾環(huán)后，就是一個(gè)純粹的指紋模組，就如上面拆解圖的中間那部分。
例如手機(jī)中后置的指紋，也就只有一個(gè)指紋Sensor和保護(hù)層，這兩個(gè)部分就可以組成一個(gè)指紋識(shí)別裝置。
通過(guò)進(jìn)一步的拆解可以看到，蘋(píng)果的Touch ID指紋芯片貼合在藍(lán)寶石玻璃上面，實(shí)際上指紋芯片的面積是一個(gè)邊長(zhǎng)為6.4mm的正方形，表面的藍(lán)寶石玻璃直徑為9.6mm的圓，指紋芯片厚度為0.2mm，而藍(lán)寶石玻璃的厚度則為0.3mm左右（去掉絲印后應(yīng)該是 0.28mm）。
我又拆解了兩個(gè)指紋模組，指紋保護(hù)層的厚度分別為（MX4 Pro）0.27mm 和（PRO 6）0.2mm。因?yàn)椴ＡУ慕殡姵?shù)沒(méi)有藍(lán)寶石那么高，所以同樣做蓋板保護(hù)，需要比藍(lán)寶石更薄。
從拆解中基本上可以得到這樣一個(gè)觀點(diǎn)：現(xiàn)在主流的指紋芯片的信號(hào)能穿透0.3mm厚的藍(lán)寶石和0.2mm厚的玻璃。既然這樣，把手機(jī)屏幕的面板玻璃做薄到0.2mm后，再把指紋Sensor貼在下面，行不行？
其實(shí)可行，上面說(shuō)的幾家隱藏式指紋的解決方案，其實(shí)就是將保護(hù)層的玻璃換成手機(jī)屏幕的保護(hù)玻璃，然后把指紋Sensor貼在玻璃下面，引出一根排線跟手機(jī)相連。
問(wèn)題來(lái)了，手機(jī)的保護(hù)玻璃目前見(jiàn)過(guò)最薄的是0.4mm厚，再薄的話就起不到保護(hù)性作用，所以把手機(jī)的玻璃做到0.2mm薄那樣子是不現(xiàn)實(shí)了，怎么辦？
三種隱藏式指紋識(shí)別技術(shù)細(xì)節(jié)
所以，在這幾家出了隱藏式指紋方案的廠家中，分別用了圖中的三種方案。
第一種是將指紋Sensor置于整個(gè)手機(jī)玻璃面板下面。
第二種則將玻璃面板掏個(gè)洞至0.2-0.3mm深，然后將Sensor裝進(jìn)去。
第三種更是將Sensor融合進(jìn)玻璃之中。
值得注意的是，目前這些隱藏式指紋方案，都只是將保護(hù)玻璃下巴的Home鍵位置由原來(lái)需要開(kāi)孔變成無(wú)孔，識(shí)別的區(qū)域還是原來(lái)的Home鍵區(qū)域，嚴(yán)格意義上應(yīng)該叫做無(wú)按鈕指紋識(shí)別。
例如匯頂這種最早搞的使用的是第一種方案，面板玻璃不需要開(kāi)洞，考驗(yàn)的是指紋Sensor的性能和算法。提高芯片的性能后具有更高的信噪比，可以穿透更厚的玻璃，但是穿透0.3mm以上的玻璃還需要搭配更先進(jìn)的算法，但是最終識(shí)別精度怎么樣，無(wú)從得知。
還需要面臨一個(gè)問(wèn)題，對(duì)于手機(jī)2D玻璃時(shí)代，薄一點(diǎn)的可以做到0.4mm，現(xiàn)在2.5D玻璃已經(jīng)成為標(biāo)配，厚度達(dá)到0.7--0.8mm了，匯頂如果還是用以前的方案估計(jì)行不通。
看樣子，把指紋芯片放在玻璃后面貌似行不現(xiàn)實(shí)，后來(lái)的FPC和LG就選擇了一個(gè)相對(duì)靠譜的方案，在玻璃種掏一個(gè)凹槽，使之最薄的地方僅為0.2--0.3mm厚，這個(gè)厚度跟現(xiàn)有的指紋玻璃的厚度基本一致，信號(hào)和識(shí)別精度上可以得到保證。
然而，IDEX明顯是不走尋常路，它憑借自己在專利方面的積累，直接把指紋Sensor做進(jìn)了玻璃中，不是掏洞，而是完全無(wú)縫融合。
我現(xiàn)在想想都覺(jué)得概念性太強(qiáng)，既然Sensor最薄可以做到0.2mm，做進(jìn)一塊厚度為0.7mm的玻璃中理論上可行，但是如何把它完好無(wú)損地封裝進(jìn)玻璃里，非常困難，IDEX 也并沒(méi)有展示成品，估計(jì)還是專利申請(qǐng)和概念階段。
這三種隱藏式指紋解決方案，我覺(jué)得切實(shí)可行的是FPC和LG選擇的第二種，在玻璃種開(kāi)個(gè)凹槽，把指紋填補(bǔ)進(jìn)去。
隱藏式指紋面臨的幾個(gè)問(wèn)題
即使要這種方案，仍需面臨幾個(gè)問(wèn)題。
玻璃品質(zhì)要求更高
做指紋保護(hù)蓋板的玻璃跟手機(jī)屏幕上的保護(hù)玻璃還是有差別，指紋上的玻璃需要介電常數(shù)更高，品質(zhì)要求更高，從以前指紋模組大小的玻璃到現(xiàn)在整個(gè)手機(jī)玻璃都要達(dá)到這種要求，一般玻璃做不到。還有玻璃面板開(kāi)凹槽，精度不低。總結(jié)起來(lái)就是工藝和品質(zhì)都要高很多，直接導(dǎo)致的結(jié)果就是成本大幅上升。
