據(jù)EETimes Taiwan，近幾年來，手機(jī)產(chǎn)業(yè)缺乏顛覆式創(chuàng)新，蘋果(Apple)開啟的智能手機(jī)軟硬件生態(tài)模式成長(zhǎng)也逐漸趨緩，業(yè)界迫切需要尋找新的應(yīng)用來刺激消費(fèi)需求。在5G商用之前，全屏幕手機(jī)與生物識(shí)別技術(shù)正成為手機(jī)的創(chuàng)新技術(shù)點(diǎn)之一......

近幾年來，手機(jī)產(chǎn)業(yè)缺乏顛覆式創(chuàng)新，蘋果(Apple)開啟的智能手機(jī)軟硬件生態(tài)模式成長(zhǎng)也已逐漸趨緩，業(yè)界迫切需要尋找新的應(yīng)用來刺激消費(fèi)需求。在5G商用之前，全屏幕手機(jī)，以及生物識(shí)別技術(shù)正成為智能手機(jī)的創(chuàng)新技術(shù)點(diǎn)之一。

為了實(shí)現(xiàn)真正的全版屏幕，可以采用“瀏海”造型屏幕去掉指紋識(shí)別模塊，或是選擇屏幕下的 (Under Display)隱形指紋識(shí)別途徑；而蘋果手機(jī)引領(lǐng)的臉部解鎖、三星手機(jī)的虹膜識(shí)別…等生物識(shí)別功能，也同樣引發(fā)其他手機(jī)制造商爭(zhēng)相仿效。

2017年第四季全球智能手機(jī)前五大業(yè)者出貨量、市占率、年成長(zhǎng)率初步統(tǒng)計(jì)資料。(數(shù)據(jù)源：IDC，單位：百萬(wàn)支)

新功能刺激出貨量

事實(shí)上，手機(jī)產(chǎn)業(yè)整體出貨量已從過去的爆發(fā)性成長(zhǎng)，開始逐漸走緩。根據(jù)IDC的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2017年第四季全球智能手機(jī)出貨量達(dá)4.035億支，較2016年同期少了約6.3%，從全年出貨量統(tǒng)計(jì)來看，智能手機(jī)在2017年全年出貨量為14.72億支，相較2016年全年出貨量14.73億支，雖然只是略少些微，但仍是走下坡的態(tài)勢(shì)。

IDC并解釋，2017年雖有蘋果推出10周年紀(jì)念機(jī)種iPhone X，三星(Samsung)與其他Android陣營(yíng)亦推出新手機(jī)，但由于消費(fèi)者對(duì)這些價(jià)格令人“咋舌”旗艦機(jī)種的換機(jī)興趣不大，因此較無法在出貨量或銷售量上有較佳的表現(xiàn)。

但在蘋果與三星等業(yè)者將更多的生物識(shí)別功能加入智能手機(jī)后，狀況可能將有所改變。TrendForce表示，蘋果iPhone X加入人臉識(shí)別功能，將掀起生物識(shí)別市場(chǎng)的新波瀾。另外，除生物識(shí)別，擴(kuò)增實(shí)境(AR)/虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)相關(guān)應(yīng)用、人工智能(AI)、全屏幕、功能更強(qiáng)的拍照應(yīng)用、屏幕下指紋識(shí)別…等將成為未來智能手機(jī)的新發(fā)展方向。

Arm資深市場(chǎng)營(yíng)銷總監(jiān)Ian Smythe表示，手機(jī)市場(chǎng)除了2017年第四季表現(xiàn)較原先預(yù)期弱之外，Arm與分析師們認(rèn)為在未來幾年，仍會(huì)持續(xù)成長(zhǎng)。原因在于，接下來幾年會(huì)看到許多新的使用情境，如VR、AR和AI…等，以及全新外型設(shè)計(jì)的高階智能手機(jī)出現(xiàn)。

目前在高階手機(jī)上看到進(jìn)階的顯示技術(shù)和配置將會(huì)滲透至主流設(shè)備，推動(dòng)其更新周期，在下一年，將會(huì)看到5G導(dǎo)入手機(jī)市場(chǎng)，并且隨著時(shí)間，該功能將從高階手機(jī)拓展到主流設(shè)備上。不僅如此，AI也將會(huì)更為普及，現(xiàn)在已經(jīng)可以看到手機(jī)擁有在終端設(shè)備加速AI的功能，也期待看到開發(fā)者帶來全新基于AI功能的用戶情境與經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)以此推動(dòng)手機(jī)銷量。

生物識(shí)別相關(guān)技術(shù)的創(chuàng)新能讓人們的生活變得更簡(jiǎn)單，并帶動(dòng)手機(jī)的“更新率”。Smythe指出，現(xiàn)在已能看到指紋解鎖的價(jià)格逐漸降低，并看到進(jìn)階的臉部識(shí)別/臉部解鎖正在崛起。未來，將可能看到其他的生物相關(guān)技術(shù)，如聲音簽名(voice signature)或是心電簽名(ECG signature)等解決方案出現(xiàn)。

