指纹识别发展史原创 1973手机馆 2020-08-18 13:23:35
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指纹识别在当下，已经是非常普遍的技术，屏下指纹都已成为千元机的标配，一起来回顾一下指纹识别的发展历程吧。
最早的指纹识别出现在什么时候呢？10年前？20年前？50年前？非也非也，出现在大约3800～3500年前，想必大家都听说过签字画押。
我国新石器时代的仰韶文化遗址、二里头遗址出土的陶器有明显纹理清晰的指纹痕迹，说明古人已经会使用指印了。
《周礼·天官·小宰》载“听称责（债）以傅别、听取予以书契、听卖买以质剂。”《周礼·地官·司市》亦载“以质剂结信而止讼，以贾民禁伪而除诈”。都说明了做买卖要签字摁手印。
好了，不扯淡了，回到正题。
指纹的研究在19世纪的欧洲演变为了一门专业的学科，其主要作用是用于侦破案件和人口管理，还没有进入安全保密的领域。
西门子：第一款指纹手机1998年，西门子公司基于Bromba公司的刮擦式指纹识别技术，研发出了世界上首款搭载指纹的手机：西门子(SL10)1088，第一次推出了上下开合、屏幕与按键分离的手机，也就是最早滑盖手机的形态。
虽然诺基亚在1996年就推出了可以滑动的8110，但8110的滑动方式只是键盘上的一个塑料盖子。
西门子(SL10)1088
西门子(SL10)1088的指纹位于背部，这是一款没有量产的原型机，也只是一部功能机。
这部特别版SL10装有一个SIM卡大小的金属片指纹感应器，最多支持59个指纹，每个不同的指纹都有不同的使用权限。这部手机的诞生，使得指纹技术作为手机的安保方式开始逐渐走向成熟。
刮擦式指纹识别采用一维的线性传感器，像素排列只有一行，需要手指从传感器上缓慢划过之后，再拼接成完整的指纹进行识别。
诺基亚8110
其实刨根问祖，诺基亚8110也不是第一部滑盖手机，1993年的索尼CM-H333才算是最早翻盖手机，把听筒上推滑盖接听电话，滑下结束通话。
索尼CM-H333
萨基姆SAGEM：第一台量产指纹手机仅仅两年之后，首部量产级别指纹识别手机便来临了。
法国公司SAGEM，于2000年推出的萨基姆MC959，是世界首款量产的指纹识别手机，这款手机是一部功能机，指纹识别位于背部，手机的指纹仅仅用来验证PIN码。萨基姆MC959使用的指纹技术来自于意法半导体(已经退出市场)。
2001年，Handspring Visor，这是一款基于Palm OS的PDA（掌上电脑）产品，指纹识别模块来自瑞典公司FingerPrintCard (FPC)。同年，惠普推出了内置指纹识别传感器的iPAQh5400。
随后三星也推出了一款名为Pass－Phone的指纹手机，用指纹代替了常规的数字口令，可以在手机上进行银行转账，还可以凭指纹进行电子商务活动、收发电子邮件。
富士通：首款正面指纹识别2003年７月，日本电信公司富士通，推出了全球首款正面指纹识别手机：富士通F505i，指纹技术技术来自之后被苹果收购的AuthenＴec公司。
富士通F505i
10多年来，富士通推出了无数指纹识别手机，但大多只在日本国内售。如F900i、F506i、F901iC、Genesis、F902i、F903i、F904i、F1100、F905i、F-09A、F-01B、F-03B、F-01C……数量占当时指纹机总数的70%左右，虽然市场反响平平，但日本企业的那股执着劲，一直让富士通默默地充当了手机指纹的推动者和探索者。
国产指纹手机？我们国产手机做指纹识别，迈出第一步的并不是大众以为的在苹果之后的魅族，也不是vivo，而是波导和CECT，在非智能手机时代就尝试指纹识别了，说起来比苹果早7年，当然二者体验不是一个等级的。
2005年，波导发布了E868手机，搭载了中科院自动化所田捷博士团队自主研发的嵌入式指纹认证模块，只是该模块并没有直接嵌入在手机之中，而是一个单独的产品，在通过充电接口与手机相连后，可以进行指纹识别。
波导E868
2007年，中国电子集团旗下中电通信（CECT）推出首部“指纹待机王”：CECT T100。这款手机指纹识别位于手机方向键区域，是刮擦式指纹，使用时需要上下滑动手指。
CECT T100
细心的朋友会发现这款手机没有上下导航键键，因为T100指纹识别模块搭载了独创的“指纹鼠标”功能，集成了上下选择滑动的功能。
