2019年中國屏下指紋市場現(xiàn)狀分析、2019年中國屏下指紋出貨量分析及預(yù)測[圖]

    屏下指紋、3D Sensing 人臉識別為全面屏趨勢下最佳身份識別趨勢。全面屏趨勢下，光學(xué)/超聲波屏下指紋識別、虹膜、2D/3D 人臉識別、聲紋識別等身份識別技術(shù)，均可替代前置電容指紋傳感方案，用于手機終端且減少前置元器件的面積。從生物特征獨特性角度，虹膜>指紋>3D 人臉，均為較為安全的方案。除理論安全值外，消費電子模組是否具有推廣性還需考慮人機交互便捷性、成本及技術(shù)成熟度。就成本及產(chǎn)品成熟度角度，光學(xué)指紋較超聲波及 3D Sensing 更具優(yōu)勢。

    四種指紋識別方案系統(tǒng)構(gòu)成

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    經(jīng)過兩代更迭， 技術(shù)成熟度高

    第一代屏下光學(xué)指紋識別產(chǎn)品， 傳感器位于 AMOLED 顯示屏下方， 以 AMOLED屏幕作為光源照射指紋表面，只需用戶直接輕觸移動終端顯示屏指定區(qū)域，指紋識別模組的光學(xué)系統(tǒng)便可將指紋反射光傳輸至屏幕下方的 CMOS 感光單元， 實現(xiàn)指紋識別。

    第一代光學(xué)屏下指紋識別結(jié)構(gòu)圖

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    第一代光學(xué)指紋識別光路原理

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    光線傳播過程中會受到玻璃蓋板、 AMOLED 顯示層、濾光片等干擾， 影響在光學(xué)傳感器上的成像， 因此如何收集并進一步識別透過屏幕的光線是光學(xué)指紋識別設(shè)計的難點，第一代光學(xué)指紋也產(chǎn)生了準(zhǔn)直層和小孔成像兩種方案：1）在 AMOLED 屏幕和感光元件之間加入一層準(zhǔn)直層，即圖 9 中黑白相間的一層板， 板上有若干個光通道，其他區(qū)域都采用了遮光材料。 準(zhǔn)直層方案下， 來自指紋的光線通過蓋板玻璃、 OLED 層以后，進入準(zhǔn)直層，過濾掉折射和散射光線，到達感光元件的光線便是準(zhǔn)直光，得到相對清晰的指紋圖像，最終識別指紋。2）由于指紋模塊到屏幕表面的距離大約 0.5mm， 準(zhǔn)直層方案得到的圖像依然相對模糊，小孔成像方案應(yīng)運而生。小孔成像方案將原先厚厚的準(zhǔn)直板替換成兩層帶有小孔的薄板，夾在中間的是透光材料。這種方案可以有效降低結(jié)構(gòu)厚度，同時也能降低折返光線的損耗，增加透光量，使得到達光線傳感器的圖像更為清晰。

    第一代光學(xué)指紋準(zhǔn)直孔方案

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    第一代光學(xué)指紋小孔成像方案

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    第一代光學(xué)指紋在解鎖速度、穿透厚度、防水、功耗等方面都有良好的性能表現(xiàn)，不過無論是準(zhǔn)直層還是小孔成像方案， 模組需與屏幕貼合，產(chǎn)品良率不高，從而損壞成本昂貴的 OLED 屏。同時，第一代光學(xué)指紋識別的 Sensor 面積較大（與指紋識別區(qū)域一樣大）， 8 寸晶圓制造的每片 wafer 產(chǎn)量大約幾百顆，成本相對較高；另外，由于需要對光線進行準(zhǔn)直處理，光學(xué)系統(tǒng)也較為復(fù)雜。

    第二代屏下光學(xué)指紋采用微距攝像頭原理， 即屏下攝像頭， 可以很好地解決第一代光學(xué)指紋的三個問題：1）作為獨立器件， 指紋模組無需再與屏幕貼合， 僅需固定在中框上， 良率大幅提升，雖然厚度增加，但是可以通過調(diào)整手機內(nèi)部結(jié)構(gòu)解決；2） 指紋識別芯片尺寸進一步縮小， 8 寸晶圓制造的每片 wafer 產(chǎn)量有數(shù)千顆，成本大幅下降，而且模組方面，一般模組廠都有傳統(tǒng)攝像頭模組生產(chǎn)能力；3） 第一代方案準(zhǔn)直孔或小孔需要有一定尺寸，保證光線進入，同時還要保證與像素點對應(yīng)， 否則影響成像質(zhì)量。 第二代方案沒有準(zhǔn)直層或小孔成像的薄板，提高像素即可提升成像質(zhì)量。

