文 | 云鵬

屏下指紋識(shí)別，似乎已經(jīng)成為了當(dāng)下旗艦?zāi)酥林卸税沧恐悄苁謾C(jī)的標(biāo)配，廠商們甚至都開始不再花費(fèi)筆墨在發(fā)布會(huì)上點(diǎn)出這個(gè)功能。

但前不久的一則消息還是引起了我的關(guān)注，根據(jù)Omdia的數(shù)據(jù)顯示，屏下指紋（FoD）傳感器2019年的出貨量相比2018年翻了將近8倍，從2950萬個(gè)增加到2.28億個(gè)。

并且許多研究機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì)，F(xiàn)oD傳感器市場(chǎng)遠(yuǎn)未飽和，出貨量還將繼續(xù)高漲，2020年可能會(huì)擴(kuò)大到4億個(gè)左右。

FoD傳感器出貨量暴漲的背后究竟是誰在推動(dòng)，而最大的受益者又是誰？有意思的是，屏下指紋火了兩三年，蘋果卻一直死守3D結(jié)構(gòu)光，而蘋果今年將要入局的傳言一直不絕于耳，F(xiàn)oD市場(chǎng)，是否會(huì)迎來大變局，還是抱緊馬太效應(yīng)大家相安無事賺的盆滿缽滿？

一、OLED盛世下的繁花

智東西近日與幾位屏幕供應(yīng)鏈人士討論FoD傳感器出貨量暴漲背后的原因，其給出的答案十分統(tǒng)一：OLED屏幕市場(chǎng)增長迅速。

這里時(shí)間要先拉到2017年，iPhone X第一次將OLED屏幕帶到了智能手機(jī)上，也正是在iPhone X上，蘋果第一次采用了“劉海屏”設(shè)計(jì)，將智能手機(jī)屏占比提升到了一個(gè)新的高度，而實(shí)體按鍵也隨之取消。

從iPhone 5s第一次將指紋識(shí)別引入智能手機(jī)，手機(jī)的安全性就一直憑借生物識(shí)別得以大幅提升，經(jīng)過幾輪迭代，人們已經(jīng)無法離開生物識(shí)別技術(shù)。蘋果自然有解決方案，他們通過3D結(jié)構(gòu)光實(shí)現(xiàn)了三維生物信息識(shí)別，安全性進(jìn)一步提升。

但由于專利封鎖和技術(shù)實(shí)現(xiàn)難度高，成本也高，安卓陣營一時(shí)間顯得有些慌亂，既要跟上全面屏的大潮，又要保留生物識(shí)別，因此背部指紋識(shí)別和側(cè)鍵指紋識(shí)別成為了初期的解決方案。

到了2018年，屏下指紋識(shí)別技術(shù)有了眉目，以匯頂為代表的光學(xué)指紋識(shí)別和以高通、三星為代表的超聲波指紋識(shí)別分庭抗禮。不過光學(xué)指紋識(shí)別憑借解鎖速度快、準(zhǔn)確度高、量產(chǎn)成本更低等優(yōu)勢(shì)成為了主流。

不過問題也隨之而來，光學(xué)指紋識(shí)別自然需要光，而傳統(tǒng)智能手機(jī)所使用的LCD屏幕由于基材特性，光線無法透過，因此實(shí)現(xiàn)光學(xué)指紋識(shí)別就非常困難，近乎不可能。相反，相對(duì)高端的OLED屏幕由于透光性好，先天就可以實(shí)現(xiàn)較為理想的屏下光學(xué)指紋識(shí)別。

2018年，經(jīng)過iPhone X的引入，OLED才剛剛在智能手機(jī)領(lǐng)域嶄露頭角，但盡管蘋果手握著進(jìn)軍屏下指紋識(shí)別市場(chǎng)的“入場(chǎng)券”，但它卻轉(zhuǎn)而采用了安全性更強(qiáng)但成本更高的3D結(jié)構(gòu)光。

由于掌握先天優(yōu)勢(shì)的蘋果的缺席，屏下光學(xué)指紋識(shí)別也就無法廣泛的鋪開。并且OLED屏幕在當(dāng)時(shí)的成本還比較高，只有在高端智能手機(jī)中才有所使用。

