都會用，但99%的人都不知道指紋識別的原理

從功能機時代的功能鍵加*鍵解鎖，到智慧型手機時代的數字、圖形解鎖，再到如今的指紋識別解鎖等，手機螢幕解鎖技術一直在不斷升級，直到指紋識別技術的加入才真正為用戶帶來智能體驗，提高了使用效率、保障了隱私安全、改變了生活方式。

其實，從第一款指紋識別手機誕生到現在已經過去了整整18個年頭，大家不禁會問：真的在1998年就有手機支持指紋識別了？每當我們提及指紋識別手機時，也許大家首先會想到蘋果的Touch ID，有些人甚至認為是蘋果把指紋識別技術帶入手機行業，但事實上，早在1998年世界首款搭載指紋識別技術的手機就誕生了。

指紋識別手機發展史：

1998年-2016年指紋識別手機發布的數量（PS：2016年是不完全統計）

1、首款搭載指紋識別技術的西門子手機（1998年）

西門子第一款指紋識別手機（圖片引自百度貼吧）

早在1998年，西門子就展示了自家的指紋識別手機，該機指紋技術來自Bromba公司，識別方式為刮擦式，它可以說是現在背部指紋識別手機的鼻祖，雖然只是一部原型機沒有量產，但是他向世界證明手機搭載指紋識別的可能性。

2、首款量產的指紋識別手機：SAGEM MC 959（2000年）

SAGEM MC 959（圖片引自The Verge）

SAGEM MC 959是首款量產的指紋識別手機，指紋識別採用的意法半導體的指紋技術，該機來自法國，現在已經推出手機市場，由於功能機的限制，指紋識別同樣局限於驗證PIN碼。

3、富士通 F505i（2003年）

富士通 F505i（圖片引自新浪微博）

日系廠商富士通熱衷於嘗試各種新功能，從2003年開始，富士通不斷在手機上搭載試問識別技術，在iPhone 5s亮相之前，支持指紋識別的手機，富士通自己就占比70%左右，其中富士通F505i是富士通推出的第一款支持指紋識別的手機，指紋技術來自AnthenTec，此時，尚不成熟的指紋識別仍只被當作概念，而非是功能。

4、首款指紋識別智慧型手機：MOTO MB860（2011年）

圖為 MOTO MB860

MOTO MB860是第一部具備指紋識別的大屏智能機，內置一顆 NVIDIA Tegra 2 雙核處理器，並擁有擴展塢連接電腦的功能。

該機搭載Android 2.2作業系統，指紋識別位於機身頂部，與電源鍵整合，主要用於開機解鎖，但仍然為刮擦式，指紋技術來自AnthenTec，但是依然沒有引自人們的注意。

手機指紋識別技術經歷了10多年的發展，進步顯然不明顯，依然是刮擦式指紋識別，而且解鎖體驗不佳，沒有被普及也是情理之中。

5、意義非凡的指紋識別手機：iPhone 5s（2013年9月）

圖為 iPhone 5s

如果說此前指紋識別技術只能算是象牙塔中的玩物，那麼iPhone 5s的誕生，徹底將指紋識別技術拉回到現實之中。

首款按壓式指紋識別、支持解鎖/支付、與Home鍵完美融合等技術，帶來之前所有指紋所沒有達到過的優秀體驗，以及依靠蘋果在行業內的話語權和銷量，讓大家瞬間記住Touch ID，並且開始使用指紋識別。

正是在iPhone5s之後，全世界的高端旗艦手機都開始攻關指紋識別技術，可以說蘋果為手機指紋識別的普及做出了極大貢獻。

6、在iPhone 5s亮相之後，很多手機廠商紛紛推出搭載指紋識別技術的手機。

比如：HTC One Max、vivo Xplay 3S（FPC 的後置刮擦式）、三星Galaxy S5（Synaptics 的前置刮擦式）、華為Mate 7（首款採用了FPC的後置按壓式）等。

7、安卓首款正面按壓式指紋識別手機：魅族 MX4 Pro（2014年12月）

圖為 魅族 MX4 Pro

魅族 MX4 Pro的發布，打破了Touch ID對正面按壓式指紋識別的壟斷，魅族 MX4 Pro採用來自本土的匯頂指紋識別技術，匯頂成為繼蘋果後第一家做出正面按壓式指紋識別的公司，同樣支持藍寶石玻璃保護蓋板，隨後FPC和Synaptics也快速跟進了前置指紋晶片。

