近幾年來(lái)，手機產(chǎn)業(yè)缺乏顛覆式創(chuàng )新，蘋(píng)果(Apple)開(kāi)啟的智能手機軟硬件生態(tài)模式成長(cháng)也已逐漸趨緩，業(yè)界迫切需要尋找新的應用來(lái)刺激消費需求。在5G商用之前，全屏幕手機，以及生物識別技術(shù)正成為智能手機的創(chuàng )新技術(shù)點(diǎn)之一。

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

SWSB

2017年第四季全球智能手機前五大業(yè)者出貨量、市占率、年成長(cháng)率初步統計資料。(數據源：IDC，單位：百萬(wàn)支)

新功能刺激出貨量

事實(shí)上，手機產(chǎn)業(yè)整體出貨量已從過(guò)去的爆發(fā)性成長(cháng)，開(kāi)始逐漸走緩。根據IDC的統計數據顯示，2017年第四季全球智能手機出貨量達4.035億支，較2016年同期少了約6.3%，從全年出貨量統計來(lái)看，智能手機在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。

IDC并解釋?zhuān)?017年雖有蘋(píng)果推出10周年紀念機種iPhone X，三星(Samsung)與其他Android陣營(yíng)亦推出新手機，但由于消費者對這些價(jià)格令人“咋舌”旗艦機種的換機興趣不大，因此較無(wú)法在出貨量或銷(xiāo)售量上有較佳的表現。

但在蘋(píng)果與三星等業(yè)者將更多的生物識別功能加入智能手機后，狀況可能將有所改變。TrendForce表示，蘋(píng)果iPhone X加入人臉識別功能，將掀起生物識別市場(chǎng)的新波瀾。另外，除生物識別，擴增實(shí)境(AR)/虛擬現實(shí)(VR)相關(guān)應用、人工智能(AI)、全屏幕、功能更強的拍照應用、屏幕下指紋識別…等將成為未來(lái)智能手機的新發(fā)展方向。

Arm資深市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)總監Ian Smythe表示，手機市場(chǎng)除了2017年第四季表現較原先預期弱之外，Arm與分析師們認為在未來(lái)幾年，仍會(huì )持續成長(cháng)。原因在于，接下來(lái)幾年會(huì )看到許多新的使用情境，如VR、AR和AI…等，以及全新外型設計的高階智能手機出現。

目前在高階手機上看到進(jìn)階的顯示技術(shù)和配置將會(huì )滲透至主流設備，推動(dòng)其更新周期，在下一年，將會(huì )看到5G導入手機市場(chǎng)，并且隨著(zhù)時(shí)間，該功能將從高階手機拓展到主流設備上。不僅如此，AI也將會(huì )更為普及，現在已經(jīng)可以看到手機擁有在終端設備加速AI的功能，也期待看到開(kāi)發(fā)者帶來(lái)全新基于A(yíng)I功能的用戶(hù)情境與經(jīng)驗，同時(shí)以此推動(dòng)手機銷(xiāo)量。

生物識別相關(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)手機的“更新率”。Smythe指出，現在已能看到指紋解鎖的價(jià)格逐漸降低，并看到進(jìn)階的臉部識別/臉部解鎖正在崛起。未來(lái)，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。

臉部識別成后起之秀

拓墣(TRI)預測，智能手機已成為指紋識別最大的應用市場(chǎng)，臉部識別可望成為下一個(gè)在智能手機發(fā)光發(fā)熱的生物識別技術(shù)。

該研究單位并預估2018年智能手機生物識別技術(shù)的發(fā)展趨勢。2018年可見(jiàn)Android陣營(yíng)搭載光學(xué)指紋識別技術(shù)的新機種，以及該陣營(yíng)與高通(Qualcomm)搭配的3D感測技術(shù)，以臉部識別取代指紋識別的行動(dòng)支付智能手機也將問(wèn)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指紋識別技術(shù)的機種；而蘋(píng)果于2018年即將推出的3支智能手機產(chǎn)品中，預期也將有兩款將以Face ID取代指紋識別。

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

新挑戰出現

生物識別進(jìn)駐手機之后，不僅對手機設計、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(lái)新挑戰。

還記得蘋(píng)果發(fā)布Face ID機種時(shí)，網(wǎng)友們有許多“有趣”的說(shuō)法一籮筐的“倒”在網(wǎng)絡(luò )上。例如，Face ID能否在一個(gè)人化妝前后、雙胞胎…等“特殊”狀況下正確識別？最終的使用結果說(shuō)明了，網(wǎng)友的想象無(wú)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(wèn)題。