時(shí)間來到了2019年，三星作為小尺寸OLED屏幕的主導(dǎo)者，占據(jù)著全球超過九成的智能手機(jī)OLED屏幕市場(chǎng)。經(jīng)過多輪技術(shù)迭代、產(chǎn)線擴(kuò)張和良率提升，OLED面板的成本已經(jīng)來到了18美元左右，與LCD面板已經(jīng)相當(dāng)接近，三星AMOLED屏幕的良率更是越過了80%，看齊LCD。

另外，國內(nèi)屏幕廠商京東方的AMOLED良率也達(dá)到了65%，維信諾良率突破了70%，這些國內(nèi)廠商的加入，也進(jìn)一步讓AMOLED屏幕的成本有了更多下探空間。

智能手機(jī)產(chǎn)品無疑更能說明這個(gè)問題，當(dāng)年采用OLED屏幕的iPhone X起售價(jià)格已經(jīng)突破了8000元大關(guān)，而今天，1599元的5G手機(jī)也用上了三星OLED屏幕，成本的下降、技術(shù)的成熟無疑極大推動(dòng)了OLED屏幕的普及。

2018年OLED屏幕在智能手機(jī)市場(chǎng)中的滲透率只有23%，而僅僅一年后，這一數(shù)字就接近60%，可以說OLED屏幕在2019年的智能手機(jī)市場(chǎng)中快速攻城略地，而LCD屏幕似乎已成“明日黃花”。

要知道，以目前的技術(shù)發(fā)展水平來看，不論是光學(xué)方案還是超聲波方案，OLED仍然是屏下指紋識(shí)別模組可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)落地的唯一載體。而在這其中，光學(xué)方案占據(jù)了80%。

二、強(qiáng)市場(chǎng)需求倒逼FoD技術(shù)加速發(fā)展

2018年，F(xiàn)oD在智能手機(jī)市場(chǎng)中的滲透率僅有3%，而到了2019年，其市場(chǎng)滲透率來到了16%，出貨量達(dá)到了2.283億個(gè)。

什么概念？平均每6部智能手機(jī)，就有一部采用了屏下指紋解鎖。

僅2019年，就有70多部智能手機(jī)搭載了FoD傳感器。根據(jù)供應(yīng)鏈信息顯示，僅光學(xué)屏下指紋傳感器在2019年的平均單價(jià)已經(jīng)可以來到大約7至8美元的水平，2018年其成本還在12至15美元左右，成本近乎腰斬。

要知道，2019年一塊OLED面板的成本價(jià)格為15至18美元，而屏幕可是手機(jī)成本的大頭。一個(gè)小小的指紋傳感器的單價(jià)，已經(jīng)接近OLED面板的一半，其成本近乎腰斬的降低，無疑會(huì)極大降低智能手機(jī)廠商使用FoD傳感器的門檻。

2019年的第二代光學(xué)方案使用透鏡代替準(zhǔn)直層，在改善了圖像質(zhì)量的同時(shí)，將整個(gè)模組固定在中框上，無需與屏幕貼合，這也是其成本相較第一代大幅降低的主要原因之一。

其實(shí)上游FoD供應(yīng)商之所以開足馬力加強(qiáng)研發(fā)，促進(jìn)技術(shù)迭代升級(jí)，也是因?yàn)槭袌?chǎng)需求十分強(qiáng)勁。在2019年新推出的OLED 智能手機(jī)中，屏幕占比超過90%的機(jī)型滲透率已經(jīng)超過65%。

全面屏、大尺寸OLED屏幕、折疊屏智能手機(jī)的出貨量都在快速增長，而這些手機(jī)都對(duì)屏下指紋識(shí)別有著較高需求，只要在成本可接受的范圍內(nèi)，為了消費(fèi)者的喜愛、市場(chǎng)的買賬，手機(jī)廠商們對(duì)屏下指紋識(shí)別方案幾乎“來者不拒”。

三、匯頂獨(dú)吞一半市場(chǎng)，高通苦苦支撐超聲波

在FoD市場(chǎng)暴漲的背后，匯頂和高通無疑賺的盆滿缽滿，畢竟，僅僅這兩個(gè)人就占去了整個(gè)屏下指紋識(shí)別芯片市場(chǎng)的八成以上。匯頂更是一個(gè)人占據(jù)了57%，如果單看光學(xué)屏下指紋市場(chǎng)，匯頂?shù)恼急纫欢葋淼搅怂姆种?/p>

