指纹模组演进背后：雷军和小米的发烧之旅

只要做好旗舰手机的三个问题——性能强劲的处理器，独具匠心的 ID 设计，流畅贴心的使用体验——还得不到解决；只要在某些人的心目中小米还是 Low 逼的形象，换句话说，同时也是从更广的意义来说，只要这世界上还有对科技的狂热和偏见，那么，雷军和小米工程师的努力就都不会白费。

雷军：我们的用户群和我们自己都是发烧友，喜欢用世界上最酷的东西。

虽然雷军宣称：从小米 4 开始，迈出了对工艺探索的步，但“一块钢板的艺术之旅”包装下的奥氏体 304 不锈钢，也着实刷新了用户对于生活中锅碗瓢盆的认知。

但要说真正使小米手机厌弃“没有设计就是设计”的搪塞，终于能同满大街山寨货区分开来的，毫无疑问就是：小米 Note。

即使那是足以让雷军痛彻心扉的领悟，也直接导致了小米手机硬件研发和供应链管理的人事核聚变……

小米 Note 工艺的进步是采用了 3D 曲面玻璃

2015 年 1 月 15 日，当雷军神采飞扬地发布了“大屏旗舰，HIFI 双卡双待”的小米 Note 后，合作媒体在拆开评测机包装时却发现：说明书上赫然印着的名称却是——小米 5。

那可真是一个大胆的想法~ 

所谓的“大胆”，并不仅是把预计发布的小米 5 关头改名为小米 Note；

在老冤家魅族 2014 年底发布低端新产品线魅蓝 Note 后，依然组队致敬三星 Galaxy Note；

更惊人的是，小米 Note 达到了当时历代小米手机的售价，然而标配版的处理器用的却是上代小米 4 的尾货高通骁龙 801……

那时有没有人问过雷军：ARE U OK？

@焯见科技 无意再去剖析小米 Note 销量惨淡的根源，毕竟小米 2016 年 2 月发布的真·小米 5 也是“破绽百出”；而在红米 Note 2 的虚假宣传，以及红米 Note 3 早已量产备货，却故意等到 2015 年“双十一”倾销掉大量红米 Note 2 后才发布，使许多消费者大呼上树被耍，小米手机这个因为销量爆发增长而被资本热捧的“神话”，终于开始退烧了。

但这还远远不够：一台高速运转的列车，想要疾停下来，所要抗衡的不仅仅是惯性，还依赖于驾驶员对于风险的机警和操控艺术。

高估值下的小米，必须得把故事讲好——既然小米联合创始人、原摩托罗拉北京研发中心总工周光平 Hold 不住大局，黎万强也在挂印闭关，那雷军于 2016 年 5 月 18 日不惜让周光平以首席科学家的名义“投闲置散”，也要亲自接管手机研发和供应链管理，也是无可奈何中的必然了……

但如果有些症结，根本上出自雷军自己呢？

小米的 7 名创始人无形中使公司形成了金山、谷歌、摩托三大派系

创办小米以来，雷军每周一都保持着一个“雷打不动”的规律：9：30 -13：30 连饭都不吃，只专心与一线的工程师、设计师、产品经理讨论，如何把产品做得更加“”。

作为一个粉丝多达 1474 万的大 V，@雷军 这个账号的微博小尾巴永远随着小米新手机的发布而不断更换型号，每部新品的工程样机，都曾在雷军的手中如琢如磨。大到技术创新的研发方向，小到宣传海报的喷绘字体，雷总都保持着关注，CEO 的指示也理应得到严格的贯彻，即使那会把工程师逼疯、听起来相当不靠谱，或者已经脱离了真实的用户需求。

但殊不知，就在小米手机初期把主要精力放在“硬件的高性能配置，整个 MIUI 系统使用的流畅和用户的交互上”、高举性价比大刀攻城略地之时，技术创新与工业设计的乏力，已在未来的发展道路上布下了阵阵雷区。

到底谁才能影响雷总？

就在小米 2 发布的 2012 年，苹果公司收购了指纹识别研发公司 AuthenTec，旋即于 2013 年 9 月推出了世界首款具有正面按压式指纹识别 Touch ID 功能的 iPhone 5s，并成功激发了友商的跟进风潮，在业界普遍解决了手机身份与安全监测的技术难题后，网银支付、手游氪金、微信打赏、直播送礼众多盈利模式在移动端迅速铺开……

