眼下對于智能手機(jī)來說，什么功能最火?當(dāng)然是指紋識別，看一看最近半年發(fā)布的新款智能手機(jī)就知道了。除去金屬機(jī)身以及2.5D玻璃以外，指紋識別已經(jīng)成為許多新款手機(jī)的又一大賣點(diǎn)。那么，買一部指紋手機(jī)究竟需要花多少錢呢?這個(gè)還真不好說，算上最新發(fā)布的某品牌安卓智能手機(jī)，指紋手機(jī)的“地盤”已經(jīng)從高端機(jī)型全面擴(kuò)展到了中低端機(jī)型，價(jià)位也是從六七千元降到了最低的699元。
那么，指紋識別技術(shù)究竟有何神通，能夠在眾多炫酷功能中脫穎而出?這么多不同價(jià)位的指紋手機(jī)，其指紋識別模組又有何不同?對于售價(jià)僅699元的指紋手機(jī)，我們到底該不該放心購買呢?相信以上這些問題已經(jīng)在大家心中盤旋很久了。本期的機(jī)情觀察室，筆者將簡單的為大家介紹一下指紋識別的前世今生，看一看這舊時(shí)王謝堂前燕，是如何飛入尋常百姓家的。
手機(jī)為何采用指紋識別技術(shù)?
要說這智能手機(jī)為何看中了指紋識別技術(shù)，就必須先說一說指紋識別技術(shù)的用途以及優(yōu)缺點(diǎn)了。眾所周知，指紋的唯一性，讓指紋識別技術(shù)成為最為安全的生物識別技術(shù)之一。當(dāng)然，虹膜識別以及視網(wǎng)膜識別等技術(shù)同樣具有很高的安全性，但使用該技術(shù)姿勢很重要，再加上其較高的成本，都成為了這些生物識別技術(shù)在手機(jī)端推廣的障礙。相比之下，指紋識別技術(shù)就要隨性自由的多，再加上該技術(shù)相對較低的應(yīng)用成本以及較小的空間占用，都讓它成為了手機(jī)安全方面的寵兒。
▲指紋識別相對于其它生物識別方式更加全面準(zhǔn)確
另一方面，隨著智能手機(jī)功能的不斷增多，個(gè)人隱私安全問題開始困擾每一個(gè)人。尋找一款能夠能夠有效保護(hù)個(gè)人隱私的智能手機(jī)，成為很多用戶的硬性需求。這種情況下，各大手機(jī)廠商看準(zhǔn)時(shí)機(jī)，紛紛推出了自家的指紋識別手機(jī)，并紛紛標(biāo)榜出了固若金湯的防護(hù)功能。然而，正如之前提到的，指紋手機(jī)的價(jià)格從動輒六七千元的高端市場，已經(jīng)下探到了千元內(nèi)市場，那么，價(jià)格差異如此之大的指紋手機(jī)，其指紋識別技術(shù)有沒有什么不同呢?這就講到指紋識別技術(shù)的具體分類了。
指紋識別模塊的原理及分類
前面提到，指紋的唯一性令其可以用作身份識別的生物特征之一，而指紋識別模塊就是要通過特定的感應(yīng)模組實(shí)現(xiàn)對于個(gè)體指紋特征的識別。通俗地講也就是說，每一個(gè)指紋手機(jī)都會擁有一個(gè)指紋識別模塊，通過該模塊將用戶的指紋收集并轉(zhuǎn)化成數(shù)據(jù)，然后存儲在手機(jī)存儲的特定區(qū)域，以備在需要的時(shí)候進(jìn)行調(diào)用。而不同的指紋識別技術(shù)，其關(guān)鍵點(diǎn)就在于收集指紋的方式不同。
根據(jù)收集指紋的方式不同，指紋識別模塊目前主要分為光學(xué)式指紋模塊、電容式指紋模塊以及射頻式指紋模塊。其中，光學(xué)式指紋模塊顧名思義便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(huán)境的溫度濕度都有一定的要求，并且在識別準(zhǔn)確度上并不理想，再加上這種模塊一般會占用更大的空間，使其難以在手機(jī)端有所作為。
▲iPhone 5s指紋識別模塊
而電容式指紋模塊則是利用硅晶元與導(dǎo)電的皮下電解液形成電場，指紋的高低起伏會導(dǎo)致二者之間的壓差出現(xiàn)不同的變化，借此可實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的指紋測定。該方式適應(yīng)能力強(qiáng)，對使用環(huán)境無特殊要求，同時(shí)，硅晶元以及相關(guān)的傳感原件對空間的占用在手機(jī)設(shè)計(jì)的可接受范圍內(nèi)，因而使得該技術(shù)在手機(jī)端得到了比較好的推廣。需要指出的是，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(dǎo)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。
對于最后一種射頻指紋模塊，現(xiàn)有階段包含了無線電波探測與超聲波探測兩種，其原理都與探測海底物質(zhì)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(tài)的。這一類指紋模塊最大的優(yōu)點(diǎn)便是，手指無需與指紋模塊相接觸，因而不會對手機(jī)的外觀造成太大影響。基于這一點(diǎn)，射頻指紋模塊也成為了未來指紋識別的主要發(fā)展方向之一。
不同價(jià)位的指紋手機(jī)，其指紋識別模塊有何不同?