▲2019年全球屏下指紋芯片市場(chǎng)出貨占比（內(nèi)圈為光學(xué)屏下指紋芯片出貨占比），數(shù)據(jù)來源：CINNOR Research

從財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)來看，僅指紋識(shí)別芯片這一項(xiàng)，在2019年就給匯頂帶來了54億元的營收，同比增長達(dá)到了75%，匯頂在這一年的全部營收為64.7億元，指紋識(shí)別芯片業(yè)務(wù)占比達(dá)到了84%。

不光賣的多，賺的也多，指紋識(shí)別芯片的毛利率超過60%，這也為匯頂在2019年帶來了23.2億元的凈利潤，相較2018年翻了三倍多。

當(dāng)然，匯頂?shù)耐度胝急纫彩强捎^的，在剛剛過去的2020年第一季度，匯頂?shù)难邪l(fā)費(fèi)用達(dá)到了4.1億元，什么概念呢，一季度的營收僅為13.5億元，研發(fā)占比超過了三成，相較2019年翻了近一倍。

這樣的研發(fā)投入為匯頂帶來的是實(shí)打?qū)嵉募夹g(shù)優(yōu)勢(shì)。2018年下半年，匯頂首先實(shí)現(xiàn)了屏下光學(xué)指紋的大規(guī)模量產(chǎn)，并且得益于本土優(yōu)勢(shì)，匯頂獲得了華為、OPPO、vivo、小米在內(nèi)的國內(nèi)四家主流智能手機(jī)廠商的訂單，產(chǎn)品也得以快速落地。

▲2018年部分采用匯頂屏下光學(xué)指紋解鎖方案的智能手機(jī)

要知道，這四家也是出貨量排名全球前六的智能手機(jī)廠商，因此可以說讓匯頂在屏下指紋識(shí)別市場(chǎng)中迅速立住了腳。在光學(xué)指紋這條賽道上，只剩下神盾、思立微兩家分別以12%和7%的市場(chǎng)份額位居第三、第四。

雖然神盾近年來調(diào)轉(zhuǎn)方向積極布局大陸市場(chǎng)，但是畢竟匯頂還是先發(fā)優(yōu)勢(shì)明顯，神盾目前僅拿到了榮耀今年新機(jī)型的一些訂單。不過其今年第一季度的營收應(yīng)然實(shí)現(xiàn)了近20%的增長。

激烈的競(jìng)爭(zhēng)也免不了摩擦，思立微、匯頂、神盾在專利權(quán)上就沒少上法院。僅從2018年12月到2019年7月，涉及其三家的專利侵權(quán)案件就達(dá)7件，訴訟金額已經(jīng)達(dá)到4.54億元。有意思的是，這些案件雖已立案，但并未開庭審理。

可以看到，盡管匯頂、神盾等玩家也曾因?qū)＠麊栴}打的不可開交，但是最后大家還是可以一起分湯吃肉，市場(chǎng)漲的太快了。

相比光學(xué)陣營，超聲波指紋識(shí)別這邊就略顯冷清，僅有高通一家仍在堅(jiān)守，而目前放眼全球，也僅有高通實(shí)際具有大規(guī)模出貨的商用能力，可以說是一枝獨(dú)秀，這也一方面也因?yàn)楦咄ㄔ谛酒I(lǐng)域的積累還是相對(duì)深厚的，轉(zhuǎn)戰(zhàn)指紋識(shí)別芯片領(lǐng)域也有一定底氣。

從2018年到2019年，根據(jù)供應(yīng)鏈信息來看，三星的屏下指紋解鎖智能手機(jī)基本采用的都是高通的超聲波方案，超聲波指紋芯片出貨量大概在0.5億片左右，當(dāng)然相比三星接近3億智能手機(jī)出貨量還有很大空間，畢竟三星的中低端手機(jī)在全球范圍內(nèi)還是占據(jù)銷量大頭。