臉部識(shí)別成后起之秀

拓墣(TRI)預(yù)測(cè)，智能手機(jī)已成為指紋識(shí)別最大的應(yīng)用市場(chǎng)，臉部識(shí)別可望成為下一個(gè)在智能手機(jī)發(fā)光發(fā)熱的生物識(shí)別技術(shù)。

該研究單位并預(yù)估2018年智能手機(jī)生物識(shí)別技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。2018年可見Android陣營(yíng)搭載光學(xué)指紋識(shí)別技術(shù)的新機(jī)種，以及該陣營(yíng)與高通(Qualcomm)搭配的3D感測(cè)技術(shù)，以臉部識(shí)別取代指紋識(shí)別的行動(dòng)支付智能手機(jī)也將問世，此外，Android陣營(yíng)也可望發(fā)布支持光學(xué)和超聲波式的顯示區(qū)指紋識(shí)別技術(shù)的機(jī)種；而蘋果于2018年即將推出的3支智能手機(jī)產(chǎn)品中，預(yù)期也將有兩款將以Face ID取代指紋識(shí)別。

2018年生物識(shí)別技術(shù)，包含指紋與臉部識(shí)別，在智能手機(jī)的滲透率大約為56%。值得注意的是，2018年將是指紋識(shí)別技術(shù)于智能手機(jī)市場(chǎng)采用率首度出現(xiàn)下滑的一年，不過2018~2019年整體智能手機(jī)上的生物識(shí)別主流技術(shù)仍將為電容式指紋識(shí)別，高階機(jī)種才會(huì)內(nèi)建3D感測(cè)人臉識(shí)別及顯示區(qū)內(nèi)指紋識(shí)別。

新挑戰(zhàn)出現(xiàn)

生物識(shí)別進(jìn)駐手機(jī)之后，不僅對(duì)手機(jī)設(shè)計(jì)、各部分零件的功能需求產(chǎn)生新的變化，也為相關(guān)組件商帶來新挑戰(zhàn)。

還記得蘋果發(fā)布Face ID機(jī)種時(shí)，網(wǎng)友們有許多“有趣”的說法一籮筐的“倒”在網(wǎng)絡(luò)上。例如，F(xiàn)ace ID能否在一個(gè)人化妝前后、雙胞胎…等“特殊”狀況下正確識(shí)別？最終的使用結(jié)果說明了，網(wǎng)友的想象無界限，但技術(shù)的進(jìn)展也是有目共睹，得以順利解決上述“有趣”的問題。

若要提升臉部識(shí)別的正確性，不僅算法需要強(qiáng)化，也需增強(qiáng)現(xiàn)有手機(jī)相機(jī)模塊的能力——3D攝影機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。3D攝影機(jī)采用先進(jìn)信號(hào)處理技術(shù)，甚至能比人類更有效地解讀和詮釋3D影像，從而可實(shí)現(xiàn)臉部識(shí)別功能，讓設(shè)備的擁有者只需輕松地看著屏幕就能為設(shè)備解鎖。

過去臉部識(shí)別驗(yàn)證曾經(jīng)遭受無端的批評(píng)，但必須強(qiáng)調(diào)的是，如今它已不再是傳統(tǒng)的臉部識(shí)別技術(shù)。以數(shù)學(xué)途徑實(shí)現(xiàn)精確的深度感知技術(shù)意味著，無論是從使用者臉部拍攝的一張照片、視訊或甚至是面具都無法用于解鎖，只有真真實(shí)實(shí)的使用者自身才能解鎖。

這意味著，現(xiàn)今的3D臉部識(shí)別技術(shù)已有能力區(qū)別真正的臉和2D影像。此外，臉部識(shí)別認(rèn)證也變得更加準(zhǔn)確，因?yàn)椴粌H擁有x軸和y軸的臉部細(xì)節(jié)，還提供了深度方面的細(xì)節(jié)，供算法進(jìn)行更精確的運(yùn)算。

值得注意的是，透過3D臉部識(shí)別進(jìn)行身份認(rèn)證，還能讓移動(dòng)設(shè)備制造商以更多屏幕取代目前設(shè)備中被指紋掃描儀所占用的空間。加上認(rèn)證的過程已變得更透明化，也就是說，用戶只需要像以往一樣與設(shè)備互動(dòng)，不再需要任何觸控，便利性更佳，因此也促使臉部識(shí)別技術(shù)越來越受到手機(jī)制造商的青睞。

Smythe認(rèn)為，由于技術(shù)的成熟，除指紋識(shí)別外，臉部識(shí)別功能正廣泛被運(yùn)用在智能手機(jī)上，而Arm的合作伙伴在嵌入式語(yǔ)音及聲音識(shí)別和認(rèn)證也已推出相關(guān)產(chǎn)品。

