意法半导体可提供NFC完整解决方案

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随着NFC技术应用愈来愈广泛,ABIResearch预估2014年将会有高达5亿只支手机内建NFC芯片,而Gartner更明白表示到2015年时,将会有超过50%智能型手机内建NFC芯片。各大手机制造商纷纷推出NFC手机的关键,在于NFC技术的应用不仅限于行动支付,目前更已经延伸到医疗、存货管理等等上,可大大提高生活的便利性。

身为全球半导体龙头业者的意法半导体(STMicroelectronics;ST),为让台湾厂商能够实时掌握NFC市场的庞大商机,与多年合作伙伴文晔科技共同在2013年10月23日,举行了一场NFC技术与创新应用研讨会,会中不仅提到NFC应用现况与趋势发展,也一并介绍了意法半导体在NFC以及微控制器的最新产品,还邀请到合作伙伴微程序信息,分享开发各种NFC创新应用的心得与经验。

意法半导体资深产品营销工程师余玟宏

微程序信息股份有限公司执行长吴腾彦

意法半导体技术营销经理凌立民

文晔科技营销协理康玲玫

意法半导体产品营销经理黄镫谊

活动现场实况

相较于2012年,全球在2013年都推出了不少与NFC技术相关的应用,主要是在经过多年来的摸索,以及NFC建置成本逐渐下滑后,让原本处于构想中的应用情境,可以被落实在现实生活中。

文晔科技营销协理康玲玫说:“2012年算是摸索各种应用可能性的过渡期,但是今年可以很明显看到各种应用变多了,所以文晔科技也与意法半导体共同推出多种开发模块,让台湾厂商能够以最快的速度切入市场。另外,我们更成立了超过50人的技术团队,专门支持NFC应用开发所需。”

NFC手机出货量大增 应用层面愈来愈广泛

自从Google推出首款内建NFC手机,并且提供电子钱包的服务之后,便彷佛预告全球消费者NFC的时代正式来临,在芯片成本逐渐下滑,以及应用方式愈来愈广泛,几乎中高阶手机都将NFC芯片视为标准配备。而为了加速推广NFC的普及率,已经开始有厂商推出内建NFC芯片的中低阶手机,由于行动支付市场隐藏庞大的商机,若能将消费金额纳入电信账单中,势必可为电信商带来可观的营收,所以未来将可见到NFC手机会出现在0元促销的方案中。

现阶段支持NFC规范的操作系统,主要以Android平台为最大宗,Windows、Blackberry也在新版操作系统中开始支持,至于原本预期会在iOS 7中开始支持的Apple,目前似乎仍然没有相关计划。尽管如此,目前全球已经有270款产品内建NFC芯片,包含宏达电、Google、Sony、三星等品牌厂商,都有推出符合NFC规范的手机。

会吸引各大手机厂商纷纷推出NFC手机的原因,在于其实NFC技术的应用范围非常广,电子钱包仅是多种应用之一。意法半导体产品营销经理黄镫谊解释:“专为短距离传输设计的NFC芯片,已经被大量应用在近距离交换数据的环境中,包含仓储管理、健康医疗、工具设备、身份辨识、社交活动等,而且成熟度已经非常高。”

目前最热门的NFC是以RFID技术为基础,为短距离需求设计的一种高频无线通讯技术,在13.56MHz频带中允许电子设备于10公分的距离内,以非接触的状况下交换数据。目前NFC技术依照使用环境与设备不同,可以分成三种不同使用模式,分别是卡片阅读机模式、卡片模式与点对点,这代表着内建NFC芯片的手机,可以当成卡片阅读机或标签使用。

为满足不同应用模式的需求,意法半导体也为智能型手机设计了NFC控制芯片ST21NFCA-B,安全芯片ST33 eSE、ST33 SWP-SIM,以及Serial EEPROM -M24Cxx。至于针对终端设备方面,则有Dynamic NFC/RFID标签M24LR、NFC读卡芯片CR95HF、控制芯片ST23YT66、STM32等等。

黄镫谊说:“考虑到数据保存的需求,意法半导体推出的NFC标签M24LR采用可以保存年限长达百年的EEPROM为核心,保有省电与多点数据传输的特性,并且提供4kbit、16kbit、64kbit等多种版本,以符合不同应用情境的需求。”

拥有450种MCU型号 可满足不同产业需求

回顾行动设备的发展趋势,为了满足愈来愈多的应用需求,如目前非常热门的NFC,都必须仰赖高效能、低耗能的MCU。目前市面上的MCU依照处理能力不同,可以分成8位、16位、32位等等,在众多不同平台解决方案中,自然属ARM的Cortex-M0、M3、M4系列最受欢迎。尽管每个产品的特性与数据处理速度都不同,但由于彼此之间的程序代码完全兼容,加上提供标准的开发接口,可以省下宝贵的开发成本与时间。

为满足消费市场的需求,意法半导体以ST3M32为代号推出7大产品线,其中Cortex-M0主打有价格考虑的入门级市场,Cortex-M3则是针对主流市场所设计,分别有高效能、低电压、无线功能的产品系列。至于Cortex-M4便是专为顶级商品所设计,不仅整合了DSP与FPU的功能,更拥有高达180 MHz的工作频率,是目前运作速度最快的MCU。

意法半导体资深产品营销工程师余玟宏指出:“尽管传统8位MCU具备价格低廉的特性,但是受限于运算能力有限,其实无法满足现今消费市场的应用需求,而意法半导体最新推出支持8/16位的STM32F030,不仅数据处理速度较快,在大量采购的状况下,平均每个芯片的价格约为0.32美金。”

