NFC順物聯(lián)網(wǎng)之勢崛起 意法半導(dǎo)體實(shí)力幾何？

　　高科技發(fā)展日新月異，不過近年來許多技術(shù)及產(chǎn)品的創(chuàng)新皆圍繞著“物聯(lián)網(wǎng)(IoT)”此一主軸，物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)應(yīng)用的衍生充滿無限大的想像空間，帶動龐大的市場需求，促使業(yè)者相繼地投入智慧城市、智慧居家、智慧生活、身分辨識、遠(yuǎn)端醫(yī)療等應(yīng)用領(lǐng)域。物聯(lián)網(wǎng)影響所及，我們的食衣住行等日常生活、工作環(huán)境及運(yùn)作模式、休閑娛樂方式等皆將產(chǎn)生重大變革。

　　根據(jù)國際研究機(jī)構(gòu)Gartner于2015年所發(fā)布的資訊，預(yù)估2020年連網(wǎng)裝置將超過260億個(gè)，后續(xù)衍生的商機(jī)更可望高達(dá)上兆美元。麥肯錫全球研究院(McKinsey Global Institute)也預(yù)測，到了2025年，物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)應(yīng)用服務(wù)最高可為全球經(jīng)濟(jì)創(chuàng)造11兆美元(約合361兆臺幣)的產(chǎn)值。

　　針對物聯(lián)網(wǎng)的普及，無線傳輸技術(shù)的進(jìn)展是重要關(guān)鍵，值得注意的是，在各式各樣的無線傳輸技術(shù)中，近場通訊(Near Field Communication;NFC)已扮演越來越重要的角色。根據(jù)IHS的研究報(bào)告，至2020年，NFC智慧型手機(jī)銷量將達(dá)到22億臺，另外，包括PC與周邊、網(wǎng)路設(shè)備、智慧家庭、車載裝置、健康醫(yī)療、智慧電表與工業(yè)自動化等裝置等都將更廣泛地內(nèi)建NFC。

　　意法半導(dǎo)體扮演推手 共享龐大商機(jī)

　　NFC技術(shù)由來已久，它是一種短距離高頻無線通訊技術(shù)，能讓電子裝置之間進(jìn)行非接觸式點(diǎn)對點(diǎn)的資料傳輸及資料交換。NFC在13.56MHz頻率運(yùn)行于10公分距離內(nèi)，其傳輸速度有106Kbit/秒、212Kbit/秒或者424 Kbit/秒3種。

　　目前NFC已通過成為ISO/IEC IS 18092國際標(biāo)準(zhǔn)、EMCA-340標(biāo)準(zhǔn)與ETSI TS 102 190標(biāo)準(zhǔn)。NFC采用主動和被動兩種讀取模式。在實(shí)際的運(yùn)作上，NFC會發(fā)射觸發(fā)動作的短距離訊號，當(dāng)使用者將兩個(gè)裝置彼此碰觸，如智慧型手機(jī)和喇叭，NFC就會立即連接兩者，具有免接線、免密碼的好處，使用起來相對便利許多。

　　為協(xié)助臺灣合作夥伴掌握物聯(lián)網(wǎng)趨勢，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)領(lǐng)導(dǎo)廠商意法半導(dǎo)體(ST)，特別與文曄科技攜手于日前舉辦“物聯(lián)網(wǎng)NFC/RFID關(guān)鍵技術(shù)與新應(yīng)用趨勢研討會”，邀請多位專家分享物聯(lián)網(wǎng)的新興應(yīng)用趨勢，以及介紹NFC/RFID、類比感應(yīng)元件、微控制器(MCU)及智慧安全等產(chǎn)品概況。意法半導(dǎo)體并于現(xiàn)場展示各種創(chuàng)新產(chǎn)品與最新應(yīng)用，與現(xiàn)場來賓熱烈交流，共享高達(dá)上兆美元的智慧產(chǎn)業(yè)商機(jī)。