当年企鹅 QQ 不过是创造了 10 块钱会员包月的“微支付”，就从 50 万甩卖没人要的囧境，化身为现在的近 2800 亿美金市值，由于移动支付普及而创富的新一代互联网公司，可能根本就瞧不之前活用户才“捐精”100 毛滴穷酸相，并不无嘲弄地把“屌丝用户”的标签划到了使用小米 / 红米手机的人群上去。

与之相反，出于对米粉需求的尊重，小米的 MIUI 系统一直保持着周更新的频率，并努力对其它品牌手机也做着刷机适配，以期在系统的广告营收（ADUI）还未能风（sang）生（xin）水（bing）起（kuang）前，依靠 MIUI 的黏性，带动硬件销售的利润增长。

2014 年的狂奔过后，小米的增长势头终于放缓

但又刷新预期的是，作为小米生态链帝国最关键的硬件基石，小米旗舰手机家族的小米 3、小米4 和小米 Note 都“完美”错过了指纹解锁的加持，直到 2016 年 2 月 24 日发布的小米 5，才用上正面指纹识别按键。

这不禁让@焯见科技 心生疑惑：“雷军对这一技术趋势不重视，还是小米工程师心有余而力不及”？亦或是坊间传闻的那样，雷总曾对小米 5 的指纹按键研发下了一道死命令：务必要做出来正面按压，务必要“卓尔不群”。

小米手机的硬件研发团队为完成雷总的这一设想，尝试考虑过只有高通在主推的超声波指纹方案，最终也在 2016 年 9 月 27 日发布的小米 5s 上实现了，但直到现在都因为指纹识别灵敏度的不足，没法将这种方案归为“成功”，小米 5 当初放弃这一构想也是情有可原了。

三星S7、小米5、iPhone 6s 独特的指纹按键形状

而在排除掉光学和超声波指纹方案后，小米 5 技术类型最终敲定在电容式指纹传感，但由于第三代技术被苹果独占，第四代技术还有待检验，小米对于指纹功能研发的立足点被迫放在第二代技术上，所以才迫切的需要采用新型指纹盖板材质来取长补短。

小米 5 上的指纹盖板供应商为潮州三环集团，盖板材质为微晶锆（二氧化锆陶瓷），相比 iPhone 的蓝宝石（三氧化二铝单晶体）介电常数提升了 3 倍，能大幅度减少指纹电场的衰减，成本也更低；缺点则是硬度稍逊蓝宝石，颜色的纯度需要细调，无可避免的会造成色差。

不同角度、光照下，能看出小米5 指纹盖板同玻璃面板的色差

而放眼市场，能稳定提供指纹 Sensor 解决方案的厂家中：

AuthenTec 为苹果御用；三星使过的 Validity 被 Synaptics 收购，转向生物识别研发；现在为小米 6 提供隐藏式指纹识别（Invisible Fingerprint Sensor）的国内厂商汇顶科技，当时因为 MX4 Pro 的一炮打响，还跟魅族处在“蜜月期”；所以小米 5 最终采用瑞典老厂 FPC 的 Touch Sensor 可以说稳得益笔。

理据服，可真做起来还是困难重重。小米5 最初选型的方案，是当时 FPC 2015 年 1 月发布的、最小的指纹模组——“跑道形”的 FPC 1140，像素点：192 x 56 @ 508 dpi；识别区域：2.8 x 9.6 = 26.88 mm2，同 iPhone 二代 Touch ID 的识别区域和 dpi 数值都一样，但形状迥异。

但由于当年的旗舰机·小米 Note 在 1月份就发出来了，而且搭载骁龙 810 的高配版也都没做指纹识别的规划，根本就跳不上 FPC 这一颗赛艇。反倒是 FPC 的产品升级非常给力，不仅很早就抛出了 1140 Touch Sensor 的升级版 1145，使得指纹按键增加了放在手机中框边侧的可能，还不惜增加功耗提升识别成功率，让 8 月份发布的华为荣耀 7i 借此大出风头。