▲三星超聲波屏下指紋解鎖

超聲波屏下指紋可以穿透表皮層，探測(cè)真皮層的指紋圖像，因此可分辨解鎖對(duì)象是否為活體，理論上安全性更高，也因此不易受到污漬或者強(qiáng)光干擾，就是我們常說的，可以“濕手解鎖”。

不過由于超聲波特性，其穿透多種材質(zhì)的能力較差，需要高度貼合，只能配合柔性O(shè)LED面板使用，同時(shí)感應(yīng)超聲波的材料成本也很高，所以總體成本要明顯高于光學(xué)屏下指紋方案。

成本高也就算了，架不住三星再“送人頭”。2019年，由于軟件上的重大安全漏洞，三星S10、Note10系列可以被未錄入系統(tǒng)的指紋解鎖，雖然后來三星修復(fù)了漏洞，但是用戶和廠商心里的洞卻難以填補(bǔ)。

因?yàn)檫@些原因，在OLED的普及大潮中，光學(xué)方案仍然占據(jù)著主導(dǎo)地位，并且在繼續(xù)壓榨超聲波方案的市場(chǎng)。2019年，高通在屏下指紋識(shí)別芯片市場(chǎng)中的份額僅有25%。

四、蘋果或成最大不確定性因素

從2014年到2018年上半年的電容指紋識(shí)別時(shí)代，指紋識(shí)別市場(chǎng)其實(shí)一直被瑞典的FPC所統(tǒng)治，而在2018年，傳統(tǒng)電容按鍵指紋識(shí)別開始逐漸被屏下指紋識(shí)別取代，而就是在這一年里，匯頂成功壓過FPC，成為了這個(gè)行業(yè)內(nèi)的龍頭。

從2018年到今天，這塊市場(chǎng)一直比較穩(wěn)定，沒有較大的玩家位次變動(dòng)。隨著OLED屏幕市場(chǎng)滲透率進(jìn)一步提升，屏下指紋識(shí)別市場(chǎng)的馬太效應(yīng)似乎越來越明顯，匯頂和高通兩大巨頭一個(gè)壟斷國內(nèi)廠商，一個(gè)握手全球巨頭。

不過，我們似乎還忘了一位重量級(jí)選手，他也是真正開啟了全面屏?xí)r代，刺激安卓陣營發(fā)力屏下指紋識(shí)別的人——蘋果。

蘋果雖然是指紋識(shí)別的主要布道者，但在屏下指紋識(shí)別這塊卻遲遲不肯入場(chǎng)。從iPhone X系列推出3D結(jié)構(gòu)光之后就一直采用人臉識(shí)別的方式進(jìn)行解鎖。誠然這種方式的安全系數(shù)更高，但隨著屏下指紋在安卓陣營中廣泛鋪開，呼吁蘋果上馬屏下指紋識(shí)別的呼聲也一浪高過一浪。

尤其在今年年初，疫情爆發(fā)之后，用戶發(fā)現(xiàn)帶著口罩是無法使用人臉識(shí)別解鎖的，因此智能回到6位數(shù)字密碼的時(shí)代。雖然后來蘋果通過系統(tǒng)升級(jí)解決了這一問題，但只有面部識(shí)別的方式仍然存在著這樣的隱性弊端。

要知道，安卓陣營普遍是屏下指紋識(shí)別+前置面部識(shí)別雙解鎖方案。

隨著今年新的iPhone 12系列被不斷曝光，蘋果是否會(huì)采用屏下指紋識(shí)別技術(shù)也成為了關(guān)注焦點(diǎn)之一，如果采用，會(huì)使用光學(xué)方案還是超聲波方案？

有業(yè)內(nèi)人士表示，如果未來蘋果采用屏下指紋識(shí)別，那么很可能會(huì)采用超聲波方案，首先iPhone 12采用的屏幕80%會(huì)來自三星，而作為超聲波方案忠實(shí)擁躉的三星怎會(huì)放過這波機(jī)會(huì)？再者，超聲波方案需要搭配優(yōu)質(zhì)的柔性AMOLED屏幕才可實(shí)現(xiàn)，這樣的屏幕目前95%都來自三星。