    第二代指紋識別原理圖

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    相比之下，超聲波指紋識別技術(shù) 2015 年才由高通正式推出， 由于超聲波的最大的難點在于穿透性， 比如剛性 oled 封裝層氮氣、 LCD 背光模組等都是穿透的障礙， 所以超聲波指紋目前只能搭載柔性 OLED，加上超聲波壓電材料的成本， 都是其推廣需要克服的困難。

    除了技術(shù)成熟度較高，屏下光學(xué)指紋識別技術(shù)還具備突出的成本優(yōu)勢。 超聲波指紋識別模組的價格約 15 美金左右， iPhone X 的 3D 結(jié)構(gòu)光模組僅考慮硬件成本就在 20 美金左右，目前光學(xué)指紋識別模組的價格在 10 美金以內(nèi)， 未來有望持續(xù)降低， 帶動光學(xué)屏下指紋識別技術(shù)快速滲透。

    屏下光學(xué)指紋識別方案優(yōu)勢明顯

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    面部識別為非接觸式方案，理論上體驗感更優(yōu)秀。自 2017 年 iPhone X 搭載 Face ID 功能后，3D sensing 人臉識別技術(shù)成為產(chǎn)業(yè)鏈競爭重點1。

    2018Q3 起，華為、小米、OPPO 等品牌已陸續(xù)推出 3D 識別旗艦機型，年度銷售規(guī)模上達百萬部級別。2018Q4，3D 人臉識別手機滲透率達 14%，其中 iPhone 約85%以上，iPhone2019 年新機量產(chǎn)亦為該滲透率提升主因。我們看好 3D 人臉技術(shù)及應(yīng)用趨勢，但目前成本仍較為高昂，在供給端仍有技術(shù)與產(chǎn)能瓶頸，普及進度將晚于光學(xué)指紋。

    2018Q4 屏下指紋和 3D 人臉識別迅速滲透（kk)

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    光學(xué)指紋方案供應(yīng)商、模組商等產(chǎn)業(yè)鏈均已初步成熟。2017 年 3 月 MWC 上，匯頂發(fā)布屏下指紋解決方案；2017 年 12 月，新思發(fā)布 Clear ID；2018 年初三星電子已經(jīng)獲得了屏下光學(xué)指紋識別專利。模組段，歐菲科技、丘鈦等模組廠產(chǎn)品已實現(xiàn)量產(chǎn)。屏下光學(xué)指紋必須搭配 OLED 面板，短期內(nèi)光學(xué)指紋的普及受限于 OLED 屏幕數(shù)量。目前，OLED手機屏幕主要由三星供應(yīng)，京東方、天馬、上海和輝等廠商也在布局，2018 年 OLED 手機出貨量已達 4 億只，在智能手機中滲透率約 30%2。除三星以外，國內(nèi)京東方、和輝光電、信利、國顯光電、深天馬、華星光電均在自建 OLED 面板產(chǎn)線。

    電容指紋識別產(chǎn)業(yè)鏈公司已初步完成光學(xué)指紋布局

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    2018Q4，屏下指紋手機滲透率環(huán)比翻一番，需求進入爆發(fā)期。2018 年 1 月份，VIVO在 CES 2018 發(fā)布 VIVO X20 Plus UD 版首次搭載了光學(xué)指紋方案，標(biāo)志著屏下光學(xué)指紋時代的開啟。2018 年，經(jīng)過匯頂?shù)刃酒桨干痰耐苿?，以及配合全面屏手機的差異化設(shè)計，屏下指紋成為智能手機人機交互新趨勢，推出 VIVO X21、小米 8 探索版、Mate RS 保時捷、VIVO NEX 等均為旗艦試水機型。2018Q4，全球屏下指紋手機滲透率達 6%，較前一季度翻一番，而同期中國智能手機市場屏下指紋滲透率已達 12%。2018 年 10 月， OPPOK1 定價 1599，成為全球首款光學(xué)指紋千元機。

    2019 年初，光學(xué)指紋已成為國產(chǎn)旗艦機標(biāo)配。2019 年初，已發(fā)布的小米 9、iQOO、華為 P30 等國產(chǎn)旗艦機型均標(biāo)配光學(xué)指紋，2019 年光學(xué)指紋技術(shù)將進入全面普及階段。’IHS預(yù)計2019年屏幕指紋出貨量將增至1.8億片，其中光學(xué)指紋為主；預(yù)計 2019 年全球光學(xué)屏下指紋的出貨量將達 2.8 億顆。

    屏下指紋出貨量預(yù)測（KK）

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    相關(guān)報告：智研咨詢發(fā)布的《2020-2026年中國屏下指紋產(chǎn)業(yè)運營現(xiàn)狀及發(fā)展前景分析報告》