T100的指纹可以分别加密手机中的电话薄，通话记录和短信。同时CECT还和“中关村在线”推出了“重金招募手机玩家”的活动，从全国选出了两位骨灰级玩家用各种方式破解T100的指纹识别，最终两位都没有突破CT100的安全防线。
摩托罗拉：指纹、电源键合二为一2011年4月，摩托罗拉推出MB860，将指纹和电源键结合在了一起，国际型号为Atrix4G，其实只是北美运营商AT&T的定制版，支持4G网络(其实就是HSPA+，只能算是“伪4G”)。
摩托罗拉MB860
指纹识别同样采用了AuthenTec的方案，不过由于指纹识别模块的种种技术问题，这款手机依然是刮擦式解锁，位置也比较奇怪，在手机背部上方，很难够到。
这部手机搭载的是 NVIDIATegra 2 双核处理器，支持扩展坞连接电脑，Android 2.2系统。
指纹识别厂商截止前面，大家已经知道了几个提供指纹技术的公司，除了意法半导体已经退出市场，其他还有很多指纹技术模块提供商。
瑞典的FingerPrint Card（FPC）：
成立于1997年，位于瑞典哥德堡，创始人是伦纳特卡尔森，在2005年一度无法运营下去将要面临倒闭，好在后来接受了日本公司的投资才幸存了下来。
2013 年的时候 FPC 开始大举进军智能手机市场，由于 AuthenTec 只对苹果提供， FPC 2014年收购Anacatum后成为中国安卓手机指纹识别市场的霸主，一度市占率达9成以上，成了非苹果手机阵营的老大。
前些年华为荣耀系、mate系、中兴ARON、魅族MX5、OPPO R7Plus、一加OnePlus 2等都是采购自FPC。FPC2015年、2016年是指纹识别市场上的老大，与国内前四大厂商华为、OPPO、vivo 、小米都有合作，魅族、三星也是客户之一，除了智能手机外还有戴尔、华硕笔记本等产品使用它的指纹识别芯片。
华为在前些年一直是使用FPC指纹传感器供应商，后来才分散采购。2017年开始FPC先在华为P10上输给了Goodix，后又在Mate10上输给了思立微。
美国苹果的AuthenTec：
成立于1998年，2007年AuthenTec在纳斯达克上市，2011 年，AuthenTec研发出来了正面按压式的电容指纹识别技术，称之为“TruePrint”，向LG、富士、三星、诺基亚、苹果等大客户展示，最终只有苹果感兴趣。
2012年7月，苹果公司3.56亿美元收购了AuthenTec公司，随后AuthenTec开始停止向第三方销售指纹芯片。
2015年6月，苹果又从倒闭的生物识别安全公司Privaris购买了大量与指纹识别及触控屏技术相关的专利。
苹果的风格一向就是这样，相关的技术供应厂商，能收购就收购。
中国的汇顶Goodix：
成立于2002年，2011年获得处理器大佬联发科的子公司投资，累计持有汇顶科技的持股约为 15.91%。在FPC蒸蒸日上上时，汇顶也渐渐赢得国内厂商的订单，并最终反超FPC，魅族的旗舰 PRO 6 Plus 就首发搭载了汇顶的活体指纹识别芯片。
2017年3月，汇顶的指纹芯片出货量超过FPC，在MWC2017 大会上，汇顶发布了自己的屏内指纹识技术。
2017年，OPPO封杀汇顶科技，将其列入供应商禁用名单长达五年时间，转而向思立微采购，OPPO R17屏幕指纹芯片便是由思立微独家供货。
汇顶的故事，以后会单独讲述一期。
美国的Synaptics（新思）：
成立于1986年，人机界面领导者、笔记本触摸板触摸板大佬，2013年收购Validity进军指纹识别领域，之前以滑动式指纹方案为主，2015年推出按压式指纹识别技术。
2015 年初，Synaptics 也针对高端移动设备推出了按压式（Natural ID）指纹识别技术，Synaptics 是三星、HTC、华硕的供应商之一。
小米8透明探索版、vivo X20的屏下指纹传感器就来自新思。
美国高通：
2015年发布Sense ID 3D超声波指纹识别技术，小米5S、三星S10的超声波屏幕指纹由高通独家供应。
中国台湾神盾：
2007年成立，2015 年底神盾在台湾上市，三星A系列手机独家指纹供应商。后来逐渐拿到了联想及华为的订单，如荣耀Honor 30 Pro／Pro+及nova 7 Pro系列。
中国台湾敦泰：