剛才提到，現(xiàn)在的市面上的指紋手機(jī)幾乎全部都采用了電容式指紋模塊，但是其價(jià)格確是天差地別，貴則六七千元，最便宜的卻只有699元。那么，這些手機(jī)采用的指紋模塊是否有什么不同呢?說到這一點(diǎn)，就又不得不講到電容式指紋模塊的具體構(gòu)成了。
電容紋識別模組主要由芯片(硅晶元)、藍(lán)寶石、金屬環(huán)、軟板、載板等組成，其中芯片也就是傳感器部分，而藍(lán)寶石負(fù)責(zé)作為保護(hù)層，金屬環(huán)作為指紋識別的觸發(fā)裝置。從目前的行業(yè)情況來看，有沒有藍(lán)寶石保護(hù)層是不同價(jià)位指紋手機(jī)的主要區(qū)別之一，除此之外，各廠商所采用的指紋模塊在組成上并沒有太多大的不同。而藍(lán)寶石保護(hù)層的作用無非是對傳感器起到防護(hù)作用，防止因劃傷導(dǎo)致傳感器失靈或是靈敏度降低。需要說明的是，藍(lán)寶石保護(hù)層對于指紋模塊成本的影響相對較大，目前采用藍(lán)寶石保護(hù)層的指紋模塊大概價(jià)格在10美元左右，而不采用藍(lán)寶石保護(hù)層的指紋模塊則只需7美元或是更少。
▲iPhone 5s指紋模塊的相關(guān)構(gòu)成
需要說明的是，蘋果在iPhone上采用的指紋模塊還包含了射頻識別功能，這種電容式別結(jié)合射頻識別的雙重認(rèn)定方式，能夠帶來更好的實(shí)際體驗(yàn)，這也是目前其他手機(jī)廠商所不能做到的。不過，目前曝光的高通最新的超聲波指紋識別技術(shù)，有望在用戶體驗(yàn)上超越蘋果。根據(jù)目前的消息，高通正在研發(fā)的超聲波指紋識別技術(shù)，允許用戶在不接觸指紋模塊的情況下進(jìn)行指紋識別操作，甚至是隔著玻璃屏幕。這一點(diǎn)將會為指紋手機(jī)的工業(yè)設(shè)計(jì)帶來全新的思考方向，也許就在今年下半年，我們就能見到隱藏指紋模塊的指紋手機(jī)了。
指紋手機(jī)價(jià)格差距為何如此之大?