FPC 1145 可做出不同形状的切边

不过，小米的黄雀在后也不是没有益处，FPC 1145 这颗指纹传感器通过正式商用，克服了在实验室阶段无法想象的瓶颈，在把型号升级为 FPC 1245 后，对比前代已经是突飞猛进：OneTouch wake-up 使解锁不用向下按压，速度快到 0.2s 以内；能穿透玻璃或陶瓷材质，可以被完全置于玻璃盖板下方；功耗有效降低。于是乎，小米 5 也顺理成章的成为了 FPC 1245 首例。

这听起来好像要逆袭是吧？呵呵，FPC 1245 还有一步迈的更大，小米却木能跟得上——以前的 FPC 1140 是“跑道形”的，但 FPC 1245 却可以做成正方形或长方形了。

要知道：在按压指纹解锁时，如果手指同录入的指纹图像有旋转角度时，指纹图像越是方方正正，重叠面积就越大，识别的准确率就越高、速度越快。而对于长方形，尤其是长宽比较大的长方形指纹传感器，的方法就是在录入指纹时尽可能换不同的“指位”，从多个角度保存指纹图像信息，甚至同一根手指录入两个指纹，从而使得任何方向按压指纹都可以与录入图像有足够的重叠面积。

FPC 1245 Touch Sensor

这道理很简单吧~你看 OPPO 童鞋滴 R9/R9 Plus，vivo 小哥儿滴 X9/X9 Plus，甚至寄养滴一加 3/3T，都 get 到了这个道理，把正面指纹做得像腰辣么圆，一触摸就能解锁，兼顾了美观和实用性。

而小米 5 童鞋捏？跟友商同是采用 FPC 1245 的 Touch Sensor，但依然固执的坚守着 FPC 1140 的“跑道形”，而且又是最早发布的，等于直接告诉竞品：千万别踏马学我啊，又难看又不实用，构造上的弊病根本无从弥补~

但@焯见科技 认为：这恰恰是是我米工程师认真贯彻雷总指示精神，“为发烧而生”病的一种可贵体现……No，No，No，这句不是嘲讽，而是喟叹……

ZEALER 拆解图显示：指纹开孔面积是有做预留的

要知道自从乔布斯的初代 iPhone 屏幕只保留一个 Home 键开始，这颗按键的使用寿命直接决定了更换 iPhone 的频次，直到 iPhone 4 时才算有所完善，而重按和双击，配合屏幕的左右滑动，构成了 iOS 独特的交互方式。

在 iPhone 5s 的 Touch ID 一代时，指纹解锁的速度还没现在那么快，就算用金属圆环提高生物电传导，算上动画的时间差不多也有 1 秒了，所以苹果很机智滴设计成必须重按 Home 键才能解锁，从心理上让你觉得自然快捷，与习惯性的操作没两样。

但从 2015 年发布的 iPhone 6s 开始，Touch ID 二代正式上位，在没有降低安全检测标准的情况下，指纹解锁速度更快，几乎是“一触即发”。但从交互操作的习惯和逻辑性考虑，苹果还是保持着只有重按才能指纹解锁的设定。但“轻触式开关”是在 Home 圆键的内接正方形，无论从任何角度去按，都保持着接近一致解锁体验。

iPhone Touch ID 构造示意

所以说：小米 5 的按键无论如何也要保持正面按压式的主要原因，就是希望能在指纹解锁这个体验上，能够做到近似 iPhone 的水准。否则以安卓三按键通常的交互逻辑，Home 键只须按下去能回到桌面即可，多任务键另有专工。

除非是像魅族 mBack 和 ZUK U-Touch 那样只保留 Home 键，并为 Home 键加入轻触返回和任务切换功能，使轻触、双轻触、长按、重压、双击都能错落有致，各得其所，这才有充分的理由采取按压式的解锁方案。

在为 Home 键赋予更多操作上，Flyme 的杨颜认为应有所节制

而在苹果公司于 iPhone 6s 上加入 Tapic Engine 以后，除了屏幕触控区域的 3D Touch 按压力度模拟，能否在指纹按压上也实现类似的体验，这其实在 2015 年也是一个很值得深思的技术方向。毕竟，向苹果抄作业可没什么值得惭愧的，如果 OPPO、vivo 和一加今年的旗舰，也都在指纹按键上采用了振动马达，那就说明 BBK 系在采用新技术的思路上，还是保留相当的前瞻性，并不仅是解决眼下难题，同时也力图能让风格、构造得以延续。

