春季新机集体抛弃3D人脸识别，2D人脸识别缺陷明显

01春季新机集体抛弃3D人脸识别

2019年的巴展前后,很多大品牌的Android新品旗舰手机纷纷选择在期间发布,这些新产品也至少代表了2019年上半年的Android手机风向标。不过,从目前已经发布的小米9、三星S10系列,还有采用折叠屏幕的三星Galaxy Fold、华为Mate X来看,也许是在屏占比的竞争压力下,这些Android新旗舰纷纷没有选择支持3D人脸识别功能。另外,值得一提的是,很多即将发布的手机产品,单从外观上来看,也普遍采用了水滴屏的设计,这也间接宣告其支持3D人脸识别的几率甚微。

然而在去年的同期,对于3D人脸识别,或是3D人脸识别的衍生应用,Android手机厂商们还是采取了积极跟进的态度。例如,在三星S9产品中,尽管依旧采用2D人脸识别,但却采用了新的识别方案,通过整合人脸、虹膜识别功能,在新的硬件帮助下可以进行更精确的识别,并跟进推出了AR Emoji的应用。然而,三星今年受限于挖孔屏的限制,在S10系列中把虹膜识别功能也进行了舍弃,在人脸识别的道路上基本属于有退无进。

022D人脸识别缺陷明显

如果Android手机厂商因为对于更大屏占比的追求,准备在今年放弃在3D人脸识别上的努力,那么Android手机在人脸识别的功能上仿佛一下又回到了几年前的水平。已经有测试表明,由于没有采用先进的人脸识别技术,小米9通过照片就可以完成解锁。也就是说,回到普通人脸识别技术的Android手机,已经让人脸识别的安全性大大折扣,回到了这项技术应用在手机初期时通过照片便能被欺骗的水平。

2D人脸识别除了在安全性上很难有保证外,在苹果已经开始逐渐培植3D人脸识别在iOS应用中的生态的情况下,将会使Android人脸识别类应用的用户体验出现明显落后。例如,同样是个人3D画像表情包的生成,此前iPhone生成的画像就会比Android手机生成的与用户本人更相像,原因就在于iPhone的3D结构光可以捕捉更多的人脸信息,最终让成像更加立体。另外,以小米8 探索版为例,尽管支持了3D结构光,但手机的人脸识别支付功能却并未实现,让所谓的“黑科技”在应用上仅停留在解锁阶段。

3D人脸识别也让一些商家看到了通过应用进行营销的机会。奢侈品牌GUCCI在去年为了配合该公司推出的印有波士顿梗狗样式的挎包和服装,专门在GUCCI应用中加入了Animoji功能,用户可以在应用中与名为Bosco和Orso的两只虚拟狗通过Animoji进行玩耍,并把表情分享给其它人。当时,此举也迅速拉动了GUCCI应用的下载量,并增加了配套商品的曝光率。但是,如果想与狗狗玩耍起来,在当年如果你没有iPhone X就无法正常使用。

033D人脸识别与屏下指纹都是成本大户

实际上,消费市场也在期待着手机可以同时支持屏下指纹识别与3D面部识别,这样手机的生物识别的便利性可以得到巨大提升,一方面在下雨,手指潮湿的情况下,使用3D面部识别便可以解决问题。同时,遭遇到雾霾天气,佩戴口罩时指纹识别也能快速解锁。

但另一方面,无论是3D人脸识别,还是屏下指纹识别目前都在手机BOM成本中占据重要位置,间接影响到了手机的最终售价。在三星S10+的拆机成本中,6.4英寸的Infinity-O超感官全视屏(含超声波指纹组件),价值86.5美元,是整部手机中最贵的组件。上一代S9+的屏幕组件成本为72.5美元。

而3D人脸识别的成本也并不便宜,去年同期成本问题就成为Android手机选择是否采用3D人脸识别技术时的一个选择难题,当时如果如果想采购相关3D传感器,来达到与iPhone X的Face ID相同的效果,那么成本可能高达人民币200至300元。对于Android手机的定价来说,无疑将会产生较大影响。