安全性仍為一大重點(diǎn)

用自己的身體作為密碼非常安全，是嗎？的確，以每個(gè)人的身體特征作為解開手機(jī)或是進(jìn)行動(dòng)支付交易的認(rèn)證密碼，“理論上”不僅便利也相當(dāng)安全，但是，凡事總有例外。

舉例來說，Yole Développement在生物識(shí)別開始受到重視時(shí)，即提出了一個(gè)觀點(diǎn)——指紋識(shí)別技術(shù)不可能完全取代密碼——因?yàn)槿蛴?%的人口沒有指紋。此外，紐約大學(xué)坦登工程學(xué)院(New York University Tandon School of Engineering，NYU Tandon)與密歇根大學(xué)(Michigan State University)的研究人員也發(fā)現(xiàn)，只要指紋有一部份的相似性，對(duì)于智能手機(jī)與其他電子產(chǎn)品所使用的安全識(shí)別系統(tǒng)來說就足以開機(jī)解鎖，也就是說，安全漏洞在于以指紋為基礎(chǔ)的認(rèn)證系統(tǒng)搭配了無法擷取使用者完整指紋的小型傳感器，因此不同人的部份指紋間可能存在某種相似性，足以創(chuàng)造出所謂的“萬(wàn)能指紋”(Master Print)。

臉部、聲紋或瞳孔，抑或其他生物識(shí)別技術(shù)也可能面臨類似的問題，并不是說和人們指紋線太淡而導(dǎo)致沒有指紋，或生理特征太過相似的情況，總是會(huì)有掃不出確切生物信息的狀況發(fā)生，甚至就如電影情節(jié)一般，透過復(fù)制生理特征的方式來解鎖。

此時(shí)，一般人可能會(huì)認(rèn)為，透過更高分辨率的3D攝影機(jī)、更好的麥克風(fēng)，以及更強(qiáng)大的算法就可以解決問題，但現(xiàn)今的黑客，技術(shù)也持續(xù)「與時(shí)并進(jìn)」，無論這些影像或聲紋需要透過網(wǎng)絡(luò)傳遞到云端做運(yùn)算，還是利用手機(jī)內(nèi)部強(qiáng)大的處理器進(jìn)行識(shí)別，黑客總是能夠找到漏洞。

有鑒于此，Arm提出生物認(rèn)證需要可信任執(zhí)行環(huán)境(Trusted Execution Environment，TEE)和安全執(zhí)行環(huán)境(Secure Execution Environment)來強(qiáng)化安全性。Smythe強(qiáng)調(diào)，Arm藉由其許多IP技術(shù)，以及韌體，讓合作伙伴的芯片設(shè)計(jì)能夠在智能手機(jī)中提供TEE和SEE。除了IP之外，Arm亦發(fā)布架構(gòu)規(guī)范，闡述建立基于Arm IP安全平臺(tái)的最佳方式。

不只生物識(shí)別——未來手機(jī)樣貌「超乎想象」？

生物識(shí)別相關(guān)技術(shù)的創(chuàng)新能讓人們的生活變得更簡(jiǎn)單，并帶動(dòng)手機(jī)的換機(jī)率，因此該功能得以迅速被手機(jī)市場(chǎng)所接受。不僅如此，現(xiàn)在指紋解鎖的價(jià)格已經(jīng)開始降低，且進(jìn)階的臉部識(shí)別/臉部解鎖功能正在萌芽。Smythe表示，其他的生物相關(guān)技術(shù)，例如聲音簽名或是心電簽名等解決方案也可能出現(xiàn)，目前Arm也與相關(guān)合作廠商合作，以期可為手機(jī)業(yè)者及消費(fèi)者帶來嵌入式生物認(rèn)證、語(yǔ)音及臉部識(shí)別方案。

未來的手機(jī)除了生物識(shí)別、AI…等新功能的進(jìn)駐外，還會(huì)有什么樣的新變化？Smythe認(rèn)為，手機(jī)全新的功能與設(shè)計(jì)，將為消費(fèi)者帶來更身歷其境的體驗(yàn)，以及更多的行動(dòng)生產(chǎn)力，且AI即便在沒有聯(lián)機(jī)到云端的情況下，在設(shè)備上仍能擁有更平順自然的運(yùn)作，同時(shí)將其輔助功能帶到新境界。

在手機(jī)外型方面，Smythe指出，Arm雖然期望未來手機(jī)在顯示器及安全認(rèn)證上，也能和手機(jī)功能一樣有更多的創(chuàng)新，如可彎曲、可折迭或多屏幕顯示器設(shè)計(jì)，以及更進(jìn)階的安全與認(rèn)證技術(shù)，促使智能手機(jī)可用于更高價(jià)值的交易行為，但這些都還是需要手機(jī)制造商、半導(dǎo)體電子組件供應(yīng)商的努力或認(rèn)同，才有可能實(shí)現(xiàn)。