細聊指紋識別發展史

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智慧型手機經過這麼多年的發展,在外觀和功能越來越趨同的同時,還能做到差異化是一件難能可貴的事情,例如在手機上加入指紋就是不少廠商一直在折騰的事情。

一提到指紋識別,也許大家記住的只有蘋果的 Touch ID,但是在這之前的十年間,指紋識別是如何一步一步進入尋常百姓家的呢?

人的指紋具有終身不變性、唯一性和方便性,被用作來代替輸入繁瑣且容易忘記的密碼再合適不過。

手機作為使用最頻繁的移動設備,各廠商為了實現把指紋識別移植到手機上,也做了不少嘗試。

噱頭大於實用,摸索中的黑暗期

  • 西門子 1998 年

最早在1998年,那時候的指紋識別技術才興起沒多久,西門子就展示了他家的指紋識別手機。

這也是世界上首款搭載指紋識別技術的手機,只是一部原型機,並沒有量產,但它的偉大之處在於向世界證明了手機搭載指紋的可行性,意義非凡。

指紋技術來自 Bromba 公司,識別形式為刮擦式(滑動式),解析度已經達到了 500 dpi ,有趣的是,它就是現在很多背部指紋手機的鼻祖,那時並沒有設置密碼的需求,頂多就用來驗證一下 PIN 碼。

  • SAGEM MC 959 2000 年

SAGEM 的 MC 959 是歷史上第一部量產的指紋識別手機,但是鮮為人知。

來自法國,目前已退出了手機市場。

使用的是意法半導體的指紋技術,由於功能機時代的局限,指紋識別同樣僅用於驗證 PIN 碼。

  • Handspring Visor 2001 年

當時不僅在手機上嘗試指紋,也有在非常流行的 PDA 上加入指紋,Handspring Visor 就是其中一個,其搭載的指紋識別模塊來自 FingerPrint Card(FPC)。

FPC 這個名字想必大家都很熟悉,後面會講到它的歷史。

  • 富士通 F505i 2003 年

熱衷於嘗試各種新功能的日系廠商富士通從 2003 開始,就不斷在手機上搭載指紋功能,雖然沒有引起業界轟動和跟進,但它仍然是堅持不懈,在蘋果的指紋出來之前,市面上買得到的帶指紋的手機富士通占了 70% 左右。

F505i 也是富士通推出的第一款指紋機,技術來自後來名聲大震的 Authentec。

  • MOTO MB860 2011 年

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。

指紋技術同樣來自 AuthenTec,但仍舊是刮擦式,並與電源鍵結合,這點跟後來一些結合在側邊電源鍵上的廠家不謀而合。

這款手機在當時引起的關注非常大,並不是因為它具備指紋功能,而是首款雙核,那時的摩托羅拉在手機界可是如日中天。

但是,這款手機的指紋識別並沒有引起大家的關注,主要是刮擦式解鎖體驗不佳,同時還會經常失靈,遇到汗漬什麼基本殘廢。

在當時,我們可以看到,有名的指紋識別技術的公司就那幾家:瑞典的 FingerPrint Card,美國的 AuthenTec,意法半導體(ST Micro,現在已退出市場)。

經過十年的發展,指紋識別技術的進步依舊不明顯,可以看到幾家的技術都還是最初的刮擦式,使用的時候需要手指緩慢滑過傳感器,然後獲得完整的指紋圖像進行比對確認。

iPhone開創先河 ,再一次改變世界

  • iPhone5s 2013 年 9 月

iPhone5s 是首款搭載正面按壓式指紋識別的手機,並把指紋叫做 Touch ID。

在 5s 前面做指紋的手機也有上百個,但是人們一聊起指紋記住的卻只有蘋果。

這其中有一部分成份是蘋果依靠它在行業內的巨大銷量和話語權,讓大家一瞬間就記住了 Touch ID,以往任何一個那具備指紋的手機都沒有一個達到過這個高度,十分之一的聲音都沒有。

還有,Touch ID 不僅僅只是一個指紋,它更是一個圍繞著指紋展開的生態系統,它具備所見即所得的正面按壓,跟 Home 鍵完美融合,支持指紋解鎖,還可以做到指紋支付,Apple Pay 等等,在你需要用得到密碼的地方它都可以無縫代替,開放 API,可以做到支持更多的應用,滲透在系統的每一個角落,讓你用了就忘不了。