若要提升臉部識別的正確性，不僅算法需要強化，也需增強現有手機相機模塊的能力——3D攝影機應運而生。3D攝影機采用先進(jìn)信號處理技術(shù)，甚至能比人類(lèi)更有效地解讀和詮釋3D影像，從而可實(shí)現臉部識別功能，讓設備的擁有者只需輕松地看著(zhù)屏幕就能為設備解鎖。

過(guò)去臉部識別驗證曾經(jīng)遭受無(wú)端的批評，但必須強調的是，如今它已不再是傳統的臉部識別技術(shù)。以數學(xué)途徑實(shí)現精確的深度感知技術(shù)意味著(zhù)，無(wú)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(wú)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(zhù)，現今的3D臉部識別技術(shù)已有能力區別真正的臉和2D影像。此外，臉部識別認證也變得更加準確，因為不僅擁有x軸和y軸的臉部細節，還提供了深度方面的細節，供算法進(jìn)行更精確的運算。

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

Smythe認為，由于技術(shù)的成熟，除指紋識別外，臉部識別功能正廣泛被運用在智能手機上，而Arm的合作伙伴在嵌入式語(yǔ)音及聲音識別和認證也已推出相關(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(kāi)手機或是進(jìn)行動(dòng)支付交易的認證密碼，“理論上”不僅便利也相當安全，但是，凡事總有例外。

舉例來(lái)說(shuō)，Yole Développement在生物識別開(kāi)始受到重視時(shí)，即提出了一個(gè)觀(guān)點(diǎn)——指紋識別技術(shù)不可能完全取代密碼——因為全球有2%的人口沒(méi)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，只要指紋有一部份的相似性，對于智能手機與其他電子產(chǎn)品所使用的安全識別系統來(lái)說(shuō)就足以開(kāi)機解鎖，也就是說(shuō)，安全漏洞在于以指紋為基礎的認證系統搭配了無(wú)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，抑或其他生物識別技術(shù)也可能面臨類(lèi)似的問(wèn)題，并不是說(shuō)和人們指紋線(xiàn)太淡而導致沒(méi)有指紋，或生理特征太過(guò)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，甚至就如電影情節一般，透過(guò)復制生理特征的方式來(lái)解鎖。

此時(shí)，一般人可能會(huì )認為，透過(guò)更高分辨率的3D攝影機、更好的麥克風(fēng)，以及更強大的算法就可以解決問(wèn)題，但現今的黑客，技術(shù)也持續「與時(shí)并進(jìn)」，無(wú)論這些影像或聲紋需要透過(guò)網(wǎng)絡(luò )傳遞到云端做運算，還是利用手機內部強大的處理器進(jìn)行識別，黑客總是能夠找到漏洞。

有鑒于此，Arm提出生物認證需要可信任執行環(huán)境(Trusted Execution Environment，TEE)和安全執行環(huán)境(Secure Execution Environment)來(lái)強化安全性。Smythe強調，Arm藉由其許多IP技術(shù)，以及韌體，讓合作伙伴的芯片設計能夠在智能手機中提供TEE和SEE。除了IP之外，Arm亦發(fā)布架構規范，闡述建立基于A(yíng)rm IP安全平臺的最佳方式。

不只生物識別——未來(lái)手機樣貌「超乎想象」？

生物識別相關(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)手機的換機率，因此該功能得以迅速被手機市場(chǎng)所接受。不僅如此，現在指紋解鎖的價(jià)格已經(jīng)開(kāi)始降低，且進(jìn)階的臉部識別/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，目前Arm也與相關(guān)合作廠(chǎng)商合作，以期可為手機業(yè)者及消費者帶來(lái)嵌入式生物認證、語(yǔ)音及臉部識別方案。

未來(lái)的手機除了生物識別、AI…等新功能的進(jìn)駐外，還會(huì )有什么樣的新變化？Smythe認為，手機全新的功能與設計，將為消費者帶來(lái)更身歷其境的體驗，以及更多的行動(dòng)生產(chǎn)力，且AI即便在沒(méi)有聯(lián)機到云端的情況下，在設備上仍能擁有更平順自然的運作，同時(shí)將其輔助功能帶到新境界。

在手機外型方面，Smythe指出，Arm雖然期望未來(lái)手機在顯示器及安全認證上，也能和手機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計，以及更進(jìn)階的安全與認證技術(shù)，促使智能手機可用于更高價(jià)值的交易行為，但這些都還是需要手機制造商、半導體電子組件供應商的努力或認同，才有可能實(shí)現。