指纹识别产业近年在中国市场的发展趋势

     指纹识别产业起步

    毛巨勇先生在2003年的《中国生物识别行业的历史分析和趋势展望》中，针对中国生物识别产业的发展波次，有这样一段精彩的分析：“中国生物识别行业第三波投入，从2002年开始，预计将持续至2004年。这一波投入的特点是，数量不算多（预计到2004年会达到30至40家）……投入者的平均实力同此前的两波相比是最高的，投入的目标也是最明确的，起点也较高，大多直奔核心技术和终端应用产品的设计制造环节。”

    不错，正如毛先生所言，在2005年以前中国的生物识别产业（以指纹识别为主）经过了三次投入准备和力量蓄积，而后在2005年，中国的指纹识别产业军团如雨后春笋纷纷冒起，从潜心投入转向意预“攻城”。所以2005年对于中国指纹识别产业来说是一个拐点，是一个里程年。但这并不意味着，2005年是一个收获的年份，实际上更像是一次“破壳而出接受市场风雨洗礼”的“战前排演之年”。在这一年，中国的指纹产业关键事件频频而生，整个产业的产品形态、产业形态、需求形态都在不断的成熟化、清晰化，从年初到年末各个方面都发生了重大的变化。

    首先来看2005年产品形态分析。

    产品种类日益丰富，逐步向PC周边应用延伸。在中国大陆市场上，目前的指纹产品不仅涵盖了指纹门禁、指纹锁、指纹保险柜、指纹密码箱、指纹遥控器等物理安全产品域，而且在信息安全产品领域的应用也逐渐扩大。象指纹U盘、指纹移动硬盘、指纹笔记本电脑、指纹手机、指纹键盘、指纹鼠标等产品在2005年都纷纷登台，成为各大媒体和消费者聚焦的对象。单就指纹U盘来讲，2005年的大陆市场就出现了13种20多款。如下图1所示。指纹移动硬盘有5种5款。指纹鼠标有7种7款。指纹键盘刚处于起步阶段，国内只有深圳受迪尔推出一款。这些对于2005年的中国指纹识别市场来说，是个不小的成绩。当然从全球范围来看，这些数字还显得弱小。

产品技术向纵深发展，国内企业试水指纹芯片。代表指纹识别最前沿技术之一的指纹识别IC也在年中出现在大陆市场。这里说指纹芯片不是指纹采集芯片（传感芯片），而是指内嵌指纹识别算法的指纹识别IC。笔者曾在《生物识别产业链分析》一文中提到指纹识别IC的概念。指纹识别IC的出现预示着“指纹模块”向极小化、集成化发展，也必将拉动指纹模块的价格大大走低。

    2005年8月沈阳上方电子成功推出带USB接口和UART接口的指纹识别专用芯片。2005年10月，由ADEL自行研发的新一代具有人工智能及内部自带数学软件指纹专用芯片成功问世，从指纹采集到命令执行的全过程不过0.9秒。2005年12月中控科技基于中控自主知识产权的芯片ZK6001样片及开发板宣布完成，将于2006年3-6月投入量产。以上三个振奋人心的事件，标志着中国2005在指纹高端技术研发方面，走出了成功而领先的一步。同时个别海外指纹识别IC提供商也于05年年中探路中国市场，并开始在市场销售上取得进展。总之，指纹识别芯片的成功推出，必将开辟出指纹识别产品“低成本、高性能”的新纪元。

指纹识别与IT挂钩

    另外在指纹识别技术的高端应用方面，一种名叫无线指纹签名器的产品也在深圳一家企业的研究之中。CMOS层的笔记本电脑指纹保护方案，也博得了部分著名笔记本电脑制造厂商的关注，并已投入研发。这些都说明2005年，中国的指纹识别产业在高水平技术领域的研究与应用取得了突破。

    产品易用性大大增强，以指纹U盘最为突出。2005年指纹识别产品在易用性方面，普遍达到了普通用户可以接受的程度。以指纹U盘为例，从最开始需要安装指纹SENSOR的驱动程序、需要安装应用软件，到年末已经完全达到“即插即用”，像普通U盘一样的方便。亚略特公司推出的FKS600系列就是一技术进展的明证。这主要归功于FLASH控制器（有时称为USB控制器）IC厂商为适应Fingerprint（指纹）产业的应用而做的努力。最新的指纹移动硬盘产品也即将具备即插即用的特点。另一方面各厂商的指纹传感器（Sensor）的采集效果也有明显提升，在使用了动态调整技术之后，对干湿手指的适应性上基本没有太多差别。