最後,Touch ID 具備之前所有指紋所沒有達到過的優秀體驗。

既是正面,又首個做到了按壓式,也就是一個按壓 Home 鍵的動作就完成了解鎖,幾乎是零學習成本,真正做到了將科技進步就是你感覺不到它的存在。

指紋背後的英雄,江湖故事

  • FPC 和 AuthenTec

FPC 來自瑞典,老牌指紋識別技術公司,成立於 1997 年。

AuthenTec 來自美國,也是一家老牌指紋識別技術公司,成立於 1998 年。

在 2000 年頭,這兩家公司分別做出了自家的指紋識別晶片,並都在手機上實現了量產。

在接下來的幾年,明顯感覺到移動設備上選擇 AuthenTec 晶片的產品比 FPC 家多了很多,在這種被壓著打的窘況下, FPC 在 2005 年一度無法運營下去將要面臨倒閉,好在後來接受了日本公司的投資才倖存了下來。

這兩家依舊在繼續研發著指紋技術,在接下來的幾年,指紋也一直不溫不火,技術還停留在刮擦式級別,時間一溜達就到了2012年。

12年初,AuthenTec 終於研發出來了正面按壓式的指紋技術,並且向LG、富士、三星、諾基亞、蘋果等大客戶展示,然而最終只有蘋果感興趣。

所以說,蘋果做出首款按壓式指紋有巧合的成份,但更多的是蘋果對技術的敏銳嗅覺。

這也是蘋果老謀深算的體現,一看到這種按壓式的指紋技術與之前的刮擦式在體驗上有著天壤之別,結合自己獨有的 Home 鍵可以做到完美融合,所以直接開價將其收歸麾下。

有意思的是,從 2000 年開始,在可移動設備的指紋技術領域,AuthenTec 一直是 FingerPrint Card 的死對頭,它倆的市場差不多是 8 / 2 開。

在技術實力上,AuthenTec 確實要更牛掰一些,所以 FPC 一直都處於被壓制的地步。

現在好了,AuthenTec 被蘋果這麼一收購,從今往後,FingerPrint Card 在指紋識別的市場上就是直掛雲帆濟滄海。

沒有了勁敵 AuthenTec,趁著手機指紋的熱潮,FPC 加大研發投入,出貨量猛增,股票價格在這幾年間翻了幾十倍。

不過人家 1997 年進入這個行業,並在 2001 年開始在移動設備端研發並量產了指紋識別晶片,十幾年的耕耘,終於趕上了好時代得以爆發也理所應當,這就是所謂的十年磨一劍。

看到 FPC 現在的輝煌,不知 AuthenTec 作何感想,要是能回去,是不是就不會接受蘋果的收購了呢。

不過要是沒有蘋果的收購做出 Touch ID,也許就沒有現在的指紋熱潮,也許 AuthenTec 和 FPC 依舊過著結結巴巴的競爭生活。

悲情英雄——富士通

在手機的指紋識別技術推廣中,日本的富士通做出了不可埋沒的貢獻。

從 2003 年推出自己的第一款指紋機 F505i 到 2013 年這十年間,不間斷地出了幾十款帶指紋的手機,這裡隨便列舉一些: Fujitsu F505i 、F900i、F506i、F901iC、Genesis 、F902i、F903i、F904i、F1100、F905i、F-09A、F-01B、F-03B、F-01C……數量占當時指紋機總數的 70% 左右。

一直採用 AuthenTec 的技術,由於採用刮擦式,指紋功能叫好不叫座,並沒有引起同行的效仿和消費者的好評。

但是堅持十年這一點值得敬佩,只有它在陪著技術供應商慢慢前進,不得不說是一個勇敢的探索者。

只是令人唏噓的是當體驗發生翻天覆地變化的按壓式指紋識別出時,誰還記得這個在指紋方面耕耘了十年卻顆粒無收的傢伙,甚至連富士通手機也漸漸淡出了人們視野。

  • HTC One Max 2013 年 10 月

HTC One Max 是繼 iPhone5s 後關注度最大的一個帶指紋識別的手機,因為蘋果發布指紋之後,大家都在翹首期盼著其他廠家的跟進。

其實這部手機的研發周期跟 iPhone5s 基本是同期,發布時間也就相差一個月,不幸的是在 Touch ID 所帶來的巨大光環之下,Max 的指紋識別看起來就是一個笑話,甚至被評為雞肋、垃圾。

Max 的指紋技術來自美國的老牌觸控 IC 供應商 Synaptics(Validity),依舊是刮擦式,相比 Touch ID 的按壓式,刮擦式的方案還是上個世紀的技術,而且還在背面。

在這之後也有不少國內廠家跟進了指紋識別,有 VIVO Xplay 3S(FPC 的後置刮擦式)、三星 S5(Synaptics 的前置刮擦式),好一點的是華為 Mate 7,採用了 FPC 的後置按壓式,雖然是後置,但是相比不能用的刮擦式,後置的按壓式至少可以用了。

