超声波指纹识别钢化玻璃保护膜项目的可行性研究报告.docx

超声波指纹识别钢化玻璃保护膜项目的可行性研究报告.docx

《超声波指纹识别钢化玻璃保护膜项目的可行性研究报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《超声波指纹识别钢化玻璃保护膜项目的可行性研究报告.docx（6页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

超声波指纹识别钢化玻璃保护膜项目的可行性研究报告

超声波指纹识别钢化玻璃保护膜项目的可行性研究报告

一、项目实施的背景与意义。

1、国内外产业现状

作为超声波指纹识别技术的坚定推动者，高通对于超声波指纹识别的推动是有目共睹的，三星、华为、小米等国内外手机大厂都有采用过高通的超声波指纹识别方案。

不过，自2019年年初以来，高通的超声波指纹识别技术也遭到了一些质疑。

早在2019年4月的时候，采用高通超声波指纹识别的三星S10系列就被爆出，容易被3D打印的树脂指纹模破解的问题。

随后在10月，三星S10和Note10的超声波指纹再次被爆出，贴膜或带上保护套后易被破解的安全问题，甚至被中国银行和一些支付机构认为不安全，指纹支付功能遭到暂停。

在此背景之下，高通推出了新一代的超声波指纹传感器3DSonicMax。

根据介绍，3DSonicMax支持的识别面积为20mm×30mm，即600mm²的感应面积，是前一代的17倍，能够支持两个手指同时进行指纹认证，进一步提升了安全性，此外也提高了解锁速度和易用性，并且在芯片厚度上只有0.15mm，相比目前光学屏下指纹模组的厚度要少近一倍。

基于逆向工程分析，也从高通3DSonicMax采集图像得到印证，高通似乎没有对传感器底图进行合格的处理，任由其叠加在指纹图像上。

当指纹图像的信号幅度足够大时，基于电容触屏提供的指纹接触区域信息用于前景背景分割，指纹识别算法还能以指纹信息为主进行识别。

可当指纹信号幅度减小，底图幅度甚至超过指纹，再仅基于电容触屏提供的区域分割信息的话，当然就导致指纹识别算法以底图为主进行识别了。

所以，贴在屏上的硅胶或保护膜并不是用来产生攻击图像的，攻击图像是高通版超声波传感器生来自带的。

贴膜只是使指纹的回波信号衰减，于是就像神奇的软件变脸一样，把指纹图像变成了传感器底图。

专业一点讲，靠贴膜形成图案遮挡指纹来破解电容式指纹传感器，是几何空间上的信号替换，硅胶膜破解高通版超声波指纹传感器时，是函数空间上的信号替换。

机理更高深，破解更简单，一膜解决，成本更低。

2、行业发展趋势

全世界智能手机市场呈现饱和、换机潮时间拉长，各家手机厂商希望借由创新科技带动销量的当下，要说2019年智能手机有何创新亮点能吸引消费者目光，屏下指纹识别绝对是重点。

据TrendForce旗下拓墣产业研究院最新报告，继vivo、华为、小米、OPPO之后，三星也将推出搭载屏下指纹识别方案的机种，随着各大Android手机品牌大规模导入屏下指纹技术，持续拉升指纹识别于智能手机的渗透率，预估2021年超音波与光学屏下指纹识别技术占手机指纹识别市场比重，将从2018年的3%拉升至60%。

期待未来市场渗透率进一步突破、有更大商机同时，目前市场屏下指纹识别应用，可分为传统屏下电容式指纹识别、屏下超声波指纹识别、屏下光学式指纹识别等3种系统。

（1）电容式技术成熟价格低廉移但植技术待克服

传统屏下电容式指纹识别对许多消费者都不陌生，目前除了屏下指纹识别，其他类型的商用指纹识别技术，都是利用电容式指纹识别技术。

就技术来说相对成熟，成本也更低，但想将电容式指纹识别转移到屏下，的确有不小困难，尤其较弱的穿透力是其限制。

传统电容式指纹识别要移转到屏幕下，最主要的解决方案，就是藉由传统硅基指纹识别传感器换成透明的玻璃基传感器，并直接嵌入手机LCD液晶面板，减少需要穿透的LCD液晶面板厚度，改善穿透力差的问题。