可靠性
玻璃上面開(kāi)了一個(gè)凹槽，厚度只有0.2-0.3mm，這本身就很脆弱，還會(huì)降低整塊玻璃的強(qiáng)度，無(wú)論是跌落還是日常使用的可靠性都有所降低。
更復(fù)雜的供應(yīng)鏈
隱藏式指紋很重要的一部分就是玻璃，有需要最上游的玻璃供應(yīng)商康寧、AGC、肖特的特殊支持，還有玻璃的加工方來(lái)加工，再到把指紋芯片組裝進(jìn)玻璃里面的封裝，相比之前要復(fù)雜多了。
說(shuō)到這里，我想大家也明白了。
大家以為的隱藏式指紋是可以按屏幕中任意位置可解鎖，可事實(shí)上目前幾大主流的指紋廠家提出的方案僅僅只是在原來(lái)需要開(kāi)孔的地方不開(kāi)孔，指紋模組并沒(méi)有質(zhì)的提升。
相比現(xiàn)在開(kāi)洞的按鍵的方案，隱藏式做到了手機(jī)正面無(wú)按鍵一體，外觀更漂亮了，也符合科技對(duì)隱形的追求，體驗(yàn)會(huì)如何呢？
面板一體 VS 實(shí)體按鍵
想象一下，把現(xiàn)有的Home鍵做成了跟面板一體，玻璃下面是一個(gè)指紋識(shí)別模塊。以前手機(jī)解鎖的時(shí)候是一個(gè)按下Home按鍵的動(dòng)作的同時(shí)，指紋Sensor順勢(shì)工作識(shí)別成功亮屏解鎖。
而現(xiàn)在換成隱藏式的指紋，指紋需要整體待命，用手指往玻璃上一模，手機(jī)解鎖。但是沒(méi)有了按鍵反饋和手指用力按的這種感覺(jué)，也就好比那些把指紋做在正面，卻閹割掉了物理按鍵功能一樣。
這種簡(jiǎn)潔的做法換來(lái)了外觀上的一體感卻失去了按壓時(shí)的物理手感。同時(shí)，在成本和體驗(yàn)還有可靠性上面相比現(xiàn)有的前置按鍵指紋，并沒(méi)有優(yōu)勢(shì)。像指紋識(shí)別這種功能性驅(qū)動(dòng)的技術(shù)，首要條件是先做到好用，好用的同時(shí)再追求好看。
那么，有廠商愿意花更多的錢(qián)去做一件看起來(lái)很酷，但體驗(yàn)并沒(méi)有革命性變化的事情呢？
我并不是不看好隱藏式指紋的前景，只是我們應(yīng)該認(rèn)清楚現(xiàn)有技術(shù)的局限性。當(dāng)然，應(yīng)該為這些在不斷探索隱藏式指紋識(shí)別技術(shù)的公司喝彩，他們?cè)诩夹g(shù)上的你爭(zhēng)我趕才會(huì)有更快的技術(shù)革新。他們做的也許只是技術(shù)層面，但是如何將技術(shù)藝術(shù)化般融合進(jìn)手機(jī)的設(shè)計(jì)里面，還差一個(gè)手機(jī)廠商來(lái)帶頭，整合一個(gè)完善供應(yīng)鏈，讓技術(shù)普惠。
幾點(diǎn)展望
希望未來(lái)一兩年，有手機(jī)廠商嘗試采用玻璃開(kāi)凹槽的隱藏式指紋，哪怕體驗(yàn)沒(méi)有現(xiàn)有的好，但是這個(gè)舉動(dòng)是指紋技術(shù)公司的希望所在。
未來(lái)三年，蘋(píng)果做出可隱藏式的指紋，代替現(xiàn)有的實(shí)體Home鍵，并加入Force Touch功能，跟taptic engine協(xié)作，模擬出真實(shí)的按鍵反饋（參照Mac的觸控板）以彌補(bǔ)隱藏式指紋在體驗(yàn)上的不足。
未來(lái)五年，超聲波指紋能夠做出全屏幕的指紋觸控方案。
未來(lái)八年，迎來(lái)真正的全屏幕隱藏式指紋識(shí)別普及。
看完全篇，可能有人會(huì)問(wèn)，為什么沒(méi)有提到超聲波指紋？
是的，超聲波指紋的技術(shù)跟現(xiàn)在普遍的電容式識(shí)別的指紋技術(shù)不一樣，在手機(jī)上的研究也遠(yuǎn)遠(yuǎn)晚于電容式，可以看到的新聞，都是高通單方面的宣傳?？蓪?shí)際上幾年過(guò)去了我才在前不久一款新出的手機(jī)上體驗(yàn)了超聲波指紋，樣子跟現(xiàn)有的后置指紋并無(wú)二致，而實(shí)際用下來(lái)的效果只能用糟糕兩個(gè)字形容，跟三年前的電容式相比都沒(méi)有優(yōu)勢(shì)。
所以，超聲波是被新聞美化得很好的一項(xiàng)技術(shù)，原理上是更好做全屏幕的指紋識(shí)別，但是這是個(gè)看結(jié)果的社會(huì)，有本事就亮出來(lái)，所以還是把它列在未來(lái)八年里面吧。
本文來(lái)源于雷鋒網(wǎng)。
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