雖然7美元與10美元之間的差距并不算小，但對于售價(jià)幾百美元的手機(jī)來說，這點(diǎn)成本算不得什么。那么，究竟是什么導(dǎo)致現(xiàn)在指紋手機(jī)價(jià)格天差地別的呢?其實(shí)，真正的原因在于成熟的技術(shù)方案，以及隨著時(shí)間的推移更低的量產(chǎn)成本推動了指紋模塊在手機(jī)端的應(yīng)用。
▲單晶硅的加工工藝不斷提升，成本日益下降
就像是五年前，800萬像素的攝像頭都只出現(xiàn)在旗艦機(jī)型上一樣，指紋模塊最初也僅出現(xiàn)在了高端機(jī)型上;但隨著硅晶元量產(chǎn)技術(shù)的提升，以及藍(lán)寶石等相關(guān)材料制造工藝的改進(jìn)，指紋模塊的裝載成本大大降低，指紋識別功能也就開始出現(xiàn)在了更多的中低端機(jī)型上。舉例而言，根據(jù)相關(guān)產(chǎn)業(yè)內(nèi)人士透露，類似蘋果、匯頂?shù)扔盟{(lán)寶石做保護(hù)層的指紋識別模組的成本也大概僅有10-13美元，未來這個(gè)價(jià)格還會更低，這對于中低端機(jī)型來說，是完全可以承受的。所以說，單一指紋模塊的成本差異并不是造成指紋手機(jī)價(jià)格天差地別的最主要原因。
▲售價(jià)3000+的iPhone 5c并不支持指紋識別功能
從另一個(gè)角度來說，各手機(jī)廠商對于指紋識別模塊的不同態(tài)度，導(dǎo)致該技術(shù)出現(xiàn)在了不同定位的機(jī)型上。對于蘋果來說，不在定位偏低的iPhone 5c上使用指紋模塊，是iPhone營銷策略的一部分，該做法有助于為高端機(jī)型帶來更好的銷量。而對于推出低價(jià)指紋手機(jī)的國產(chǎn)廠商來說，手機(jī)內(nèi)置指紋模塊只是提升手機(jī)賣點(diǎn)的一個(gè)手段而已，包括699元的某國產(chǎn)指紋手機(jī)，它的指紋模塊很可能并不會差到哪去(目前暫時(shí)無從考證)，但對于該機(jī)的其他配置來說(包括該機(jī)的工業(yè)設(shè)計(jì))，其整體水準(zhǔn)必然是大打折扣的。
關(guān)于指紋手機(jī)的購買建議
從用戶的角度來說，無論是6088元的指紋手機(jī)，還是699元的指紋手機(jī)，以指紋識別為功能賣點(diǎn)進(jìn)行選購，為的無非是一種全新的體驗(yàn)。而對于指紋手機(jī)來說，其實(shí)際使用體驗(yàn)往往不僅僅取決于指紋模塊的本身規(guī)格如何，廠商在該機(jī)上市前對于相關(guān)功能進(jìn)行的優(yōu)化同樣是十分重要的。以魅族MX4 Pro為例，作為國產(chǎn)手機(jī)中較早采用指紋識別功能的廠商之一，魅族采用了國內(nèi)IC供應(yīng)商匯頂科技的電容式指紋模塊。該模塊在硬件規(guī)格書上與蘋果采用的指紋模塊具有很高的相似性，匯頂科技為了讓該模塊能夠在魅族MX4 Pro上獲得更好的用戶體驗(yàn)，專門準(zhǔn)備了一個(gè)技術(shù)小組針對該機(jī)型進(jìn)行優(yōu)化，而最終的結(jié)果也表明，這樣的前期投入是值得的。
▲蘋果的Touch ID包含了360°識別等多項(xiàng)細(xì)節(jié)優(yōu)化
而對于成本更低的指紋手機(jī)來說，這樣的前期優(yōu)化往往是無法實(shí)現(xiàn)的。因?yàn)楫?dāng)一款手機(jī)的硬件成本已經(jīng)接近其真正售價(jià)的時(shí)候，廠商無法再拿出更多的錢進(jìn)行體驗(yàn)方面的優(yōu)化。也就是說，即使低價(jià)指紋手機(jī)也采用了相同規(guī)格的指紋模塊，價(jià)格較低的那款機(jī)型也必然會帶來更差的用戶體驗(yàn)。所以從這個(gè)角度來講，筆者還是建議用戶選購一些知名廠商的明星級產(chǎn)品，我們常說的一分錢一分貨往往不僅僅是硬件模塊的疊加，不然的話，硬件成本僅有兩千多元的iPhone也不會如此暢銷了。