这使手指接触屏幕时，指纹识别传感器便能感知到信号，完成指纹识别。

虽然采用传统电容式屏下指纹识别，过程中屏幕不需发光。

能支援LCD液晶屏幕，使应用成本相对低廉，但因为智能手机屏幕都有一层触控用面板，可能会产生触控面板信号和指纹识别信号相互干扰，目前这问题也有待解决。

（2）超声波辨识度高价格高昂等商机

日前，移动处理器大厂高通（Qualcomm）在年度发表会，发表首款支持屏下超声波指纹识别系统的芯片，可说是为屏下超声波指纹识别的世纪拉开序幕。

韩国三星的高端智能手机将首发这款由GIS-KY业成生产，搭配高通芯片的屏下指纹识别系统，预估其他手机品牌商也将会陆续配置到高端手机。

就目前来说，屏下超声波指纹识别技术是最先进的技术。

识别过程是在手指接触到智能手机屏幕时，透过传感器向手指表面发射超声波，利用指纹表面皮肤和空气密度的不同，构建一个3D图像。

传感器接受到超声波回波讯息后，比对与存于手机的信息，达到识别指纹的目的。

由于屏下超声波指纹识别的优势，在于有较强穿透性，且抗污能力高，即使湿手指与脏污手指使用智能手机，都能完美识别。

因超声波绝佳的穿透性，还能支持其他活体检测。

透过屏下超声波指纹识别，能取得3D指纹识别图像，安全性相较其他屏下指纹识别技术都要高。

不过也因技术复杂度，成本也是屏下指纹识别解决方案中最高者。

未来或许透过量产推广，数量成长后能压低成本。

（3）光学式应用领域广泛却仅能在OLED产品使用

屏下光学式指纹识别，是目前最常为大家使用的解决方案。

不仅智能手机的应用，包括大楼指纹识别系统、企业出勤指纹识别系统等，都是采用光学式指纹识别。

主要原理依靠传感器投射出光线，之后获取光线反射绘制指纹图样，与系统内存指纹图像比对，达到识别功能。

不过智能手机使用的屏幕下光学式指纹识别系统，受限于手机体积，只能抛弃一般的光学照射系统，藉助手机屏幕的光为光源。

同时LCD液晶屏幕本身无法发光，因此支持屏幕下光学式指纹识别的产品都是采用OLED屏幕。

OLED屏幕的智能手机，像素间天生有一定间隔，能保证光线透过。

当使用者手指接触到屏幕时，OLED屏幕发出光线会将手指区域照亮，反射光线再透过屏幕像素间隙，返回屏下传感器，形成的图像再与数据库储存的资料比对分析。

屏下光学式指纹识别的优势，在于可最大程度避免环境光的干扰，甚至在极端环境的稳定性更好。

但屏下光学式指纹识别同样面临干手指识别率的问题。

此外，由于点亮屏幕特定区域，不可避免面会出现某部分屏幕易老化的问题，且屏下光学式指纹识别的功耗相对传统光学式指纹要高很多，这些都有待解决。

（4）手机应用相继投入，屏下指纹识别与脸部识别将并存

拓墣产业研究院表示，屏下指纹识别技术过往受限于良率不足，以及相关业者投入不够，让市场应用始终无法提高。

随着如vivo等手机业者对屏下指纹识别的需求扩大，让供应链相关业者正视此技术，并大量投入资源提升良率及寻求更佳的成本方案。

未来有望看到各品牌不仅在自家最顶尖的旗舰机种搭载屏下指纹识别技术，甚至于部分中、高端机种导入此技术，顺应全屏幕设计的智能手机。

拓墣产业研究院还预期，随着屏下指纹识别技术良率提升、价格逐渐亲民，将成为中端以上非苹机种的标准配备。

为提供消费者更多元的选择，预期多数品牌将同时推出具指纹识别（无论是否为屏下）、人脸识别技术（含3D与2D）并存的产品。

3、产品设计和成果对产业发展的作用与影响

目前最常见的屏幕指纹识别方案为光感屏幕指纹识别，利用光学扫描的原理对指纹进行拍照，光感屏幕指纹识别技术在原理上具备了贴膜的基础，符合消费者目前的使用习惯。

而三星S10系列则采用了全新的屏幕指纹识别方案——高通的超声波屏幕指纹识别，超声波屏幕指纹识别无论是解锁的速度还是解锁的精度都要比目前市面上的解决方案要高上一个等级，相对于光学屏下指纹来说，超声波屏下指纹具有较强的抗干扰性，即使手指上有水渍、油渍、污渍对其影响也较小。