　　可傳遞資料及能量 RFID獨(dú)一無二

　　研討會中首先登場分享的是意法半導(dǎo)體產(chǎn)品行銷經(jīng)理黃鐙誼，他以個(gè)人隨身攜帶的手機(jī)、平板、帽子、筆記本、手冊、鑰匙、徽章、比及手表為例指出，萬物皆可內(nèi)建NFC;透過簡便快速的方式與外界產(chǎn)生連結(jié)。黃鐙誼并強(qiáng)調(diào)RFID是唯一可以傳遞資料和能量的無線技術(shù)，因此應(yīng)用范圍也就更形擴(kuò)大。

　　黃鐙誼相當(dāng)看好NFC基于RFID技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用可能性。尤其是Apple已在前年(2015)加入NFC Forum，其最新手機(jī)已開放NFC功能，預(yù)期將能大舉振奮NFC的普及度。意法半導(dǎo)體對于NFC的推廣不遺余力，除了是NFC論壇的主要會員外，也已推出相關(guān)產(chǎn)品及解決方案。

　　其中，ST所推出采用非揮發(fā)性記憶體 -電子抹除式可復(fù)寫唯讀記憶體(EEPROM)的NFC標(biāo)簽，相較其他業(yè)者的產(chǎn)品，ST的NFC標(biāo)簽的資料保留期限能長達(dá)200年，是工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的20倍，擦寫次數(shù)超過100萬次，是工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的10倍。工作溫度范圍-40°C～85°C，確保標(biāo)簽在最惡劣的工作條件下仍保持完美的讀寫性能和耐用性。

　　ST的ST25TA系列產(chǎn)品就是采用EEPROM，記憶體容量從2Kbit～64Kbit，涵蓋現(xiàn)有全部市場需求。為儲存NFC數(shù)據(jù)，EEPROM記憶體區(qū)塊直接支援NDEF格式。ST是全球最大的EEPROM技術(shù)和EEPROM記憶體供應(yīng)商。

　　整體來說，ST推出的NFC標(biāo)簽晶片擁有市場上最廣泛的存儲范圍、最長的資料保留期限、最多的重復(fù)書寫次數(shù)和最強(qiáng)的資料保護(hù)能力，其動態(tài)NFC標(biāo)簽因支援I2C介面， 可連結(jié)MCU，可用于物聯(lián)網(wǎng)中各種電子產(chǎn)品，在無電源下資料存取及與智慧型手機(jī)資料傳輸，因此已獲得消費(fèi)電子、電腦周邊、家電、工業(yè)自動化和健康保健產(chǎn)品等領(lǐng)域的采用。

　　微型鐵氧體NFC標(biāo)簽 采用ST25晶片

　　值得一提的，與ST攜手合作、針對物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供高性能微型NFC標(biāo)簽解決方案的韋僑科技(SAG)主管也親臨現(xiàn)場分解決方案。韋僑科技是全球RFID電子標(biāo)簽的領(lǐng)導(dǎo)者，日前與ST聯(lián)合發(fā)布一款微型鐵氧體NFC標(biāo)簽(NFC Ferrite Tag)，此產(chǎn)品采用意法半導(dǎo)體ST25物聯(lián)網(wǎng)(IoT)NFC標(biāo)簽晶片，用于物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸。

　　此一鐵氧體NFC標(biāo)簽具有輕巧、纖薄等特性，焊點(diǎn)可直接焊接在印刷電路板表面，在生產(chǎn)線上進(jìn)行表面貼裝。此外，鐵氧體NFC標(biāo)簽具有抗金屬干擾特性，即便置于金屬產(chǎn)品之上，仍能正常工作，這些功能使其特別適用于消費(fèi)性電子產(chǎn)品、穿戴式設(shè)備和智能健身醫(yī)療產(chǎn)品物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸。小巧輕薄對穿戴式產(chǎn)品至關(guān)重要，新款鐵氧體NFC規(guī)格還能很好地滿足穿戴式產(chǎn)品對輕巧和纖薄的需求。

