智能手机下一个潮流是？Synaptics：屏内指纹识别手机12个月内问世

CNET科技资讯网 3月31日 北京消息（文/周雅）：就在旧金山29日晚三星Galaxy S8问世的第二天，人机交互解决方案厂商Synaptics在北京召开了一个媒体见面会。会议刚开始，Synaptics中国区总经理卢兵就提到了三星这款年度旗舰手机的革命性外观——18.5：9的高屏占比。

今年，手机厂商会在“高屏占比”做文章

从去年小米MIX开始，越来越多智能手机相关人士讨论20：9、18：9、19：9的屏幕比例，而在过去，传统的屏幕比例是16：9。“今年将是高屏占比的元年”卢兵直言。

之所以有这样的趋势，是因为智能手机的体验在变。最初手机设计以通话为主，后发展到以短信为主，再到拍照，接下来的一个较大突破是视频和电影的体验。

手机的视频需求越大，屏幕大小、屏幕比例、分辨率就都要跟着改变。然而看似屏占比大了一点，难度却不止一点，因为占据前置位置的摄像头、喇叭、指纹识别等等不得不移除，导致整个智能手机的设计都要推倒重来。

高屏占比的前提，设计都要推倒重来

推倒重来的第一步，要先考虑内部结构。因为随着手机设计越来越薄，厂商希望把里面的器件放得越紧凑越好，留的空闲的空间越小越好，这叫做堆叠优化。市场上，5寸、5.5寸、5.7寸已经经过了5到6年时间了，中国厂商的堆叠都已经固定。然而，屏占比改变了，堆叠就要重来，内部设计的尺寸都发生了改变，比如将指纹传感器放到屏幕里面、将HOME键下面很多的器件都嵌到屏幕里面，对于手机厂商来说，全新的堆叠设计要经过5000到1万个小时去测试。

其次是UI。UI不仅涉及到手机厂商，也涉及到操作系统开发商。比如Android O到底有没有对UI有好的支持？以及厂商自己的UI有没有准备好？这关乎整体的设计。

第三步就是指纹显示区。当用户使用指纹的时候，指纹区不能盖住其他重要信息的显示。所以应用设计要有兼容性，所有设计都必须重新考虑一遍。

所以，今年手机厂商一致的最大挑战就是屏占比（也包括了指纹）。而高屏占比的前提，需要像Synaptics这样的人机交互解决方案厂商配合。

市面上，关于智能手机的设计和生产，包括三个大系统：第一个是半导体芯片平台，比如高通、联发科提供的主芯片加套片（Modem、Wi-Fi、蓝牙等整体系统级芯片）；第二个是半导体存储器平台；第三个是显示屏系统，包括屏幕上的盖板、屏幕中间的显示面板、触控和显示驱动。当然，放在屏幕上的还有摄像头、指纹识别。

高屏占比，靠的是显示屏系统。Synaptics在显示屏系统领域是走在前列的，业务覆盖触控控制器、显示驱动器、触控和显示集成（TDDI）、Touchpad（触摸板）系列和生物特征识别技术。

据卢兵透露，Synaptics每年提供的芯片有11到12亿颗，其中80%（约有9亿颗芯片）用在了智能手机上。而在PC端的触控板方面，Synaptics目前占有70%的市场份额。比如三星显示在中国的驱动大部分来自于Synaptics，OPPO所有高端手机的触控都是由Synaptics提供，联想主流电脑系列的触控板几乎都是来自于Synaptics。

除了智能手机，Synaptics的技术还应用到PC、平板电脑、车载、电冰箱、洗衣机、智能手表、电脑外围设备等等。车载应用上，在方向盘的位置，可以使用触控控制器，也可以加入指纹识别。这里指纹的功能主要是用来识别谁在开车，自动给驾驶人员提供个性化设置。

“今年、明年、后年，整个触控产品在车载上有比较大的爆发。”卢兵举例，宝马有一个概念车，把导航放在了前挡风玻璃上，成为了一个显示屏，Synaptics也有类似案例。

全面屏推动“屏内”指纹识别技术普及

正如上文所说，高屏占比条件下，指纹区不能盖住其他重要信息的显示。而三星几乎踩到这个雷区。

尽管Galaxy S8的外观好评如潮，双曲面屏、无物理Home键、无边框设计的确让业界眼前一亮，但相对应的，与Home键合一的指纹传感器只能被放到后面，接近与后置摄像头位置，这样会造成一个无法避免的弊端：用户指纹识别可能误触摄像头盖板。

说到这里我们先普及一下指纹识别在智能手机中的成长。卢兵说，未来指纹识别在高端机会是100%的采用，低端机是65%，数字还会再涨，未来指纹会是手机的一个标配。

手机的指纹识别包括按键式指纹识别、under-glass（玻璃内层）指纹识别和in-display（屏内）指纹识别。

按键式是过去传统的技术手段，随着全屏时代到来，按键式会放到手机后面去，就如Galaxy S8。

第二种是under-glass。今年机身的一个设计趋势是开始用玻璃材质，原因还是高屏占比，这时候，如果手机后面是金属材质的话会很难看，让人感觉没有一体性，而且高屏占比的下一个阶段就是可折叠的，如果是金属的话实现起来就会非常困难。所以，很多旗舰手机都采用了玻璃材质。这时候，当机身后面是玻璃材质的时候，再放置指纹识别芯片比较麻烦，一个是成本比较高，良率也比较差，更重要的是不防水。所以就有了under-glass这个方案。

但是，“最佳方案肯定是藏在屏幕里面（in-display）。未来3到5年内，无论是什么手机，屏内指纹是大的趋势。”卢兵说道，目前主流的指纹技术方案主要三种：电容指纹、超声波指纹、光学指纹，“光学技术”将成为实现屏内指纹的方向。”