而且超声波能够取得3D指纹，可以支持活体检测。

另外在指纹识别时，超声波指纹识别不需要像光学屏下指纹那样，需要借助屏幕的光线，而且外界强光对其也没有影响。

不过，需要注意的是超声波的信号能够穿透的介质的厚度是有限的。

比如，高通的新的超声波屏下指纹技术可以穿透800微米的玻璃，525μm的金属，也可以穿透1300μm的OLED屏。

而目前柔性OLED屏的厚度最薄可以缩减到100-200μm，玻璃盖板可以做到500μm左右，这也使得其可以实现屏下指纹识别。

但是，如果在手机屏上再加上一层贴膜，则意味着超声波信号需要穿透额外的贴膜的几百μm厚度才能识别指纹。

即使超声波的信号能够穿透到达指纹，也会对指纹图像的质量产生干扰。

对此，三星官方也表示，S10系列的超声波屏下指纹可以贴较薄的传统贴膜，但是，不兼容钢化贴膜。

因为钢化贴膜的厚度一般都有300-400μm，贴上之后，屏下超声波的信号可能无法穿透。

本产品的设计，是以解决在电子设备使用钢化玻璃保护膜后超声波指纹传感器收到的回波能量低、导致的无法获得清晰指纹图像的技术问题。

从上到下钢化玻璃保护膜依次包括玻璃层、第一胶层和第二胶层，第一胶层为OCA胶层，第二胶层为硅胶层或PU胶层，其中，从边沿到中心OCA胶层的厚度逐渐减小，相应地，从边沿到中心钢化玻璃保护膜的厚度逐渐减小。

本钢化玻璃保护膜在提高超声波指纹传感器接收到的回波能量的同时仍具有较好的抗冲击性能。

深圳作为电子信息产业的核心城市，消费电子及其零配件产业的发展将会为深圳带来巨大的经济效益与社会效益，同时也进一步提高深圳相关技术的发展水平，带动相关上下游产业不断发展，为深圳电子信息产业的发展做出贡献。

二、产品市场需求。

1、产品行业前景及发展状况

手机钢化玻璃膜生产商起初集中在日本,美国以及欧洲等工业发达国家,由于欧美工业化发展较早,PE保护膜因此较亚洲地区更早就进入对于产品的表面保护的要求,来降低由钢化保护膜生产工厂一直到市场的流通环节中,对于产品在仓储,运输,搬运,甚至陈列的过程中,所遇到的表面划伤的损失。

　　欧洲的品牌则在橡胶型胶水的深圳PE保护膜上独步全球,而橡胶型胶水的保护膜也由于它的特性,到目前为止仍然是不锈钢板,铝板,甚至部分塑胶件等后加工繁复的行业上。

而日本在无毒PVC材质和PET材质以及AR物料研制上起步较早,技术较为先进,所以,日本,韩国等国家的手机保护膜行业发展也较为迅速。

不过,目前,日韩主要生产中高端手机保护膜,而向其国外出口PET、PVC以及AR材质。

　　中国大陆作为手机消费大国,目前手机屏幕深圳PE保护膜的生产和销售较多,经过几年的发展,已经能生产出较高端的保护膜,虽距日本的保护膜还是有一定的差距,但是就目前而言,已经有完全代替韩国膜的趋势,且最近两年日本和韩国的手机钢化玻璃膜生产商已经在大陆投产或者成立了合资公司。

就我国手机保护膜的生产来讲,其主要作为一些电子材料厂、胶带厂、保护膜厂的非主业来经营。

专门从事保护膜生产的钢化玻璃膜生产商较少,因为保护膜原膜生产以及涂布工艺较为复杂,很多技术方面有待突破,以及一套好的吹膜、涂布线投资较高,所以目前真正的保护膜生产厂家并不多,能做出很好的原膜就更少了。

所以目前大部分手机钢化玻璃膜生产商仅仅停留在深圳PE保护膜的二次、三次加工阶段,在整个保护膜产业链里属于较低级阶段。

就地区分布来讲,主要分布在广东的佛山、深圳、东莞以及浙江、江苏以及上海的部分地区。

　　不过随着现今触摸屏手机的流行和对5G手机的关注,手机保护膜市场也受到更多商家的关注。

很多钢化玻璃膜生产商也开始生产高端保护膜来满足年轻人的时尚追求。

当下手机行业发展迅猛，同时也带动了相关产品经济的发展，其发展前景及市场需求十分可观，但是如何规划好该市场，使其稳重有序地发展则需社会各方力量的共同协作。

当下手机保护膜质量良莠不齐，商家也众多，因为手机膜行业的市场准入门槛较低，众多的商家也造成竞争力度大，容易形成恶性竞争，需要一个较为完善的监督管理制度，来规划管理该行业市场，商家也需主动提升自身的产品质量，迎合市场需求，发展自身品牌。