另外,为了配合生物识别技术,手机的SoC中也开始通过加入NPU来提高识别的智能化,例如与Face ID同期在iPhone X的A11芯片中新增的神经网络功能。这也同样意味着手机成本的增加。当然,NPU的加入也为手机的其它功能增加了更多AI特性。

目前,从Android系统本身来看,谷歌将在Android Q中已经加入了对3D人脸识别的原生支持,同时还会允许用户使用面部识别来进行授权购买和开启应用。显然谷歌并不想让3D人脸识别在Android阵营中成为缺失的功能。预计Android Q在今年下半年预装在新发布的手机中,届时在系统上具备3D人脸识别原生支持的Android新机,不知能否迎来该技术的回归。

04屏下指纹强势登场

2019 年开春,折叠屏手机在三星、华为 MWC 的接力发布会下风风火火登场,然在该商机“兑现”前,真正达到“人手一机”的是全屏手机的机率高,三星 Galaxy S10 采用高通的超声波指纹辨识技术来势汹汹,另一门派光学式的势力也不遑多让,估计今年光学式芯片出货量将年增 5 倍达 1.5 亿颗,这巨大诱惑已让芯片设计公司上演一波激烈厮杀战,甚至延烧到台积电、三星两大巨头身上。

指纹辨识技术分为电容、超声波、光学式三种,电容式是传统用的指纹辨识芯片,而全屏手机需要的屏下指纹辨识技术则是超声波和光学式两种,超声波技术是由高通主导,光学式技术供应商有神盾、汇顶、思立微等。

(图源:pixabay)

三星 2019 年在全屏手机上的火力全发,也引发供应商大震撼。为了这一张三星“大补单”,神盾、汇顶是厮杀激烈,传出神盾为了这一战能赢得彻底,除了在技术上卯足全力外,更首次尝试转单到三星投片,不过是针对既有的旧技术电容式芯片,并非新产品光学式芯片。

业界透露,神盾今年新开案的电容式指纹辨识芯片,将首度从台积电的 8 吋厂转单到三星投片,一方面为了建立与三星更紧密的合作关系,另一个原因也是考量三星的 8 吋厂投片价格远低于台积电,以成本规划为前提,做出这样的投片资源重新分配动作。

为何一颗小小的屏下指纹辨识芯片会引爆供应商之间如此激烈的腥风血雨?

根据业界预估,2019 年屏下指纹辨识芯片的出货量将从 3,000 万颗暴增至 1.5 亿颗,这是 5 倍数量的增长,在价格方面,单芯片价格将对半砍到 2~ 2.5 美元左右,意思是说,价格减少 50% 换来 5 倍出货量的增加,这是产品迈入巨量爬坡期的正确讯号。

与传统电容式指纹辨识芯片不同的是,神盾等芯片业者在光学式芯片出货的方式上,是以“模组”出货,内含芯片、镜头等零组件解决方案,因此整体出货平均价格会较高,毛利率看似被稀释,但当中的单芯片毛利率其实十分诱人。

市场预估,2019 年三星将推出 3~4 款内含光学式指纹辨识芯片的机种,关键第一款是 A50,这会是三星 2019 年上半年最重要的机种之一,估计出货量约 1,400 ~1,600 万支左右,其指纹辨识芯片由神盾独家供应。

三星后续内含光学指纹辨识芯片的机种还有 A70 和 A90 两款,要密切观察是否由再度由神盾独家全拿,因为另一大劲敌汇顶也积极送三星认证,分食三星这一波大订单。

经过三星大单的“体质大改造”,原本是以电容芯片为供货主力的神盾,估计 2019 年起,光学式指纹辨识芯片的出货量将飞快攀升,预计年底达到 60~70% 营收比重,成为一家屏下光学式指纹辨识芯片的关键供应商。

(图源:pixabay)

除了三星,光学式指纹辨识芯片的另一大战场是国内四大品牌手机大厂华为、vivo、OPPO、小米,这一块的出货量也相当诱人,上演捉对厮杀戏码的供应商是原班人马,就是神盾和汇顶。

