自2023年8月29日，華為Mate 60 Pro系列手機(jī)未發(fā)先售以來，華為手機(jī)“王者歸來”，銷售數(shù)據(jù)節(jié)節(jié)攀升。

據(jù)知名市場(chǎng)機(jī)構(gòu)IDC統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2023年前三個(gè)季度，華為手機(jī)銷量排名還是“Others”。到了2023年第四季度，華為銷量同比增加達(dá)到36.2%，市場(chǎng)份額占比13.9%，成為該季度國(guó)內(nèi)市場(chǎng)第四位，重返前五。

此后，在2024年前兩周，華為重回國(guó)內(nèi)手機(jī)市場(chǎng)銷量冠軍寶座。

據(jù)華爾街見聞從供應(yīng)鏈獨(dú)家消息披露，截至3月1日，華為Mate60系列和Mate X5（折疊屏）兩款機(jī)型銷量合計(jì)已突破1000萬臺(tái)。

▲來源：網(wǎng)絡(luò)

華為Mate 60系列手機(jī)突破了高制程處理芯片、5G通信等關(guān)鍵卡脖子技術(shù)，從而熱賣并受到市場(chǎng)廣泛關(guān)注。然而，在看不見的隱秘角落，華為手機(jī)——或者說國(guó)產(chǎn)科技，仍存在不少卡脖子技術(shù)。

其中，備受爭(zhēng)議、對(duì)用戶使用體驗(yàn)影響較直接的，莫過于生物識(shí)別安全解鎖功能，華為Mate60系列手機(jī)全系均使用了短焦指紋識(shí)別傳感器，這引發(fā)了網(wǎng)友的吐槽和“對(duì)戰(zhàn)”：

▲來源：網(wǎng)絡(luò)

為什么網(wǎng)友這么反感華為Mate 60系列手機(jī)上使用的短焦指紋傳感器？

先說結(jié)論，因?yàn)檫@是目前使用效果較不理想、成本較低的指紋識(shí)別傳感器方案，一般被用在中低端手機(jī)中——網(wǎng)友期待能在華為旗艦手機(jī)中看到最先進(jìn)的指紋傳感器技術(shù)。

哪種指紋傳感器技術(shù)最先進(jìn)？

指紋識(shí)別傳感技術(shù)現(xiàn)階段大致可分為電容式、光學(xué)式，以及超聲波三種，從蘋果推出帶有電容式指紋識(shí)別功能的手機(jī)后，指紋識(shí)別傳感技術(shù)被大規(guī)模應(yīng)用，目前仍是市場(chǎng)主流手機(jī)生物識(shí)別技術(shù)之一。

電容式指紋傳感器需要開孔，早期手機(jī)的正面指紋解鎖按鍵，以及后來的側(cè)面解鎖/開關(guān)機(jī)按鍵，均是電容式指紋傳感器。其原理是利用硅晶圓在和我們皮膚上電解液接觸的時(shí)候后形成電場(chǎng)，同時(shí)指紋在微觀上是高低不平的（肉眼不可見），這時(shí)候傳感器就可以記錄下指紋的形狀，以供解鎖使用。

▲來源：中關(guān)村在線

光學(xué)式指紋傳感器本質(zhì)上是一個(gè)“圖像傳感器”，借助光線在指紋表面的反射和散射來生成圖像，然后進(jìn)行識(shí)別，我們?nèi)粘Ｉ舷掳嗟拇蚩C(jī)或門禁等，都采用了光學(xué)指紋識(shí)別技術(shù)。這個(gè)方案又分為超薄屏下指紋（光學(xué)透射式）、短焦屏下指紋（光學(xué)投射式）兩個(gè)分支。

▲來源：中關(guān)村在線

超聲波指紋傳感器則是利用超聲波脈沖感應(yīng)指紋特有的孔和脊，并形成3D深度數(shù)據(jù)，相比光學(xué)方案，由于能夠識(shí)別指紋的三維形貌——這是目前唯一一種能形成指紋3D數(shù)據(jù)的主流指紋傳感器方案，因此也具備更高的安全性。超聲波具有穿透性，顯示屏幕無需開孔。而且即便是濕手或有污漬的情況下，在識(shí)別率、靈敏度等方面受到影響的概率也相對(duì)更低。