全球领先的人机界面解决方案提供商，拥有全球最完整的电容屏触控方案、全方位的TFT LCD显示驱动，进入行业很早。
2014 年 9 月 24 日敦泰与挪威指纹辨识厂IDEX 合作发布了完整的指纹识别方案，但是之后敦泰的指纹业务差不多就陷入了停滞，目前敦泰指纹芯片出货非常少。
主要原因是原有技术团队骨干出走。一部分人跟着莫良华（敦泰原副总）成立了信炜科技，另外一批人则成立了芯启航，这两家公司都定位于指纹识别领域。
迈瑞微：
成立于2014年3月，最初在指纹门锁市场，“国产iPhone 6”（山寨高仿），采用的就是迈瑞微的指纹识别芯片，迈瑞微号称是全球首家采用 TSV 封装技术的指纹芯片供应商，TSV 封装技术，是 Apple Touch 采用技术方案，技术成熟，迈瑞微有自主专利技术，刚好避免了纠纷。
上海思立微：
2010年10月成立，随后被兆易创新收购，2018年11月，汇顶科技起诉思立微侵权其所拥有的3项专利背叛无效。
OPPO R17和华为Mate10的指纹供应商，主要客户是华为和OPPO。
除了以上几家，还有深圳芯启航、贝特莱、信炜、比亚迪微电子、中国台湾茂丞科技、上海图正、京东方、成都方程式、台湾映智科技、费恩格尔、台湾义隆电子等等厂商，业务不局限于手机指纹传感器。手机公司选择供应厂商都是两手甚至多手准备，苹果除外。
涉及的手机型号不全，由于篇幅有限，机型太多，敬请谅解。
苹果：首创正面按压指纹2013年9月，苹果发布iPhone 5s，首次采用了正面按压式电容识别方案。
TouchID采用的是电容式单电触摸传感器，当用户手指触碰到指纹识别区域时候，可从不同角度扫描用户皮肤表层，生成一个非常详细的三维指纹图。
TouchID的指纹数据会全部集中封存在苹果A7处理器之中，不会上传到iCould中，可以做到“一机一号”。把一台手机的TouchID传感器拆卸下来，装到另一台iPhone上，是无法工作的。
在5s之前做指纹的手机，没有100个，也有50个，但是人们一聊起指纹记住的却只有苹果，这其中有一部分原因是苹果依靠它在行业内的巨大销量和话语权。
苹果做出首款按压式指纹也许有巧合的成份，但更多的是苹果对技术的敏锐嗅觉，这也是苹果老谋深算的体现，能够把按压式指纹与自己独有的Home键做到融合。
千年老二：HTC这个词送给HTC太合适不过了，不管是当年的第一台智能手机、还是智能手机的指纹识别，HTC都慢苹果一步，非常可惜。
2013年10月，HTC One Max发布，这是是继iPhone5s后关注度最大的指纹识别的手机，苹果推出指纹之后，大家都在等其他厂家的跟进。
其实从发布时间来看，这部手机的研发周期跟iPhone5s基本同期，发布时间也就相差一个月， 不幸的是在Touch ID的光环之下，HTC One Max的指纹识别的体验有点鸡肋，关注不大。
HTC One Max
因为指纹技术来自美国的老牌触控供应商Synaptics (Validity) ，是刮擦式，相
比Touch ID的按压式，刮擦式技术落后，体验一般，而且放在背面，很多人不易理解。
历史就是这样，大家只会记住最出名的，没人会记得默默无闻的第一名和仅次于冠军的第二名。
魅族：国产第一款正面按压式指纹说到国产手机指纹识别，大家第一个想到魅族，然而事实却是，魅族之前，有不少国内厂家已经跟进了指纹识别。
2013年12月的VIVO Xplay 3S (FPC 的后置刮擦式)、2014年9月华为Mate 7采用了FPC的后置按压式，虽然是后置，但是相比体验差劲刮擦式，后置的按压式至少可以用了。
这和HTC的窘境是一样的：大家只会记住最出名的，没人会记得默默无闻的第一名和仅次于冠军的第二名。
2014年11月，魅族MX4 Pro发布，这是国产手机史中一款划时代的产品，打破了Touch ID在正面按压式指纹识别上的垄断，给业界带来了另外一种可能。
骄傲的不是魅族借鉴苹果，而是给魅族提供指纹技术支持的是一家来自中国本土的厂商一Goodix (汇顶)。
MX4 Pro所带来的指纹体验几乎接近Touch ID，同样的正面按压、带蓝宝石玻璃覆盖、支持指纹支付，魅族随后在其上开发出了Mback的交互方法，这也令汇顶这个名不见经传的厂商开始被大家所讨论和接受。
魅族做这款指纹的过程中，没有想象的顺利。除了苹果，没有人做过正面按压，而且汇顶的技术也没有人用过，这个风险非常大，如果没有做好，整条产品线就废了。