前期，国内的手机保护膜主要来源于西方国家，如今，我国也兴起了许多该行业厂家，他们利用东南亚等国家的优质原料，国内的劳动力在沿海地带形成了一定的产业规模，就广东地区来说，东莞，深圳等地占据了大概80%的市场份额，并将持续地发展。

2、公司相关产品发展状况

台技光电是一家专业生产LCD屏幕保护膜的公司。

同时也是最可靠和最具竞争力的保护膜供应商，拥有最全系列的保护膜产链、最先进的生产工艺，是行业内最权威的保护膜制造企业之一。

公司拥有先进高精密模切生产线1条，高速模切机18台，全自动保护膜印刷机1台，自动丝印机5套，精密分条复膜机5台，曲面贴合机1台，自动贴标机16台等研发生产设备，新建4000平方的中央空调万级无尘室达国际先进管理水平，且拥有自己的模具房，模具产品尺寸精准，采用日本镜面刀制作模具，保证产品边缘光洁、无毛边。

自动贴标机贴出来的产品无划伤，标贴位置整齐美观。

日生产高质量的保护膜可以达到75万片。

公司生产的产品主要有PET保护膜、钢化玻璃膜、电子产品的周边配件、电子电器产品的玻璃按键、玻璃视窗、TP盖板、电子元器件等，其中PET保护膜和钢化玻璃膜为公司的主打产品，产品的销量2016-2020年呈逐渐上升的趋势，其中主要客户有华为、OPPO、苹果、三星及日立等国内外知名厂商。

在深圳良好的市场环境当中，我司坚持自主创新，极力追求高质量产品，生产技术水平一直保持国内同行业领先水平。

通过12年的稳定快速的发展，公司的生产规模不断扩大，销售收入逐年增长，市场份额逐年上升。

公司的终端客户遍及国内外的知名厂商，包含苹果、三星、华为、中兴、OPPO、vivo等。

目前，公司销售额、知名度的综合实力，在同规模的PET保护膜、钢化玻璃膜加工行业“第二梯队”中名列前茅。

科技坚持“规范的管理，创新的产品，真诚的服务，持续的发展”为质量方针，以“诚信、务实、拼搏、进取”为理念，在钢化玻璃保护膜的研发上不断求新求变，公司产品在质量，使用寿命，综合性能，价格等重要指数与同行业相比具有较大的优势。

三、项目产品设计理念

电子设备保护膜被广泛用在智能手机、平板电脑、IPAD等，用于保护电子设备的屏幕。

目前，电子设备保护膜大致分为普通保护膜和钢化玻璃保护膜，二者都可防止电子设备的屏幕被刮花。

相比普通保护膜，钢化玻璃保护膜具有硬度高和韧性低的特点，因而具有更好的抗冲击性能，可以在电子设备掉落后保护屏幕，防止屏幕损坏。

指纹作为一种生物特征，具备唯一性，被广泛用来验证身份，并且已经被用在一些智能手机、平板电脑、IPAD等电子设备中，用于解锁这些电子设备。

指纹传感器用来采集指纹，其可分为：

接触式和非接触式。

接触式指纹传感器是将手指按压在采集窗口来识别指纹。

非接触式指纹传感器目前主要有超声波指纹传感器，它是通过发射并检测反射回来的超声波识别指纹。

由于超声波具有穿透性，可以穿透电子设备的外壳，因此，超声波指纹传感器即使设置在电子设备的外壳内也可以识别指纹，这样无需在电子设备的外壳设置指纹采集窗口，可以增加电子设备外观的美观度。

综上可见，相比普通保护膜和接触式指纹传感器，钢化玻璃保护膜和超声波指纹传感器在智能手机、平板电脑、IPAD等电子设备中的应用具有非常明显的优点。

但是，二者很难共同应用在这类电子设备上，主要原因在于：

超声波穿透钢化玻璃保护膜的能力较弱，超声波指纹传感器发射的超声波只有一小部分能够穿透钢化玻璃保护膜到达手指，而被手指反射后，能够反向再次穿透钢化玻璃保护膜返回到超声波指纹传感器的超声波就更少，这将导致无法获得清晰的指纹图像。