在这点上，也很难苛责小米团队，如果每年发布新机太多，而且又要在 ID 上各领风骚，工程团队也许只能是忙于修修补补，在不断试错中寻找确幸，反而无法用系统性思考，找到的根本解。

所以从小米 5 指纹按键设计这事儿吧，在一定程度上还是能够体现得出：小米手机硬件工程师及在 2013年-2015 年的迷惘、纠结、短视、急躁，以及妥协求全。但同时反映出的是，团队那种追求精神仍在，仍然保持着对技术可行性的创新探索。

MiBoys：I’m fine，3Q，and u？

但谁让我米的每次旗舰机的发布都是“狂拽霸酷叼炸天”的扮相儿，因为“黑科技”而被吸引购买小米 5 的用户，在实际用上时，因为这颗指纹 Home 键的设计缺陷被坑的事比比皆是，主要出现的问题为：

·由于保留按压的键程，指纹按键略高出屏幕；

·按压指纹键，屏幕会有水波纹；

·指纹解锁有时不够灵敏；

·手汗或湿手时触摸容易造成按键失灵；

·维修难度增加；

小米 5 指纹按键模组正面和背面

其实归根结底，这些都是设计不合理的锅~

·小米 5 的指纹按键为扁长的“跑道形”，而“轻触式开关”只放在正中间 1/3 的位置；

·如果单手握持，去按左、右两个侧边的话，一来指纹接触面积不够，二来很可能力度不足以让开关启动；

·指纹键开孔上侧距离屏幕供电非常近；

·而指纹按键外嵌金属环同屏幕之间，缺乏有效防水渗透的保护；

·指纹 Sensor 嵌在前壳上，一旦渗水指纹供电电路先受其害；

ZEALER 拆解发现：指纹识别组件从屏幕侧装配，如出现问题，需要先拆卸屏幕。

综上所述，在网上随手一搜“小米5 指纹”，赫然蹦出 600 多万的相关结果，说明网友对米 5 的指纹还是蛮关心的嘞……

在开篇时提起过，自 2016 年 5 月 18日 ，雷军在接管联合创始人周光平的硬件研发和供应链管理后，对小米产品上的历史遗留问题逐一做了“清算”，但产品 Roadmap 改起来可没那么快，毕竟 2016 年后半年的事儿早就定了，再不情愿也得上轿出嫁，一些大刀阔斧的改革和用心深沉的研发，怎么也得在 2017 年才初见端倪。

这也导致虽然小米在 2016 年 9 月 27 日，发布了首创无孔式超声波指纹识别的小米 5s 手机，但超声波指纹对于传播媒介的苛刻要求，使得应用体验大打折扣，用户真有一夜回到四八年滴赶脚。

但这事儿也说明，在指纹解锁研发上，小米很可能一直是在两条腿走路：一个是高通无孔超声波，一步怼上天的计划；一个是 FPC 开孔电容按压式，亦步亦趋跟着小跑，以此来平衡新机发布的 Timing，同时又兼顾新技术的探索，所以搞得个不伦不类不靠谱也就不足为奇了。

从这点来看，小米 Note 2 和小米 5c ，其实在指纹识别上都算是“炮灰”，毕竟大招要留在 2017 年的旗舰机小米 6 上放出来才最有震撼力…… 

Home 按键外观对比：小米 6 vs 魅族 PRO 6 Plus，内在的指纹识别方案都来自汇顶科技

2017 年 4 月 19 日的小米 6 发布会上，雷军根本就没提无孔式指纹的 Niubility，那是因为去年无孔超声波指纹在小米 5s 上已经嘚瑟过反被打脸，而汇顶科技的 IFS 方案先后在 ZUK edge 和华为 P10 上都已亮过相了，构不成独特的卖点，对比小米 5 吧~又拆自己的台，所以干脆提都不提就这么过了。

但就像没人能够阻挡历史滚滚的车轮一样：手机这一消费电子产品的三防需求，在索尼、三星的铺垫，苹果 iPhone 7 的低调实现后，即使并非是真正转化购机的痛点，但由于降低了售后风险，长远来看必将被所有厂商广泛应用。

因此，很早就开始这方面技术研发的汇顶科技，终于在 2015 年交出了可堪商用的答卷——可穿透 0.3 毫米玻璃盖板的隐藏式指纹传感器，在极小的面积下，实现高效准确的指纹识别。