8、三星首款正面按壓式指紋識別手機：三星Galaxy S6（2015年4月）

圖為 三星Galaxy S6

在2015年4月，三星發布了旗下首款支持正面按壓式指紋識別的——Galaxy S6，指紋識別技術來自Synaptics。

如果說2013年蘋果發布Touch ID是指紋元年的話，2014年就是指紋的跟進年，那麼2015年是指紋的爆發年，進入到2016年，應該是指紋普及年了。

手機為何採用指紋識別技術，指紋識別技術為用戶帶來了什麼？

iPhone 5s指紋錄入中

現在，我們使用智慧型手機的頻率是非常頻繁的，很多用戶每天開屏解鎖的次數甚至超過100次，如果每天都要在這麼多次的開屏之後輸入4位密碼或者畫出超過4個點的圖形密碼，那無疑是一項不小的工作量，指紋解鎖的加入毫無疑問為用戶使用智慧型手機提供了更多的便利。

眾所周知，指紋是人體獨一無二的特徵，極難被破解，所以指紋識別技術成為最為安全的生物識別技術之一。

當然，虹膜識別以及視網膜識別等技術同樣具有很高的安全性，但限制該技術使用的條件較多，再加上其較高的成本，成為了在手機端推廣的障礙。

相比之下，指紋識別技術就要隨性自由的多，再加上該技術相對較低的應用成本以及較小的空間占用，使得它成為了手機螢幕解鎖的不二之選。

個人隱私安全問題（圖片引自百度貼吧）

此外，隨著智慧型手機功能的不斷增多，個人隱私安全問題開始困擾每一個人。

尋找一款能夠有效保護個人隱私的智慧型手機，成為很多用戶的硬性需求。

在此情況下，指紋識別手機逐漸成為大家的「寵兒」。

指紋識別模塊的原理和分類

指紋識別模塊是通過特定的感應模組實現對於個體指紋特徵的識別。

簡單來說，每一個指紋手機都會擁有一個指紋識別模塊，通過該模塊將用戶的指紋收集並轉化成數據，存儲在手機存儲的特定區域，在使用的時候進行調用，而不同的指紋識別技術收集指紋的方式也有所不同。

根據收集指紋的方式不同，指紋識別模塊目前主要分為光學式指紋模塊、電容式指紋模塊、射頻式指紋模塊。

光學式指紋技術原理（圖片引自Phone Arena）

光學式指紋模塊是利用光線反射成像識別用戶指紋，該類型指紋模塊對使用環境的溫度濕度都有一定的要求，並且在識別準確度上並不理想，再加上這種模塊一般會占用更大的空間，使其難以在手機端有所作為。

電容式指紋技術原理（圖片引自Phone Arena）

電容式指紋模塊是利用矽晶元與導電的皮下電解液形成電場，指紋的高低起伏會導致二者之間的壓差出現不同的變化，藉此可實現準確的指紋測定。

該方式適應能力強，對使用環境無特殊要求，同時，矽晶元以及相關的傳感原件對空間的占用在手機設計的可接受範圍內，因而使得該技術在手機端得到了比較好的推廣。

目前的電容式指紋模塊也分為劃擦式與按壓式兩種，前者雖然占用體積較小，但在識別率以及便捷性方面有很大的劣勢，這也直接導致廠商全都將目光鎖定在了操作更加隨意、識別率更高的按壓式電容指紋模塊。

射頻指紋技術原理（圖片引自Phone Arena）

射頻指紋模塊現階段包含無線電波探測與超聲波探測兩種，原理與探測海底物質的的聲納類似，是靠特定頻率的信號反射來探知指紋的具體形態的。

這一類指紋模塊最大的優點便是手指無需與指紋模塊相接觸，因而不會對手機的外觀造成太大影響。

基於這一點，射頻指紋模塊也成為了未來指紋識別的主要發展方向之一。

iPhone 5s指紋識別模塊原理（圖片引自The Verge）

電容紋識別模組主要由晶片、「藍寶石」、金屬環、軟板、載板等組成，其中晶片也就是傳感器部分，而「藍寶石」負責作為保護層（有廠商選擇其他材料做為保護層，成本相應降低），金屬環作為指紋識別的觸發裝置。

蘋果在iPhone上採用的指紋模塊還包含了射頻識別功能，這種電容式別結合射頻識別的雙重認定方式，能夠帶來更好的實際體驗。

現在，很多指紋識別手機都是採用的這種方案。

常見的幾家指紋識別模塊的廠商：

常用的指紋識別方案

AnthenTec

AnthenTec

AuthenTec成立於1998年，是一家老牌指紋識別技術公司，是世界領先的海量PC、無線設備以及訪問控制市場指紋認證傳感器和解決方案的提供商，在世界範圍內使用中的傳感器超過3500萬個。