　　除尺寸小巧輕薄(4.9x3.0x2.5mm)外，讓這款內(nèi)嵌天線的鐵氧體NFC標(biāo)簽還有出色的射頻性能表現(xiàn)，這受益于意法半導(dǎo)體最先進(jìn)的支持NDEF (NFC 數(shù)據(jù)交換格式)信息的ST25TA02K NFC Forum Type 4標(biāo)簽晶片。

　　無需使用任何專門的應(yīng)用軟體，安卓NFC手機(jī)即可直接讀寫NDEF數(shù)據(jù)。除支持NDEF格式外，ST25TA02K還內(nèi)置20位計(jì)數(shù)器和128位密碼加密機(jī)制，保護(hù)對2Kbit EEPROM存儲器的讀寫操作。

　　動態(tài)NFC標(biāo)簽 內(nèi)建EEPROM

　　為徹底發(fā)揮ST的創(chuàng)新“動態(tài)NFC標(biāo)簽”功能，意法半導(dǎo)體資深技術(shù)行銷工程師吳祥民特別說明Dynamic NFC天線的設(shè)計(jì)重點(diǎn)。他指出，其位置必須盡可能靠近NFC天線位置，最好是在幾毫米的距離內(nèi)，因?yàn)槿魏尉€路的加入都可能改變天線的特性且需重新調(diào)整。

　　ST推出的“動態(tài)NFC標(biāo)簽記憶體”M24SR系列，包含三個(gè)重要模組晶片，分別是非揮發(fā)性記憶體(NVM)，是一種即使斷電數(shù)據(jù)也不會遺失的電子記憶體;有線介面(工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)I2C介面)，用于與主機(jī)的控制器進(jìn)行通訊，此I2C介面工作頻率高達(dá)1MHz，可確保手機(jī)與目標(biāo)設(shè)備之間數(shù)據(jù)的快速傳輸。

　　第三個(gè)部分則是無線介面，用于與其他無線裝置進(jìn)行通訊，此無線介面與ISO14443-A通訊協(xié)議完全相容，數(shù)據(jù)速率高達(dá)106kb/s。整體來看，M24SR晶片內(nèi)的EEPROM能省去外部EEPROM的需求，有助降低模組的總體尺寸及縮短產(chǎn)品的研發(fā)周期，因此大受業(yè)界青睞。

　　32位元微控制器 預(yù)期將成為互聯(lián)設(shè)備核心

　　在“STM32系列產(chǎn)品介紹與應(yīng)用發(fā)展”此一議程中，意法半導(dǎo)體產(chǎn)品行銷經(jīng)理余玟宏則說明STM32系列具備9大產(chǎn)品系列與32個(gè)產(chǎn)品線，涵蓋Cortex-M0/M0+/M3/M4/M7等5種MCU核心，是意法半導(dǎo)體瞄準(zhǔn)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的利器，也為ST創(chuàng)造龐大營收。意法半導(dǎo)體2015年公司凈收入達(dá)到69億美元。其中微控制器和數(shù)位IC事業(yè)部就貢獻(xiàn)22.9億美元之多。

　　預(yù)期未來的互聯(lián)設(shè)備所采用的MCU將以32位元為主，因此STM32系列是意法半導(dǎo)體進(jìn)軍物聯(lián)網(wǎng)的戰(zhàn)斗主力。針對日趨激烈的物聯(lián)網(wǎng)市場爭奪戰(zhàn)，意法半導(dǎo)體提供的多元微控制器產(chǎn)品及解決方案、完整的開發(fā)工具，以及快速支援各種產(chǎn)業(yè)需求的技術(shù)能力，將是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用業(yè)者在此一極端發(fā)散的市場中勝出的重要關(guān)鍵。