此外，因超聲波指紋顯著較光學(xué)指紋薄 (約為光學(xué)的1/10)，故為折疊式手機(jī)未來關(guān)鍵零組件之一。

▲來源：中關(guān)村在線

因此，無論是安全性、識(shí)別率、靈敏度等各方面，對(duì)用戶來說，超聲波指紋傳感器使用體驗(yàn)領(lǐng)先于電容式、光學(xué)式指紋傳感器。而超聲波指紋傳感器也是成本最高的指紋識(shí)別方案，目前大多是旗艦手機(jī)采用。

成本太貴，華為手機(jī)用不起？

顯然不是。

超聲波指紋傳感器方案最先由高通于2015年推出，當(dāng)前高通是全球超聲波指紋傳感器獨(dú)家供應(yīng)商——高通是全球唯一一家擁有成熟的超聲波指紋識(shí)別傳感器芯片解決方案的供應(yīng)商。

我國(guó)指紋識(shí)別傳感器龍頭企業(yè)匯頂科技，也在2023年推出了自家的超聲波指紋傳感器方案，有望在2024年大批量出貨，客戶包括Vivo等手機(jī)巨頭，打破了高通在超聲波指紋傳感器的壟斷地位。

然而，受地緣政治因素印象，華為無法向高通或者匯頂科技購(gòu)買超聲波指紋傳感器，前者是一家美國(guó)公司，而匯頂科技的超聲波指紋傳感器方案并沒有完全繞開高通的專利，華為也沒法使用。

所以現(xiàn)在市場(chǎng)上，華為采購(gòu)不到不受限制的超聲波指紋傳感器產(chǎn)品，應(yīng)用于自家的旗艦手機(jī)上。

既然買不到，華為又發(fā)揮了他的看家本領(lǐng)——自研，自己設(shè)計(jì)（甚至是制造）完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的超聲波傳感器。

3月9日，據(jù)數(shù)碼博主定焦數(shù)碼透露，華為正在研發(fā)超聲波指紋傳感器方案。

據(jù)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利介紹資料顯示，這是一項(xiàng)發(fā)明名稱為“一種超聲波指紋識(shí)別模組、系統(tǒng)及電子設(shè)備”的專利。

專利摘要顯示，本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種超聲波指紋識(shí)別模組、系統(tǒng)及電子設(shè)備。實(shí)施本申請(qǐng)實(shí)施例可以提高識(shí)別指紋信息的準(zhǔn)確率。專利描述當(dāng)前超聲波指紋識(shí)別模組也有存在以下的問題：

一個(gè)問題是當(dāng)前超聲波指紋識(shí)別模組發(fā)送的超聲波的穿透能力不足，尤其是應(yīng)用于帶有鋼化玻璃膜的屏幕的終端時(shí)，鋼化膜會(huì)影響超聲波的穿透，從而使得超聲波反射回的回波信號(hào)量大小，導(dǎo)致超聲波指紋識(shí)別模組無法準(zhǔn)確有效地識(shí)別指紋信息。另外一個(gè)問題是，超聲波指紋識(shí)別模組緊貼于屏幕下方，回波信號(hào)中會(huì)帶有大量的其他器件反射回的信號(hào)，造成當(dāng)前指紋圖像對(duì)應(yīng)的原始信噪比(Signal?to?noise ratio，SNR)較小，從而也導(dǎo)致超聲波指紋識(shí)別模組無法準(zhǔn)確有效地識(shí)別指紋信息。

該專利于2023年7月4日申請(qǐng)，2023年11月14日對(duì)公眾公布。相關(guān)分析稱，華為的超聲波指紋識(shí)別專利或?qū)⒗@開現(xiàn)有專利限制，并進(jìn)一步提高超聲波指紋傳感器的靈敏度和準(zhǔn)確率。

▲來源：國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局

定焦數(shù)碼同時(shí)透露，華為自研超聲波指紋傳感器預(yù)計(jì)會(huì)在2024年末到2025年中量產(chǎn)發(fā)布，按華為旗艦手機(jī)發(fā)布規(guī)律展望，P80 系列手機(jī)有望搭載自研超聲波指紋傳感器，帶來更好的指紋解鎖體驗(yàn)。