2011年末至2012年初，AuthenTec正在發展新技術，並且向惠普、聯想、戴爾、LG、富士、三星、諾基亞等大客戶展示，然而出於各種各樣的原因（包括研發成本），最終只有蘋果對該技術感興趣，在2012年7月27日，蘋果宣布一筆大收購，用3.56億美元收購了指紋感應器製造商AuthenTec，AuthenTec成為蘋果公司旗下的一員。

FingerPrint Card

FingerPrint Card成立於1997年，在2001年開始在移動設備端研發並量產了指紋識別晶片，但在接下來的幾年內移動設備上選擇AuthenTec晶片的產品比FPC多很多，FPC在2005年面臨倒閉，後來接受日本公司的投資才得以倖存。

在AnthenTec被蘋果收購以後，FPC在指紋識別市場上得以爆發，當然也與其十幾年的耕耘密不可分。

Synaptics

Synaptics

Synaptics由費根和卡弗米德成立於1986年，有著30年歷史的美國公司，它是一家全球領先的移動計算、通信和娛樂設備人機介面交互開發解決方案設計製造公司，2005年首款電容式觸摸手機技術就來自Synaptics。

Synaptics公司於2013年10月10日宣布以2.55億美元收購指紋識別傳感器製造商Validity Sensors，此次收購也意味著Synaptics將正式進入指紋識別市場。

在許多手機廠商開始跟進指紋識別的時候，Synaptics開始為他們提供Validity的技術，此前的Validity的滑動式指紋解鎖方案效果並不理想，可識別率與用戶體驗反響普遍不如iPhone。

隨即Synaptics調整戰略，很快開發出了和iPhone 6有著類似使用體驗，甚至反應速度更快、實際觸摸傳感器面積更小的按壓式Natural ID指紋識別晶片。

此外，Synaptics還推出過全球首個側邊滑動指紋識別解決方案——VFS6170滑動傳感器。

匯頂科技

匯頂科技

匯頂科技成立於2002年，作為人機互動領域可靠的技術與解決方案提供商，在包括手機、平板和可穿戴產品在內的智能移動終端人機互動技術領域不斷取得新進展，陸續推出擁有自主智慧財產權的單層多點觸控技術、Goodix Link技術及指紋識別與觸控一體化的IFS技術，產品和解決方案廣泛應用在華為、聯想、中興、OPPO、VIVO、魅族、樂視、三星顯示、JDI、諾基亞、東芝、松下、宏碁、華碩等國際國內知名終端品牌。

2014年5月15日，匯頂科技正式對外宣布推出適用於移動設備的觸摸式指紋識別晶片，2014年9月12日，匯頂科技攜手TPK全球首發新一代指紋識別技術——IFS。

2016年3月17日，匯頂科技在深圳舉行新品發布會上，發布由其自主研發的活體指紋識別解決方案。

據了解，這種支持活體檢測的晶片和現在常見的指紋識別晶片不一樣，它的傳感器由傳統的電容指紋傳感器和光學檢測傳感器組成，傳統的電容指紋傳感器用於收集指紋數據，而光學傳感器負責抓取一些與人體相關的信息，如手指上的心率信號、手指皮膚顏色等，傳感器的信息抓取工作完成後，它會通過匯頂科技研發的「指紋識別算法3.0」，進行數據的整合、處理，這些操作都完成後才算完成指紋識別這個工作。

匯頂科技負責人透露搭載活體指紋檢測技術的終端產品有望於2016年下半年面世。

此前，華爾街日報早前的報導，國外有研究團隊已經證實：「通過普通印表機複製出的假指紋，能夠解鎖目前大部帶指紋的手機。

如果使用的是3D複印的指紋，通過的幾率將會更高。

」現在，活體指紋識別檢測技術的誕生，能及時分別出真假指紋，從而提升指紋認證的準確性和安全性。

在這個領域還有韓國CrucialTec、挪威IDEX、深圳敦泰、上海思立微等等一眾企業，彼此技術不盡相同，分別占有各自的市場。

寫在最後：

在指紋識別手機近二十年的發展中，出現了太多的「奠基者」，西門子發現了指紋識別手機的「天窗」，富士通堅持了指紋晶片廠商的希望，蘋果實現了指紋識別手機的夢想，當然還有那些孜孜不倦、苦心研發的指紋晶片廠商在默默付出。

現在，指紋識別技術已經進入千元機行列，這意味著將有更多人得以享受到更為快捷、安全的交互方式，在這個用戶越來越重視用戶體驗及隱私安全的時代，指紋識別功能已經成為用戶最好的「安全衛士」。