汇顶科技 IFS 指纹识别芯片技术沿革

而在旗舰手机行列，采用抗摔耐磨的康宁大猩猩玻璃已是标配，其第四、五代产品虽然已经可以做到 0.4 毫米的厚度，但这个厚度汇顶现有 IFS 方案依然无法穿透，这就意味着必须要么像 ZUK edge 那样在玻璃盖板下面削薄一块（ZUK edge 采用第三代大猩猩玻璃的 0.7 毫米盖板），要么就像华为 P10 一样在触控屏玻璃面板正面削薄 0.2 毫米左右（华为 P10 用的是第五代大猩猩玻璃）。

第四代大猩猩玻璃的 小米6 ，采用的是与华为 P10 相同的方案：

·无需在手机正面挖通孔，更能起到防水防尘的效果；

·指纹识别模组直接贴合在触控屏玻璃面板下方；

·触摸面积从“跑道形”变成了“摇圆形”，指纹识别更加可靠便捷；

·维修更省事；

·雷总也再也不用顾虑原来小米 5 微晶锆盖板的色差问题了……

·可以说小米5 指纹按键的“杯具”，终于在小米 6 这被完全翻转过来了。

另外，为求达到 iPhone 7 Home 键近似的力反馈振感，小米 6 也装有一颗线性振动马达，但手感比较糙，只能设置 3 种压感反馈力度，轻按和重按也没有区别，只能说在这件事儿上整个安卓阵营都尽力了，但跟 iPhone 上超大 Tapic Engine 的实现效果还有一段距离。

有木有觉得@雷军 有点萌萌哒？

尾声：

当小米公司斥资 1.4 亿拿下网络节目《奇葩说》的冠名权后，黎万强怂恿雷军参与节目，不仅让主持人何炅认雷作了“干爹”，马东和蔡康永还给他埋设了不少“笑料”，但雷军打心眼里觉得，自己能这么豁得出去为小米带盐玩儿综艺是因为：

“奇葩说所倡导的思辨精神，独立思考，这种呢符合小米的探索精神，而且它的开放、包容也跟小米的价值观非常的一致，我觉得奇葩说倡导的东西跟小米所倡导的东西一样，这是我愿意上奇葩说的主要原因。”

雷军说的话，你愿意去相信么？

在小米 6 的宣传视频中雷军强调：这是七年工艺探索的梦幻之作。

是否“梦幻”，厂家的说法永远是自嗨的；只有广大用户用脚投票，才是检验品牌价值的标准。

小米 6 的双 Wi-Fi、性能、双摄等，如果没了高通骁龙 835 的加持，又能剩下几成功力？

阴阳屏、漏液屏、彩虹屏、黑点屏、Wi-Fi 断流、无故自启、充电不满、触控失灵、待机耗电异常、耳机底噪感人、拍照祖传偏绿，甚至有用户收到的小米 6 后置摄像头旁边的闪光灯居然都没给开孔…… 

那些看过雷总小米 6 发布会后，踌躇满志、排除万难，终于/加钱买到之后的用户，在拆开包装时的心情曾是多么的神圣与美好；而在遇到上述的品控、质量问题，又在售后检测环节被无故拖延超过 7 天，得不到有效的服务保障后，这些消费者的心中又会有何感想呢？

“历史没有真相，只残存一个道理”，从哪里跌倒，还须从哪里爬起。

如果不是小米 Note 的元器件库存严重，暴露了小米手机在高速增长中的短板，雷军也许就不会亲自挂帅，去拜访供应商来谋求更密切的互惠合作；

如果不是小米 5 的指纹模块在大好局面下，设计得一塌糊涂，从中暴露出硬件研发的僵化守缺，也许就换不来小米手机在设计和追求上的更大突破；

如果不能去除“听雷总的话很保险”的发骚，那就会永远停留在为老板做手机，而不是为用户的需求做创新的死地；

标榜“为发烧而生”的小米，已近总角，再多的“我心澎湃”，终不如一响贪欢。

在指纹识别这件小事儿上，“小米 7 ”较真后，终于证明了自己能行。

那么雷老铁，其它方面，可不可以，不要再让敬你爱你的米粉再度扎心……了呢？