激光雷達(dá)、圖像傳感器、毫米波雷達(dá)、MEMS傳感器……投研并用，冰山之下，華為大力布局傳感器賽道

超聲波指紋傳感器并不是華為少數(shù)自研的傳感器技術(shù)，事實(shí)上，作為信息技術(shù)的基礎(chǔ)、物理世界連接數(shù)字世界的橋梁，華為一直以來重視傳感器技術(shù)的發(fā)展和自研儲(chǔ)備。 2023年10月份，就有媒體曝出華為正在自研全新的CMOS圖像傳感器，并且涉及從晶圓制造到芯片設(shè)計(jì)全流程。相關(guān)信息參看《從晶圓開始，這個(gè)傳感器又要自研了！》 多年以來，華為通過投資、自研并用的方式，大力布局了多條關(guān)鍵傳感器賽道。 早在2016年，就有傳聞華為以20億美金的價(jià)格，欲收購(gòu)消費(fèi)電子MEMS陀螺儀供應(yīng)大廠應(yīng)美盛（InvenSense），但最終未能達(dá)成。 2018年，華為在法國(guó)東南部城市格勒諾布爾設(shè)立在法國(guó)的第五家研發(fā)中心，主攻傳感器和軟件研發(fā)。

2019年9月，華為發(fā)布了首款光纖傳感產(chǎn)品OptiXsense EF3000，進(jìn)軍光纖傳感賽道，成為其企業(yè)光網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的重要一環(huán)。相關(guān)信息參看《華為發(fā)布兩款光纖傳感器產(chǎn)品！》 2019年10月，在世界智能網(wǎng)聯(lián)汽車大會(huì)高峰論壇上，華為輪值董事長(zhǎng)徐直軍明確表示，華為要造激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)等智能汽車核心傳感器。 此后，在2020年12月，華為正式發(fā)布車規(guī)級(jí)高性能激光雷達(dá)產(chǎn)品——96線中長(zhǎng)距激光雷達(dá)；2022年3月，在2022華為全屋智能及全場(chǎng)景新品春季發(fā)布會(huì)上，華為發(fā)布了首款毫米波AI超感傳感器。 除了在光纖傳感器、激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)等傳感領(lǐng)域的自研外，華為還大力投資了多家傳感器上下游企業(yè)，包括了激光器、CMOS圖像傳感器、TOF傳感器、MEMS陀螺儀、旋變傳感器等多條賽道（可上下滑動(dòng)查看）：

縱慧芯光：提供高功率以及高頻率垂直腔面發(fā)射激光器（VCSEL）解決方案，生產(chǎn)VCSEL芯片、器件及模組等產(chǎn)品，可應(yīng)用在3D感知、虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、自動(dòng)駕駛、生物醫(yī)療傳感器和高速光通信等領(lǐng)域。同時(shí)，縱慧芯光也是華為手機(jī)ToF光源的主要供應(yīng)商。2020年6月獲華為哈勃投資。

思特威：主營(yíng)方向是CMOS圖像傳感器集成電路芯片的研發(fā)、設(shè)計(jì)和銷售，芯片主要用于安防監(jiān)控，汽車車載和人工智能等領(lǐng)域。2020年8月獲華為哈勃投資。

炬光科技：主要從事激光行業(yè)上游的高功率半導(dǎo)體激光元器件、激光光學(xué)元器件的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，擁有車規(guī)級(jí)汽車應(yīng)用（激光雷達(dá)）核心能力，正在拓展面向智能駕駛激光雷達(dá)(LiDAR)、智能艙內(nèi)駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)(DMS)等汽車創(chuàng)新應(yīng)用場(chǎng)景的車規(guī)級(jí)核心能力。2020年9月獲華為哈勃投資。

南京芯視界：芯視界在單光子直接ToF（SPAD dToF）技術(shù)和應(yīng)用落地上處于領(lǐng)先地位，是全球率先研究單光子dToF三維成像技術(shù)的先驅(qū)之一。公司擁有芯片級(jí)的光電轉(zhuǎn)換器件設(shè)計(jì)和單光子檢測(cè)成像技術(shù)，主營(yíng)基于單光子探測(cè)的一維和三維ToF傳感芯片。芯片產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于掃地機(jī)、無人機(jī)和手機(jī)等諸多消費(fèi)類電子領(lǐng)域，以及AR/VR、智能家居和自動(dòng)駕駛激光雷達(dá)等應(yīng)用。2020年9月獲華為哈勃投資。