要实现屏内指纹，指纹芯片需要穿透很厚的屏幕。而目前电容指纹穿透性仅在350um左右，远远达不到要求。另外，第一代超声波指纹芯片，信号穿透厚度在500um左右，第二代800—1000um左右，这也不够。不过未来这技术还将发展。目前成熟的方案仅有光学指纹，能达到1300—1500um穿透厚度。

除了穿透性，光学指纹的优点还有，不容易留下划痕，因为它本来就是玻璃。防水也比较好，防静电比较好，湿手指比较好，因为被玻璃隔开了。

电容式指纹和光学指纹两者的优缺点是对应的。电容式指纹的弱点在于，就是当手指是湿的时候，效果比较差，光学指纹正好相反，有没有水都没关系，因为光学是成像的。电容式指纹也有一个优势，当手指很干的时候没有问题，因为它是用电的，可是光学指纹就有困难了，因为手指上的波峰和波谷的区别不是特别大，成像就会比较困难。

当然，两种方案都同样面临的一个困难，就是假手指。电容式指纹面临的困难是用塑胶来模拟手指的假手指，光学指纹面临的挑战是手指的2D的图像，也就是拍照得到的图片。

但是从Synptics现在开发的情况来看，基本上已经解决了光学指纹的弱点和困难，主要通过光学处理。从Synptics最新的测试结果来看，光学的防伪方案可以做到跟电容式接近，甚至更好。

卢兵说，针对屏内指纹技术，Synaptics 内部分别有两个团队，分别研发超声波、光学两种方案。目前光学团队更早一点。

搭载Synaptics的“屏内指纹”手机将问世

Synaptics光学指纹从3年前开始研发，目前有Under-glass和In-display两种指纹识别技术，已经进入量产阶段了。

去年12月，Synaptics发布了一款光学指纹传感器Natural ID FS9100，这就是一颗Under-glass指纹芯片。据悉这款芯片可透过1mm的完整盖板玻璃完成高分辨率扫描，并实现简洁、无需按键的工业设计。

这次会上，Synaptics扩大了Natural ID产品组合，发布全新Natural ID FS4600屏内光学指纹传感器系列，面向主流和入门机型提供高性能、便捷、安全的生物识别。

FS4600光学指纹识别产品系列支持方形、圆形、椭圆和细长矩形设计，可集成在设备正面、背面或侧面，机身表面无需开孔，增强一体化更美观。

OEM厂商可以将指纹传感器集成在各种涂层工艺的机身之下，包括聚合材料、陶瓷或玻璃。传感器的增值特性包括对两颗0D虚拟按键、压力感应以及滑动手势的支持。

此外，FS4600还集成业界领先的Synaptics SentryPoint安全套件，提升指纹识别的安全性与保密性。

据卢兵透露，FS4600指纹传感器预计2017年第二季度出样，2017年第三季度实现大规模量产。

现场，Synaptics高级战略市场经理杨晓晔带来了目前业界第一款Under-glass光学指纹传感器演示。不难看出，在平整的手机玻璃盖板上，仅有一个指纹提示区域，当手触碰到指纹区域时，会有LED亮点，这时候传感器就可以识别指纹，实现辨别与解锁。

卢兵表示，Synaptics第一代“屏内指纹”是在特定区，手机厂商在设计时可以选择指纹识别在任意地方，但是设计定之后指纹就必须在一个地方。下一代产品可以实现在任何区域，这个产品大概还需要一点时间，目前除了识别面积因素外，最主要的还是要考虑成本问题。

在屏幕材质上，Synaptics第一代“屏内指纹”只能用在OLED屏上面。不过，卢兵表示，Synaptics也正在做玻璃屏的方案。

此前，业界有传闻三星Galaxy S8一开始是将指纹内置到屏幕内的，但是最终放弃了。这也说明“屏内指纹”技术目前还不成熟。

不过卢兵称，12个月内搭载Synaptics的“屏内指纹”芯片手机将问世，而且到2018年，“屏内指纹”会是旗舰机的标配。

标准建立之后，拉响价格战

当提到Synaptics的技术优势时，Synptics的价值主张是模块化设计。

卢兵介绍，做法是把芯片拉大，放置在手机的主控板上，把指纹感应区域与指纹控制器分离。随着时间的推移，手机越来越薄，模块化优势就体现出来了。

这是Synaptics的专利。卢兵称，把指纹感应区域与指纹控制器分离的做法有一个好处，可以只改变其中一个的尺寸而不用变另一个。另外，由于采用分离技术，手机能做到更薄。还有就是耐用性，传感器其实是比较坚强的，可以用玻璃的传感器也可以用TFT（Thin Film Transistor，薄膜场效应晶体管，指的是主流显示设备），可是芯片是比较脆弱的，而分离式的方式，可以把这颗芯片放到里面去保护起来。

“模块化我们已经做了五年，在分离式技术方面我们有大量的专利，未来其他的手机如果要采用分离式指纹设计，肯定是需要跟我们合作的。”卢兵表示。

而任何一个行业，产品的演进有两个思路，一个是技术继续提高，第二个是成本的下降。伴随着手机指纹识别技术的快速普及，价格战也随之而起。一年前整个指纹的模组大概是6美金，今天已经低于3美金了，也就是说一年之内跌了一半。卢兵认为再过12个月还要再跌一半，成本会大幅度地下降。　　

Synaptics的策略是追求成本上的优化，使用新技术降低成本。Synaptics模块化产品已经进入了第二代了。卢兵表示，在12个月之内，Synaptics的第三代产品就会出现在市场上。