从传统电容式指纹辨识芯片起,大陆品牌手机大厂订单都是汇顶的天下,延续到 2019 年新势力的屏下光学式芯片,也是由汇顶主导大陆品牌手机市场,但 2018 年发生了一件轰动科技业界的事件,手机厂开始重视第二供应商的角色。

2018 年 9 月,手机大厂 OPPO 一封给供应商的警告信被揭露,内容提到 OPPO 的指纹采购团队与汇顶就第二代光学芯片沟通时,汇顶承诺批量供货,但之后却把承诺供货的时间延后三个月,造成公司巨大损失,因此禁用汇顶产品长达五年。

该消息一出,业界即揭露汇顶延后 OPPO 供货的原因,是因为优先供货给其竞争对手 vivo,才会引发 OPPO 勃然大怒下令封杀,且发信给供应商作为警告。

之后汇顶紧急出面灭火,公开对 OPPO 致歉才平息这一场芯片商与客户的擦枪走火的火爆戏码。然而,加入第二供应商作为制衡的手段,更加成为各品牌手机大厂之必要策略,原本让汇顶守得稳稳的四大手机品牌大厂订单,开始出现一个破口,最先有机会一举攻入的芯片供应商是神盾。

另一家光学式指纹辨识芯片供应商思立微,则是从 2018 年起就屡屡遭受汇顶的侵权大刀压制。

汇顶先是起诉思立微侵犯其两项指纹辨识相关的发明专利,以及一项实用型的专利后,2018 年底再度控告思立微侵犯其三项新专利,分别为一项屏下生物特征识别装置专利,以及两项屏下生物特征识别装置和电子设备专利,具体专利应用在屏下光学指纹产品上,要求赔偿金额为 1.5 亿元。

思立微随即反控汇顶也侵犯其三项相关专利,求偿金额 2.4 亿元,目的是制止这种以专利阻止商业拓展的行为。

这样你来我往的专利诉讼火热上演,也透露着该产业隐含商机庞大,既得利益者会采取各种手段来阻止竞争对手进入,未来在光学式指纹辨识领域上,除了技术门槛不低外,专利恐怕会成为所有新进者的一个巨大挡路砖。

对于晶圆代工业者而言,指纹辨识这颗小小的芯片从零到爆量喷发,也算改变了一页半导体制造史。

从 8 吋晶圆厂进入 12 吋晶圆厂世代后,8 吋厂早已不再是镁光灯焦点,对比 12 吋厂工艺技术的高、大、上形象,8 吋厂是低阶、成熟工艺的代名词,但近年来 8 吋厂产能摇身一变成全球大热门,这把火可以说是从指纹辨识芯片这颗小小的芯片烧起来的。

一颗指纹辨识芯片的面积要覆盖手指大小,可以想象它不会说颗太小的芯片。

尤其是最初技术发展的阶段,一片 8 吋晶圆根本切割不了几颗指纹辨识芯片,足以推想其消耗 8 吋晶圆数量之大,遑论全球将近 15 亿支的智能手机,就算只有部分机种要导入指纹辨识芯片,对于 8 吋厂的需求数量之大,是十分惊人。

最初的指纹辨识芯片几乎 100% 在台积电生产,因此吃掉台积电 8 吋厂大部分的产能,之后陆续转单到世界先进、联电、GlobalFoundries 等晶圆代工厂。对于代工厂而言,该产品也是颇有门槛,不磨个几年技术是不会成熟的。

再者,象是苹果的指纹辨识芯片需要较复杂的功能,台积电也率先将其产品导入 12 吋厂生产。

早期是传统电容式的芯片引爆追逐战,新一波战争将由屏下指纹辨识芯片启动,带动芯片设计业者的厮杀,也引爆晶圆代工厂的争食,这一轮最大赢家仍是台积电,只是三星利用自家品牌手机的优势,打开进入指纹辨识芯片代工之门,可以预见一场腥风血雨之战已经迎面而来。

原文标题:触控 | 3D人脸识别遭安卓厂商集体抛弃,三星台积电或现屏下指纹争夺战

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