長(zhǎng)光華芯：長(zhǎng)光華芯也是研發(fā)VCSEL的企業(yè)，已推出距離傳感器、結(jié)構(gòu)光（SL）、飛行時(shí)間（ToF）三大類產(chǎn)品，標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的波長(zhǎng)包含808 nm、850 nm、940 nm等，是全球少數(shù)幾家研發(fā)和量產(chǎn)高功率半導(dǎo)體激光器芯片的公司。2019年4月獲華為哈勃投資。

聚芯微電子：擁有智能音頻、3D視覺、光學(xué)傳感和觸覺感知等多條產(chǎn)品線布局。其中用于3D成像的飛行時(shí)間（Time-of-Flight）傳感器采用了背照式（BSI）技術(shù)，具有高精度、小像素尺寸、高分辨率、低功耗、全集成等特點(diǎn)，打破歐美國(guó)際廠商的壟斷，可廣泛應(yīng)用于人工智能、人臉識(shí)別、自動(dòng)駕駛、AR/VR、3D建模、動(dòng)作捕捉、機(jī)器視覺等領(lǐng)域，在手機(jī)、安防、汽車等主流市場(chǎng)擁有光明的商業(yè)落地前景。

睿芯微電子：睿芯微電子擁有全球領(lǐng)先的超低噪聲芯片技術(shù)、光譜圖像傳感器芯片技術(shù)和音頻芯片技術(shù)，芯片廣泛應(yīng)用于智能手機(jī)，通訊，安防， 支付和音頻市場(chǎng)

曼光信息：是光電應(yīng)用軟件研發(fā)商。公司業(yè)務(wù)面向5G、光通信、光電傳感、光計(jì)算、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、國(guó)防安全等領(lǐng)域，主要涵蓋電磁場(chǎng)仿真與測(cè)量?jī)纱髽I(yè)務(wù)。

中電儀器：主要從事微波/毫米波、光電、通信、基礎(chǔ)通用類測(cè)量?jī)x器以及自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)、微波毫米波部件等產(chǎn)品的研制、開發(fā)和批量生產(chǎn)，并為軍、民用電子元器件、組件、整機(jī)和系統(tǒng)的研制、生產(chǎn)提供檢測(cè)與應(yīng)用，具有較強(qiáng)的研發(fā)、生產(chǎn)、測(cè)試和試驗(yàn)驗(yàn)證能力，達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、國(guó)際先進(jìn)水平。

深迪半導(dǎo)體：主營(yíng)業(yè)務(wù)為MEMS陀螺儀系列慣性傳感器芯片，為消費(fèi)電子及汽車電子市場(chǎng)提供商用MEMS陀螺儀芯片，以及為客戶提供全面的應(yīng)用解決方案。2021年8月獲華為哈勃投資。

華旋傳感：是一家專業(yè)致力于車用旋變傳感器研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的企業(yè)，主要應(yīng)用在新能源汽車主驅(qū)系統(tǒng)、智能轉(zhuǎn)向、剎車系統(tǒng)以及機(jī)器人領(lǐng)域。2022年12月獲華為哈勃投資。

結(jié)語

從4G旗艦手機(jī)到短焦指紋旗艦手機(jī)，在嚴(yán)厲的技術(shù)制裁下，在短暫時(shí)間內(nèi)，華為不得不拿出折中的產(chǎn)品方案，因此也備受爭(zhēng)議。 一段時(shí)間后，通過技術(shù)自研，攻克卡脖子技術(shù)難點(diǎn)，華為再次拿出“遙遙領(lǐng)先”的產(chǎn)品，卻也顯示出華為的技術(shù)實(shí)力，展現(xiàn)中國(guó)企業(yè)的成長(zhǎng)韌性，令人欽佩。 未來，面對(duì)復(fù)雜的國(guó)際形勢(shì)，如傳感器這樣的敏感硬科技產(chǎn)業(yè)，堅(jiān)持國(guó)產(chǎn)自主研發(fā)才是硬道理！ 審核編輯 黃宇