三星：姗姗来迟苹果、HTC都露过头角了，老大哥三星作为一家手机巨头，在苹果的Touch ID出来两年多后，在2015年4月才做出一个跟Touch ID体验接近的指纹识别：三星S6。使用的技术仍然是三星的老相好Synaptics，抛弃了S5上刮擦式指纹的前耻，终于做出了正面按压式。
三星S5（左）、三星S6（右）
早期三星手机的指纹全部来自Synaptics公司，它的技术实力跟FPC有点差距，指纹芯片表面无法做到蓝宝石，加之突起的按键设计，三星手机一直被人诟病指纹容易刮花。
倔强的侧面指纹2015年５月，努比亚Z9尊享版出现在大家视野之中，这是首部搭载侧面指纹解锁的手机，但没有立马上市，很可惜。
2015年7月，全球首款千元指纹识别智能机酷派大神Note3发布，标志指纹识别第一次下放到千元机行列，是一部对指纹识别技术普及做出巨大贡献的产品。
2015年9月，在柏林，最终第一部上市侧面指纹识别手机被索尼XperiaZ5夺走，采用的是Synaptics的方案，侧面指纹识别成了大家对索尼的印象，又应了那句话：大家只会记住最出名的，没人会记得默默无闻的第一名和仅次于冠军的第二名。
2016年4月，魅蓝note3发布，标志着手机行业又一历史进步，一款售价799元的魅蓝note3，搭载了正面按压式指纹识别，魅族产品从上到下全线都配备了正面指纹，标志着指纹识别手机成功普及到了百元机。
屏下指纹识别2017-2018年，全面屏手机可以说是当时最为火爆的设计，所有大大小小的手机厂商都在推出自家的全面屏旗舰。不过同样面临着诸多的问题有待解决，为了追求极致屏占比，指纹识别“被迫”转移到了背部。
巨丑的背部开孔，让大家都盼望着屏下指纹识别的快点到来，就跟我们现在盼望屏下摄像头一样急切。
2016年12月，美国Synaptics发布首款屏下光学指纹传感器，在不开孔的同时支持最大 1mm的玻璃盖板。
MWC2017 大会上，汇顶发了屏内指纹识别技术。
2018年1月10日，vivo在美国CES2018展示屏幕指纹技术，采用来自Synaptics的传感器芯片。本来大家都以为这只是概念产品，上市不知道哪一天去了。
然而，仅仅十几天以后，vivo就发布了这款手机：全球首款指纹识别手机vivo X20 Plus屏幕指纹版，搭载正面光学屏幕指纹识别，来自 Synaptics 首款量产的屏下指纹识别传感器 FS9500 Clear ID。到x21同时采用了来自汇顶和 Synaptics 两家供应商的屏下指纹方案。
如今屏下指纹识别，已是家常便饭，下期简单讨论讨论屏下摄像头的几种实现方式。手机的屏下指纹识别在大体上分为三种类型：
光学型：
上班的打卡机利用的就是光学指纹识别技术，主要是依靠光线反射来探测指纹回路。最常用的指纹识别技术，最早在手机上应用。
由于LCD屏幕无法自发光，目前光学屏下指纹识别的产品都采用OLED屏幕。
光学屏下指纹主要有汇顶，新思，思立微三家供应商，其中汇顶最早发布光学屏下指纹，现已发展到了我也不知道第几代，厂商想说第几代就第几代的阶段。
超声波：
进行指纹识别时，超声波传感器发射超声波，入射到手指上，由于指纹存在脊和谷，导致超声波传播路径长度不同，反射波到达接收器的时间就有所差异，处理差异就可以描绘指纹图谱，因此抗污能力高抗污能力高（湿手也能识别），安全性相较，超声波传感器的尺寸很小。
手机上超声波指纹识别技术的主推者为高通，2015世界移动通信大会上推出。乐视在2016年1月、小米在2016年9月就推出了超声波指纹识别手机，不过被骂的挺惨，三星后来也采用了超声波指纹识别。
电容型：
利用指纹的立体特性使用像素感应器来测量像素区，对比皮肤层和传感器层原件的电压和参考电压，生成指纹的电信息图像。由于获取的是电信息，这对于皮肤的清洁程度要求降低。这也是目前较为主流的手机指纹识别系统，苹果的TouchID、汇顶正是使用了电容型。
电容式指纹识别是手指直接触摸的识别方案，想要做到屏幕下面，因为隔了屏幕，穿透能力较弱，技术还在研究中，尚未成熟。
指纹识别技术的发展，的确为手机及其他各类产品，大大的提升了安全性和保密性，不过虽然屏下指纹技术很成熟，但这绝不是终点，未来的手机解锁和安全方式，还有很多挑战，很多无法想象的各种生物技术等等。
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