    产品价格大幅下调，达到起量临界点。在指纹鼠标市场方面，年初由微软发布首款指纹鼠标，定价为888元人民币。到10月份的时候已经降到499元。年末有些厂商宣称会推出200元左右的指纹鼠标。指纹门禁、指纹考勤机等嵌入式指纹产品价格也低到千元。主流厂商的指纹门锁也探到千元以下。价格变化最为突出的当属指纹U盘。年初256M的指纹U盘在千元左右。年中已折到6、7百元。年底由亚略特推出的无驱免安装型指纹U盘打出399元的亲民价。预计2006年指纹U盘的市场价格将稳定在300~400之间。这个价格已经到了市场起量的价位。

    2005年产品形态上的这些变化不是孤立的，它源于05年产业形势的变化。其中表现为：身居产业链上游的指纹芯片厂商不断改良出新，把指纹传感器的价格从每片15USB作到每片不足5USD，并且在采集速度、成像能力方面都有大幅的性能提升。

    上游芯片的配套IC厂商，如USBest、Phison、Cypress、OTi、旺久等，推出的带虚拟光驱、能实现AutoRun功能的USB控制芯片，大大提高了指纹U盘产品的易用性。这些USBIC厂商并与指纹SENSOR厂商在2005年逐步结成技术联盟，向业界提供"FLASH控制器＋指纹SENSOR"的联合方案。如USBEST+LTT、CYPRESS+AUTHENTEC、PHISON+ATRUA、旺久＋VALIDITY等都是在2005年开始的这一合作。USB专用控制器开始支持Fingerprint，表明了产业角色由"独角戏"向"群星出演"转变。这些虽然是身居海外的公司，但其都已经在中国布子下棋，并且势必成为国内大多数指纹产品的方案提供商，也将为其大大降低技术门槛，加快产业进程。以上为设计方案环节的变化。

    在生产制造领环节，传统的PC周边产品制造厂商，如传统U盘厂商也加入到指纹U盘的提供商之中，如A-DATA于2005年10月份也推出指纹U盘，并通过其大陆分公司在中国展开销售。传统键盘鼠标厂商，如奎宇电子等一些代工厂也开始生产指纹鼠标和指纹键盘。在销售流通环节，有行业优势渠道的加盟（如金城），传统大众渠道商的助力（如爱国者、联想），他们的加入极大的传播了2005年消费者对指纹产品的认知。总结来讲，产业上游是"方案组合、技术联盟"，生产制造商曾经是"临渊羡鱼"，现已"退而结网"，品牌渠道厂商普经是"隔岸观望"，现也已"小试牛刀"。而中国的生物识别研发厂商2005年状况如何呢？

    中国生物识别（主要是指纹识别）研发厂商经过笔者调查分析，在2005年达到30家。这30家包括了进行生物识别产品硬件研发、软件研发、算法研究、芯片研发以及指纹应用系统的提供商。不包括生物识别产品纯销售型公司。这30家指纹产品提供商，可以说基本代表了大陆指纹识别行业现有产品和技术的发展水平。它们在2005年提供了包括指纹模块应用、指纹PC周边应用、指纹系统方案应用在内的3大系列13种150款以上的指纹识别软、硬件产品或构件。

    2005年在产品形态、产业形态上的变化，其内在驱动来源于市场需求。指纹产品市场需求目前正呈现出"点、线、面"三个特征混合的阶段。"点"是指在某种应用场合还处于探索、试点的层面。

    此类需求目前来看，在时间和空间上没有可复制性。大多表现为小项目，小批量，如指纹手机、指纹手持终端、ISV应用、以及指纹网络应用。"线"是指在某些行业或单位，能由单点需求带动出延伸需求，有关联性的需要。如指纹考勤需求，有独立式脱机考勤，联机指纹考勤，考勤门禁一体化需求。这就构成"指纹考勤"系列需求线。中控就是这种"线"上需求的是最好佐证。再比如指纹在移动存储领域的应用，即指纹U盘、指纹移动硬盘、则构成移动信息安全需求线。"面"上的需求是指对某种产品呈现普通性的需求。面上的需求代表成熟、稳定、持久的需要，就象现在对普通U盘的需求一样。预计在2006年指纹U盘、指纹移动硬盘、指纹键盘、指纹鼠标都将形成各自的需求面。只有更多的指纹产品从"点"的需求演变为"面"的需求时，才代表培育市场的结束，代表指纹识别需求走向成熟和稳定，也就代表了收获年份的到来。希望耕耘于这一产业的所有厂商尽早的迎来他。

