屏下指纹识别：服务于全面屏概念的全手动化解决方案

全面屏概念一经提出便迅速占领了手机市场，目前仍使用“HOME键电容式指纹解锁”设计的新款手机已经较为少见了。全面屏提供了更完整的视觉效果，一定程度上提升了手机的外观。同时，更大的屏幕也会带来更科学合理的分屏，这一切都为用户带来了更好的使用体验。全面屏概念之所以火热，还是因为手机用户的需求推动了手机厂商的研究及生产方向。

全面屏概念催生屏下指纹解锁方案

全面屏即正面都是显示区域，在这种情况之下要解决手机解锁问题有三个方案：面部识别、背部指纹和屏下指纹。在这三种方案中，背部识别会破坏手机背面的整体效果，也不大符合习惯HOME键解锁用户的使用习惯，预计只会被低端手机使用，可能会逐渐被淘汰。而在目前的技术水平下，使用面部解锁时，要尽量避免强弱光、握持角度和遮挡的影响，要保持正确的姿势，还要专心的看着手机，使用不够便捷。相比之下，屏下指纹既可以取消 Home 键，又符合用户传统的操作习惯，有望成为当前全面屏旗舰级的标配。

全面屏手机最早由夏普公司于2013年推出，但直到2016年小米MIX的出现才把全面屏推进了广大消费者的视野。虽然受到消费者热捧，但这款手机实际并未量产。但全面屏此后成为手机行业的重要卖点，并由Vivo在2018年发布第一部搭载了屏下指纹解锁并实现量产的手机—Vivo X20Plus。

光学方案为屏下指纹识别的主流选择

在实现屏下指纹识别的三种方案中，超声波性能最佳。但超声波穿透力不足，只能适用于柔性OLED屏幕。而每块柔性OLED屏幕比普通硬屏价格高60美元以上，这使得超声波方案难以成为将来的主流选择，预计只会在一些高端全面屏智能机上应用。

电容方案在实际使用中在安全性等方面有难以克服的困难，预测将来即使量产也只能运用在中低端LCD全面屏手机上。

而光学方案以光学系统为基础，虽然在解锁速度、功耗和抗干扰能力上略有不足，但由于应用已久，产业链比另外两种方案更成熟。另外，由于光学方案量产的经济效益更高，各大厂商已有一些解决方案。预计将来光学方案会成为屏下指纹解锁的主要解决办法。

光学方案产业链

自2018年第一部屏下指纹识别手机量产以来，这种搭载新型解锁方案的手机的市场渗透率越来越高。预计2019年屏下指纹识别手机的出货量将达到2亿部以上，大约是2018年的6倍。

Principle of fingerprint recognition under optical screen

根据光学屏下指纹的原理，整个识别模组的重要的配件有算法芯片、滤光片、传感器，而其中最具有科技含量的是算法芯片，目前领先的厂商为美国新思和中国的汇顶。

Industry chain and leading enterprises

根据今年发布的几款屏下指纹识别手机来看，屏下指纹识别模组的价格在不断下探。今年3月vivo发布X21，其屏下指纹识别模组由汇顶和新思供应，当时屏下指纹模组的成本在15美金左右；而魅族发布的16th，其屏下指纹芯片由新思独供，指纹模组的成本价格在17美金左右。

当OPPO发布的R17系列时，指纹模组的出厂成本已下调至8-9美金；而9月vivo发布的X23，其屏下指纹方案由汇顶独供，指纹模组由丘钛科技一供、欧菲科技二供，其指纹模同样下降到8-9美金。这将对指纹模组厂商的收益造成严重打击，尤其是后续市场因为恶性竞争报价可能低至2美元。不过这对汇顶科技和新思这些提供解决方案的公司打击较小。

汇顶科技

汇顶科技扎根于中国深圳，是一家基于芯片设计和软件开发的整体应用解决方案提供商，目前主要面向智能终端、物联网及汽车电子领域提供领先的半导体软硬件解决方案。汇顶科技的产品和解决方案已经广泛应用于华为、OPPO、vivo、小米、一加、Google、Amazon、Samsung、Nokia、Dell、HP、LG、ASUS等国际知名品牌，是安卓阵营应用最广的生物识别解决方案提供商。

Most mobile enterprises cooperate with GOODIX

2019年以来，各品牌已发布数十款手机，旗舰机型大多采用光学指纹方案，汇顶在国内手机厂商的供应商中具有垄断性优势。今年最具有标志性的事件是其与华为合作推出的Mate20 X 5G，汇顶科技提供了创新指纹和触控方案。

自屏下指纹识别手机热销以来，汇顶科技的总营收在2018年内持续上涨。但2019年，汇顶科技的营收和毛利润均出现了负增长。

GOODIX experienced a decrease in 2019Q1

一部分原因是另一种生物解锁方案，即更自动化的人脸解锁方案正随着科技进步不断完善。如果人脸识别技术的使用便捷性问题被解决，且能通过大量生产压缩成本并降低售价，那么屏下指纹解锁方案的市占率将大幅下降。

另一个原因是超声波屏下指纹解锁的发展。超声波屏下指纹解锁方案比光学屏下指纹解锁方案使用感更佳，目前三星搭载的即是超声波解锁方案。如果手机品牌的旗舰产品都选择搭载超声波方案，预计光学屏下指纹解锁方案的市占率会出现较明显的下跌。届时，汇顶科技如果没有可以匹敌超声波方案使用感的光学方案，又没有自己的超声波方案，其市场地位将被动摇。

对比2018年的最后一个季度，进入2019年后汇顶科技的科研经费环比收缩35.6%，这对于日新月异的科技产业来说是一个较为危险的信号。

R&D expense only takes 25.4% of 2019Q1’ costs