另外一方面，蘋果一直以來都以安全為重，為此光是芯片就出到了T2。雖然超聲波的成本稍高，但對(duì)于蘋果來說，唯一不是問題的，可能就是成本。

這些蘋果相關(guān)信息的頻頻釋放，無疑讓屏下指紋識(shí)別這個(gè)原本已經(jīng)相對(duì)穩(wěn)定的市場(chǎng)又變得充滿變數(shù)起來。高通如今的寂寞堅(jiān)守能否迎來柳暗花明，還要看蘋果這一腳將邁向何方。

五、識(shí)別更廣、厚度更薄、體積更?。?/p>

目前，光學(xué)屏下指紋識(shí)別方案占據(jù)了整個(gè)屏下指紋識(shí)別市場(chǎng)近八成的出貨量，而隨著OLED屏幕的普及加速、光學(xué)方案的成本進(jìn)一步降低，許多研究機(jī)構(gòu)都預(yù)測(cè)光學(xué)屏下指紋識(shí)別可能在2020年占據(jù)近九成市場(chǎng)。

這樣快速增長的市場(chǎng)也給屏下指紋技術(shù)提出了更多的要求。進(jìn)入5G時(shí)代，智能手機(jī)的SoC、通信模塊的功耗都有顯著提升，并且攝像頭模組也增加到了五攝組合甚至更多，屏幕刷新率來到了90Hz甚至120Hz。

功耗的增強(qiáng)對(duì)續(xù)航提出了更高的要求，也就要求電池有更大電量，大電量需要更多空間，因此手機(jī)內(nèi)部各種元器件只要能做的更小、更薄，節(jié)省空間，就是手機(jī)廠商們喜聞樂見的。

目前光學(xué)屏下指紋模組厚度較大，安裝時(shí)需要與電池錯(cuò)位布置，給透鏡預(yù)留足夠的光路空間，因此會(huì)占用更多地方。

為了進(jìn)一步節(jié)省空間，各家也在想辦法。2019年，匯頂用微透鏡代替?zhèn)鹘y(tǒng)大透鏡，進(jìn)一步壓縮光路空間，從而使模組厚度從3至4毫米降低至0.3至0.5毫米，可以疊放在屏幕和電池中間，一方面提升了設(shè)計(jì)自由度，另一方面也給了電池更大空間。

另外一邊，中國臺(tái)灣設(shè)計(jì)廠敦泰與指紋識(shí)別IC大廠神盾宣布結(jié)盟，準(zhǔn)備推出三合一芯片來搶食這個(gè)市場(chǎng)。他們希望開發(fā)出能夠整合觸控、驅(qū)動(dòng)、指紋識(shí)別芯片的三合一產(chǎn)品，將屏下指紋技術(shù)實(shí)現(xiàn)于顯示面板模組內(nèi)部，從而進(jìn)一步節(jié)省空間。

雖然各家熱衷于打磨用于OLED屏幕的屏下指紋解鎖方案，但LCD屏幕仍然沒有被完全拋棄。雖然OLED會(huì)是未來的主流，但LCD屏幕低成本、高耐用性的特點(diǎn)讓然還使其有一定發(fā)揮空間，如匯頂之類的廠商也在推進(jìn)在LCD屏幕上實(shí)現(xiàn)屏下指紋識(shí)別。

▲匯頂LCD屏下光學(xué)指紋識(shí)別相關(guān)專利

結(jié)語： 中國自主技術(shù)能否持續(xù)發(fā)光發(fā)熱

屏下指紋識(shí)別技術(shù)的核心是指紋識(shí)別芯片，而在這塊市場(chǎng)中，大陸廠商匯頂無疑掌握著光學(xué)方案核心技術(shù)。華為、小米、OV等廠商的落地產(chǎn)品也證明其方案的可行性與實(shí)際效果。

隨著OLED屏幕普及的大潮還將持續(xù)涌起，屏下指紋識(shí)別芯片市場(chǎng)增長的空間仍然比較可觀，而蘋果是否會(huì)入場(chǎng)、5G時(shí)代技術(shù)的突破，都有可能讓已經(jīng)幾乎確定的市場(chǎng)再起波瀾。

屏下指紋識(shí)別這項(xiàng)中國掌握核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)的項(xiàng)目能否延續(xù)，而這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展又能否帶動(dòng)更多的國內(nèi)自主技術(shù)崛起，都是我們關(guān)注和期待的。