指纹识别技术的平民化

    生物识别技术产业环境的形成，像所有其它产业一样，受自身内在因素的驱动和外界需求的牵引。内在因素的表现主要为自身核心技术的成熟化和平民化。

    核心技术成熟化是从实验室到产品化的表现。核心技术平民化是从专用到民用的技术扩散或转移。核心技术包括指纹核心算法和指纹采集、处理设备等核心应用技术。

    以指纹识别算法为例，其核心算法包括，指纹匹配算法，模糊指纹图像处理算法，指纹特征分类、定位、提取算法，以及指纹拼接算法。1961开始以上所述这些算法，通过计算机进行自动化处理的技术才开始在美国研究。有了计算机的帮助，指纹算法的研究更加活跃。美国、法国、英国、加拿大、日本、俄罗斯等国在经过20多年的研究努力，都已经在20世纪80年代中前期研究成功，并开始布署自动指纹识别系统（AFIS）。

    1985年，第一套自动指纹识别系统在华盛顿塔科马安装使用。这说明指纹识别算法在那时就已经到达了商用化成熟程度。而我国对指纹识别算法的研究相对较晚，是从20世纪80年代初开始的。（注：指纹研究与指纹识别研究是不同的概念。）但最近几年参加FVC（国际指纹识别算法大赛）的中国企业院所已有16家之多，在中国几十家指纹识别产品企业得到应用。

    到目前为止，宣称能够提供商用化成熟指纹算法的公司，据不完全统计，全球已经达到102家。以上足以说明指纹识别算法在全球和中国的已经完全成熟到商用化程度。

    另一方面，指纹核心技术的平民化也是推动指纹识别产业环境形成的内在力量之一。指纹识别技术最早无论是在国内还是国外，都是先应用于刑侦或情报部门。这些政府重要部门借助国家资源，能够有效开展指纹识别技术的研究与应用，大大的推动了指纹识别技术的发展。美国FBI在推动指纹识别技术方面可以说产业的急行军。1969年时候，FBI通过卡片的方式已经收集了超过1600万枚指纹，他们发现通过人工的方式进行指纹比对已经到了不可承受的地步，因此提出委托美国国家标准局（NBS）帮助研究自动化指纹比较技术。美国的指纹识别技术，由于FBI一开始就是委托企业进行的，所以美国的指纹识别技术，一开始就有平民化的血统。而像前苏联，则在1989解体之后，原属国家核心研究机构的技术，通过各种途径流传民间。这是冷战结束所带来了另一种“礼物”。Indenicator系统的指纹处理算法最早是来自于俄罗斯的研究员。佛罗里达的BioLinkUSA也从俄罗斯对指纹算法的研究和开发中获益。甚至可以看到前苏联的指纹识别技术在互联网上公开交易。中国的指纹识别核心技术，也是通过特有的“院所－公司”联盟的方式，快速的进行着平民化和产品化。

    指纹识别技术内在驱动力，除了指纹核心算法的成熟之外，还需要指纹应用核心技术的成熟。指纹核心算法解决了基础性的原理性的问题，指纹应用核心技术则要解决普遍适用的问题，也是产品化所不能逾越的易用性问题。

    随着科学技术的发展，学科的融合以及互相借鉴，都在促进着指纹应用核心技术的成熟。指纹采集的自动化、精确化，指纹比对的自动化、快速化是其中四大主要技术。指纹采集的自动化，可以通过专门的指纹采集设备来进行。目前所见的采集设备有光学式、晶体电容式的、晶体热敏的、晶体压感的，还有RF（射频）的等等。当人手指放到设备感应区时，设备会自动感知到手指的存在，并自动完成指纹图像的采集和图像数据的传送。而这些采集设备的出现，从指纹成像角度来看，包括传感技术和各类成像技术的贡献。比如CCD、CMOS光学成像技术的发展。在保证图像精确性上，则是通过采集设备的高分辨率来保证，从最初的200dpi，到现有500dpi，甚至少数已经达到1500dpi，不能不说是扫描技术带来的福音。DC、DV的发展也说明了这一点。而对晶体类传感器，其分辨率，则受益于IC制造工艺的大大提高，使得我们可以在10mmX1mm的面积上布署3072个感应点。指纹比对的自动化和快速化，则是计算机软件技术和计算机处理能力的提高结果。软件可以使算法程式化自动化的执行起来，并能有效的控制输入输出，灵活的调整算法参数，以满足不同类型的指纹应用场景对算法的不同要求。同时计算机处理能力的增强，使得在大容量的指纹库中查找比对、处理指纹数据变得轻松起来。