全面普及,指紋識別成為必備功能

  • 魅族 MX4 Pro 2014 年 12 月

魅族 MX4 Pro 是一款劃時代的產品,打破了 Touch ID 在正面按壓式指紋識別上的壟斷,給業界帶來了另外一種可能。

只是萬萬沒想到的是,給魅族提供技術支持的是一家來自本土的廠商——Goodix(匯頂)。

MX4 Pro 所帶來的指紋體驗幾乎接近 Touch ID,同樣的正面按壓、帶藍寶石玻璃覆蓋、支持指紋支付,這也令匯頂這個名不見經傳的廠商開始被大家所討論和接受。

魅族在研發指紋的過程中,並沒有外界想像的那麼順利。

除了蘋果,沒有人做過正面按壓,而且匯頂的技術也沒有人用過,這個風險非常大,如果指紋沒有做好,這條產品線就廢了。

匯頂為了做好 MX4 Pro 的指紋,把公司所有的技術人員都搬來了魅族駐紮了兩個月,沒日沒夜地調試改進,最終實現的效果大家有目共睹,非常不錯。

這是兩個中國科技公司聯手締造的一個勵志故事,並不是所有核心技術都是外國的,一家中國的手機公司和一家中國的指紋技術公司,兩者共同開發,締造了一個業界傳奇——安卓首款正面按壓式指紋識別。

Goodix 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,緊接著,FPC 和 Synaptics 也快速跟進了前置指紋晶片。

  • 三星 S6 2015 年 4 月

三星作為一家手機巨頭,在蘋果的 Touch ID 出來兩年多後,才做出一個跟 Touch ID 體驗接近的指紋識別——三星 S6,有點說不過去。

使用的技術仍然是三星老相好 Synaptics ,一雪 S5 上刮擦式指紋的前恥,終於做出了正面按壓式。

我們可以看到,三星手機的指紋全部來自這家 Synaptics,它的技術實力說實話跟 FPC 都有一點差距,指紋晶片表面無法做到藍寶石,加之突起的按鍵設計,三星手機一直被人詬病指紋容易刮花。

  • 魅藍 note3 2016 年 4 月

如果說 2013 年蘋果發布 Touch ID 是指紋元年的話,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。

魅族產品從上到下全線都配備了正面指紋,甚至連一款 799 的魅藍 note3 都用上了,使用的是匯頂的指紋技術,表面覆蓋了強化玻璃。

從上圖可以看出,指紋識別的手機在 2015 呈現爆發趨勢,差不多是前十年的總和,這要得益於指紋識別晶片供應商技術日益成熟和產業鏈逐步完善。

不出意外,2016 年的數量會再翻一番,指紋的功能也會越來越豐富,滲透到系統各個方面。

說完了這些年指紋識別的發展,大家可以從上圖看到,與以前大家只能做刮擦式不同,現在每一家都可以做到體驗更好的按壓式。

這就是手機廠商和晶片公司相輔相成所推進的結果,只有手機廠商願意用他們的晶片,他們賺了錢才能投入更多的研發去發展新技術。

所以這個同業在這兩年進步飛快,加速了指紋普及的進程,也造就了幾大指紋晶片的供應商技術都開始趨同。

值得慶幸的是在這些技術提供商裡面,看到了像匯頂這樣半路殺出來的黑馬,打破了蘋果的壟斷;也看到了魅族這樣的手機廠商在指紋方面激進的策略,帶來了更好用的指紋手機。

最後,回顧近 20 來年的手機指紋發展歷程,我們應該記住西門子這樣的開創性的公司,它帶來了第一部帶指紋的手機,讓手機上實現指紋提供了可行性方案。

我們也應該記住富士通,在指紋普遍不被人們看好的那十年間,它的不斷堅持才給了晶片廠商繼續研發下去的希望,才有了技術一代一代的更新。

我們也要給蘋果鼓掌,它真正帶來了指紋識別的普世性,做出了好看又好用的指紋識別,推動了整個行業的快速進步。

最最後,我希望指紋識別的最終形態是看不出是指紋識別,融合在前玻璃面板中。

預告:

在指紋識別技術開始進入穩健發展期之後,各家手機廠商在使用指紋技術上也有了不同的看法,像華為,一直採用背部按壓式;小米則一開始在低端機上使用背部按壓,最近發布的米5 又設計成前置;而 OPPO 跟小米一樣,前後式搖擺不定。

魅族則一直堅持使用前置按壓。

還有一些是直接放在側邊。

在這五花八門的指紋方案中,前置好還是後置好,似乎從16年大家不謀而合開始使用前置來看,前置似乎成了一個趨勢,雷軍在發布會上甚至說:做好前置指紋非常難。

那麼,做好前置指紋到底難在哪裡?

筆 戈 想 知 道

前置指紋識別,就問你還有 sei ?


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