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一、屏下式指紋辦識發展現況

根據市調單位統計顯示，2019年全球屏下指紋手機出貨量大約為2.0億支，年增614％，其中光學屏下指紋辨識市占率達75％，主要品牌OLED手機屏下指紋已經成為標配，滲透率高達90％以上。預估至2024年，整體屏下指紋手機出貨量將達11.8億支，年複合成長率達42.5％。

屏下指紋技術主要包括光學和超聲波兩種方向，光學屏下指紋占整體出貨量的75％，主要是因為第二代光學方案使用透鏡，改善了畫素品質，將整個模組固定在中框上，無需與螢幕貼合，大大降低了模組成本。透鏡方案的光學指紋藉由較低的成本推動了整個屏下指紋滲透率在2019年得以快速增長。

2020年是全球動盪不安的一年，因為Covid-19的影響，社交距離成為時下最熱門的詞語，戴上口罩也變成全民運動。人們被迫改變生活習慣，在既有的模式下引入新的變化，其中一項是手機使用者每天進行無數次的行為，就是人臉辨識解鎖手機，但現在卻遇到了戴上口罩難以辨識的問題。

Apple 在2017年推出具有Face ID的iPhone X後，等同宣告臉部辨識將取代指紋辨識作為手機解鎖的主要或唯一管道。然而在病毒肆虐下，將口罩取下進行人臉辨識可能使得自身暴露在極大的風險中，多次人臉辨識失敗後，只好使用密碼輸入解鎖，並且開始懷念起被遺忘的指紋解鎖。

實際上，指紋解鎖可能被消費者淡忘，但廠商並沒有遺棄這項生物辨識技術，反而在臉部辨識技術大紅大紫之時，積極發展屏下指紋辨識技術，讓使用者可以在全屏且無實體鍵的手機上，也能利用指紋觸碰螢幕解鎖手機。屏下指紋辨識[註1]也是透過指紋進行使用者身份辨識，但不同以往將感測器設置在手機背面或是實體Home鍵上，而是將感測器放置在螢幕下方，透過光學辨識或超聲波（ultrasonic）辨識技術讀取指紋。

超聲波屏下指紋辨識的主要代表廠商為高通（Qualcomm），光學式屏下指紋辨識陣營除了主要代表廠商匯頂科技（Goodix）外，還有阜時科技（Fortsense）、籮箕（OXI）、思立微（SILEAD）以及台灣的神盾（Egis）與敦泰（Focaltech）。除了前述IC設計公司外，供應鏈上的各大廠商勢必不會錯失這塊大餅，鏡頭廠商歐菲光、新鉅科、面板廠京東方、以及各大手機品牌商蘋果、三星、OPPO、小米、OPPO、華為等，都已在煙硝升起前割據一方。

二、屏下式光學指紋辦識技術

蘋果於2018年9月26號申請的美國發明專利「Shortwave Infrared Optical Imaging through an Electronic Device Display」（U.S. Patent #. US20200097695）透漏了蘋果可能會將飛時測距（Time of Flight，ToF）所使用的短波紅外線應用在未來iPhone的屏下指紋辨識。在這篇專利中，影像辨識感測器是放在面板下方。如圖7所示，顯示器堆疊400包括外保護層402、畫素層404、視場角（Field of view ，FOV）過濾器408、光感測堆疊410、薄膜電晶體層412、以及泛光（floodlight）波導414。當手機感應到使用者手指406觸碰手機的外保護層402時，發光元素416發射短波紅外線（波長介於1100奈米至3000奈米），透過波導414經由泛光孔418穿透畫素層404空隙照射使用者手指406，反射的短波紅外線由視場角過濾器408導引至光感測元件410a以進行指紋識別。

美國專利號US20200097695專利解析

工研院材料與化工研究所近年來建立了完整的光學模擬設計與檢測驗證的能量，可依據不同應用情境來選擇合適的光學模擬軟體進行設計分析，並針對不同光學特性參數選擇檢測設備，以完整建立分析模組和材料資料庫。在材化所光學模擬能量中，可依據不同形式的光學生物辨識進行模組建立與分析，分為內全反射式成像模組、鏡組成像模組與微光學成像模組。

工研院材化所光學生物辨識模擬技術能量

三、屏下式光學指紋辦識未來趨勢

超聲波屏下指紋目前是高通獨家供貨，主要供應給三星。2019年高通超聲波屏下指紋辨識方案出貨約0.5億片，市占率約25％。超聲波可以穿透表皮層，安全性更高，且不易受污漬或者強光干擾，而且不需要考慮光學設計，因此模組厚度可以做到非常薄。但超聲波無法穿過真空，玻璃厚度太厚會降低辨識效用，必須與螢幕貼合，只能用於薄膜封裝的可撓式OLED面板，總體成本也高於光學屏下指紋辨識。
CINNO Research預估，隨著OLED手機的加速普及，預計至2024年，OLED屏下指紋手機出貨量將增長至約9.8億台，年複合成長率達37％。雖然LCD結構相比OLED更加複雜、透光性更差，屏下指紋開發難度高，但由於LCD面板在手機市場占比仍在6成以上， LCD屏下指紋開發成為光學屏下指紋廠商成長的一大動能，2020年有望成為LCD屏下指紋量產上市的元年。CINNO Research預估，至2024年，LCD屏下指紋手機出貨量有望成長至約1.9億支。

四、屏下式光學指紋辦識相關供應鏈
1.敦泰 (3545)
2.新鉅科 (3630)

五、參考文獻

1.Wispro
2.美國專利局
3.工研院產業研討會
4.材料世界網

投資有風險，理財需謹慎。

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