STM32F030隶属入门系列的Cortex-M0系列,但是处理速度比常见的8501芯片要更快,并且具备极为优异的省电能力,加上支持与中高阶产品相同的C语言开发环境,可以大大降低设计团队的开发成本。

为应付不同应用环境下的需求,意法半导体推出的STM32产品已经有多达450个型号,目前被大量应用在工业、医疗、建筑与安全、电子产品、消费性电子设备等领域中,不管在打印机、携带可携式医疗设备或电力测量设备上,都可以看到STM32芯片的踪迹。

“STM32系列芯片被广泛利用的关键,在于将耗电量与能效之间取得最佳平衡,可以延长电池的使用时间。”余玟宏解释:“以STM32 L1平台为例,便拥有超过50种不同型号的产品,内建储存容量从32~512 KB不等,而且芯片耗电量采用动态设计,当设备处于限制状态时,芯片会自动降低运作频率,以节省对电力的需求计。”另外,在安全性设计上,STM32 L1平台也拥有频率运作侦测、温度监控、内存容错设计等。

在协助合作伙伴缩短开发流程、快速切入消费市场的前提下,意法半导体在硬件工具方面,提供STM3L1 Discovery kit开发套件,可用于概念验证与设计流程规划方面,目前更有256k的大容量版本可以选择。至于软件开发工具方面,除了能与市面上的IDE开发软件搭配使用外,意法半导体也提供C语言标准链接库、USB装置链接库、触控开发链接库,以及IEC-60335-1自我检测套件,可大大降低设计团队开发新产品的时间。

确保数据传输安全 NFC芯片不可少

长久以来,信息科技发展的过程中,安全一直是被消费市场最关注的议题,所以许多厂商为不同应用情境,推出各种安全解决方案。因此NFC技术在发展之初,已经事先考虑到短距离传输的资安挑战,所以设计了许多安全规范,身为全球NFC芯片最大供货商之一的意法半导体,自然也推出了各种解决方案,成为安全组件市场占有率达50%的供货商。

目前市面上针对手机设计的安全芯片,可分成eSE、SWP-SIM以及Connectivity Combo等三种,而根据ABIResearch调查与预测,2012年有高达1.2亿只手机内建NFC芯片,2013年预计出货量则会创下2.8亿支只的新高,2018年则会达到14亿只,其中eSE芯片的出货量将会超过SWP-SIM,成为市场上需求量最高的安全组件。

另外,在ABIResearch的研究报告中也指出,尽管市面上有许多提供NFC安全芯片的供货商,意法半导体的出货量不仅稳居市场第一名,更是竞争对手的2~3倍以上,预计2013年的整体出货量将高达1.2亿颗。意法半导体技术营销经理凌立民说:“意法半导体的NFC安全芯片非常完整,目前针对行动装置设计的安全组件,其中ST21NFC是为NFC控制器所设计,而ST33则可以搭配Embedded SE、SWP-SIM等安全组件。”

当然除了手机之外,针对卡片阅读机、消费性电子产品,意法半导体也推出了ST95NFC、M24LRxx、CR95F等芯片,堪称是少数具备提供安全芯片与控制器的NFC供货商。

看好消费市场对Embedded SE的大量需求,意法半导体更推出了结合eSE与NFC控制器的ST54,支持GP2.2操作系统,兼容于Google电子钱包的规范,最大内存容量达到1.2MB,并且兼容于mifare规范,可使用在智能卡的环境中。

除了安全组件之外,意法半导体的NFC控制器也非常受到消费市场欢迎,针对行动装置市场有ST21NFCA、ST21NFC两款芯片,可以支持市面上符合NFC安全规范SWP/HCI的安全组件,并且能够搭配Andorid、Linux、Windows等作业系,方便协力厂商开发各种应用商品。

凌立民表示:“ST21NFCA不仅仅已经通过Master、Visa等金融组织的认可,更被美国、韩国、大陆等地的制造厂,放在多款新推出的智能型手机中,足见产品本身确实非常符合消费市场的需求。”

智能感知网络引进NFC 可望引爆大量商机

NFC技术刚问世之初,恰逢行动装置大量兴起,所以被认为是实践电子支付系统(Electronic Payment Systems)概念的最佳方案,是协助消费者完成消费行为的最终一环服务。但是,拜半导体制程与感测组件功能大幅进步所赐,NFC技术也被广泛应用在智能感知网络中,成为使用系统效率的最佳改善方案。目前感知网络的范围及种类相当广泛,主要包括智慧电网、智慧物流、边界监控、远距医疗、智能智能交通、智能居家等等。

微程序信息股份有限公司执行长吴腾彦表示:“由于基础网络普及,加上行动装置与笔记型计算机的渗透率提升,所以让NFC的应用愈来愈广泛,例如我们已经在台北市的YOUBIKE上内建了NFC芯片,可以创造公共自行车增加对城市的核心价值。”

自行车在安装NFC芯片之前,营运模式仅有观光自行车租赁营利、通勤族自行车营利两种,但是在加入NFC芯片之后,还能够增加行动支付、无人智慧服务站、智慧服务监控等等,提高自行车的利用率。未来配合更多的应用软件后,还可以达到带动商圈共同促销、自行车观光、活化智能行动消费,让平凡的交通工具创造出更多价值。

根据Habor研究中心的报告指出,全球智感网区域市场规模在2010年约为1,250亿美元,其中欧洲及美国合计约占55%,日韩合计约占30%。至于发展初期的大陆虽只占有7%,但预估2010~2016年之年复合成长率可高达近50%。大陆市场具有高度成长动能之原因,主要在于其以中央政策主导,地方政府为求市政绩效,纷纷建立物联网应用示范,衍生之市场需求便吸引许多国际厂商进驻。因此,台湾厂商必须尽快发挥创意,才能抢食NFC应用的庞大商机。

 

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