在 2024 年，vivo X100 Ultra、iQOO Neo9S Pro + 等机型纷纷搭载汇顶科技自主研发的 3D 超声波指纹方案，其创新架构与自研算法相结合，为用户带来了流畅且安全的解锁体验，引发了行业的广泛关注。
近期多款新机大规模采用 3D 超声波指纹方案，其中众多厂商选用汇顶科技的方案，这背后必然有着行业的深刻变革与发展。究竟是什么促使 3D 超声波指纹流行起来？汇顶科技在这一市场浪潮中又扮演着怎样的角色并提供何种支持？带着这些疑问，我们与汇顶科技指纹产品及市场负责人彭圣进行了深入交流。
屏幕演进催生超声波指纹普及，汇顶方案助力破局
屏下3D 超声波指纹在 2019年便已于手机上出现，部分手机厂商也曾跟进试水。然而，除三星外，其它品牌并未将其作为标准功能长期沿用，需求迫切性与成本成为制约其广泛应用的关键因素。
随着高端手机OLED屏幕技术的升级，如圆偏振光、LTPO、Pol-less等新技术逐步普及，屏下光学指纹的应用面临挑战。新型屏幕的透光率下降会导致屏下光学指纹识别体验大打折扣，尤其是采用圆偏振光、Pol-less屏幕时，技术冲突使其无法正常使用。在如今的高端手机市场，要提供更安全、流畅的解锁体验，超声波指纹成为必然选择。
彭圣介绍，与光学指纹相比，超声波指纹安全性更高，具备湿手、油手识别能力，且在模组技术规格上优势明显。汇顶科技的超声波指纹厚度仅 0.16mm，相较于超薄光学指纹模组的 0.3mm 和镜头式（短焦）模组的 4mm，更为轻薄。同时，超声波指纹模组能完全贴合屏幕并嵌入屏幕背面保护膜开窗区域，有效减少内部空间占用，为电池腾出更多空间。
而在技术方面，汇顶科技通过自研CMOS Sensor架构，简化模组设计与供应链工艺，成功解决了以往超声波指纹制造难度大、成本过高的问题。随着高端屏幕技术的不断普及，超声波指纹方案取代超薄光学指纹方案或许只是时间问题，短焦光学指纹方案也将逐渐被挤压至低端机型。
自研知识产权，实现技术与生产全面自主可控
汇顶科技的 3D 超声波指纹方案完全自研，拥有自主知识产权。历经三年，从0到1，每个环节都需从无到有试错摸索，数次技术迭代与方案调整，每一项成果背后都是上千次试验的积累。
正是这艰难的研发过程，铸就了汇顶方案的自主可控性。基于多年研发经验，汇顶打造出自研的 CMOS Sensor 架构，该架构专利布局全面，已累计申请超 220 件专利，无论是技术层面还是量产交付都具备优势。
在技术上，CMOS Sensor 架构将 AFE 和数字控制高度集成，相比友商方案，具备多次积分能力，可有效提升信噪比与穿透能力，优化解锁体验。在模组量产方面，汇顶首创晶圆级声学层加工，将声学层集成于晶圆芯片，使芯片成为完整的 Sensor，极大降低后端模组厂技术难度，减少供应链门槛与成本，让原本从事光学、电容指纹生产的工厂也能参与量产。此外，汇顶积极与屏幕面板厂商合作，目前已开展屏幕面板的合作验证，预计明年推出量产方案。
技术持续迭代，攻克超声波指纹痛点
在专访中，我们也探讨了超声波指纹应用中的需求与痛点。例如指纹录入，彭圣指出，若为了提升录入速度，则采用更大尺寸的传感器，势必会导致方案成本增加。
汇顶创新推出滑动指纹录入方式，在不增加成本的前提下，用一次按压旋转手指的形式，有效解决了录入速度问题，采用汇顶方案的 iQOO 13、vivo X200 Pro 等机型均支持该录入方式。
在超声波指纹可靠性方面，汇顶方案模组交付至手机厂商时，均需通过老化、高低温等严苛的量产可靠性标准，手机厂商也会对整机进行跌落、静压等相关测试，保障指纹方案性能的稳定可靠。关于贴膜解锁，得益于 CMOS Sensor 架构，汇顶方案具备信噪比高、穿透性强的优势，对贴膜兼容性更好，且汇顶还在持续优化方案，未来新品值得期待。
有人认为面部识别可替代超声波指纹，但彭圣表示，由于2D 面部识别安全性不足，3D 识别模组大且成本高，限制了其应用范围，指纹识别依然会是主流的生物识别方式。汇顶在 ToF 感知等领域积累了丰富技术经验，并会持续关注相关技术的发展。
通过与汇顶科技的交流可知，3D 超声波指纹是未来手机终端的发展趋势。随着屏幕新技术的不断推广，超声波指纹必将日益普及，取代屏下光学指纹成为中高端机型的标配。汇顶科技已做好充分准备，致力于将更好体验的超声波指纹推广至更广泛的机型与应用，让全球终端用户受益于这一先进技术带来的便捷与安全。