　　事實(shí)上，在物聯(lián)網(wǎng)及智慧終端應(yīng)用領(lǐng)域中，意法半導(dǎo)體的微控制器產(chǎn)品及解決方案可說是無所不在。自從意法半導(dǎo)體于2007年推出第1顆Cortex-M內(nèi)核的STM32系列微控制器開始，經(jīng)過10年的長期耕耘，至2015年底累積出貨量已突破10億顆，堪稱全球32位元微控制器成長最快的品牌，現(xiàn)今更獲得越來越多物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用業(yè)者的采用。意法半導(dǎo)體并預(yù)計(jì)在明年量產(chǎn)STM32 H7。

　　力推開放式開發(fā)環(huán)境 加速系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　為推動物聯(lián)網(wǎng)快速普及，意法半導(dǎo)體堅(jiān)持開放式開發(fā)環(huán)境，以快速滿足客戶的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)需求，STM32開放式開發(fā)環(huán)境(Open Development Environment;ODE)就是因應(yīng)需求而推出。推出一年多以來，此開發(fā)平臺已成為功能完整的整合開發(fā)生態(tài)系統(tǒng)。

　　STM32開放式開發(fā)環(huán)境是以STM32 ARM Cortex 32位元微控制器為基礎(chǔ)，環(huán)境包含全套的功能擴(kuò)展板，讓使用者能夠在開發(fā)中的產(chǎn)品上輕松增加感測器、通訊介面、電源管理、動作控制和致動，以及訊號轉(zhuǎn)換功能。

　　此外，STM32 ODE還包含預(yù)先整合的套裝軟體、評估平臺和參考設(shè)計(jì)，適用于多種嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用。模組化硬體結(jié)合完整的軟體，讓設(shè)計(jì)人員能夠快速開發(fā)原型，順利地將創(chuàng)意轉(zhuǎn)化成終端設(shè)計(jì)。

　　發(fā)展至今，除了與Arduino Shield的擴(kuò)展板相容外，開發(fā)環(huán)境共有20余款STM32 Nucleo開發(fā)板和20余款STM32 Nucleo擴(kuò)展板，為開發(fā)人員提供開發(fā)智慧物件和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用所需的全部功能。

　　其中包括“處理”，也就是最佳化選擇，設(shè)定正確的功耗、記憶體容量和微控制器周邊設(shè)備等;“感測”，9軸MEMS動作感測器、環(huán)境感測器、近距離感測器、測距感測器和MEMS麥克風(fēng);“連接”，低功耗藍(lán)牙、Wi-Fi、NFC和Sub-GHz射頻;“動作控制和致動”，DC馬達(dá)驅(qū)動器、步進(jìn)馬達(dá)驅(qū)動器、三相DC無刷馬達(dá)驅(qū)動器;“訊號轉(zhuǎn)換”，透過運(yùn)算放大器調(diào)整訊號;此外，不只是硬體，STM32 ODE還結(jié)合了開發(fā)板和擴(kuò)展板，以及完整的同類軟體發(fā)展環(huán)境。

　　MCU通過標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證 確保物聯(lián)網(wǎng)安全

　　意法半導(dǎo)體技術(shù)行銷經(jīng)理閻欣怡則針對物聯(lián)網(wǎng)安全提出說明，她指出意法半導(dǎo)體的安全MCU經(jīng)過最新安全標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證及支付相關(guān)認(rèn)證(通用準(zhǔn)則EAL6+、EMVCo、CuP)，涵蓋了接觸式和非接觸式通信的完整范圍介面，包括ISO/IEC 7816、ISO/IEC 14443 A類 & B類、NFC、USB、SPI和I2C。

　　她并且強(qiáng)調(diào)，在快速發(fā)展的互聯(lián)數(shù)位世界中，安全顯得更為重要，物聯(lián)網(wǎng)中的每一臺裝置，包括智慧電視、智慧冰箱、智慧咖啡機(jī)等都有可能被駭客入侵，因而引發(fā)危害事件，而意法半導(dǎo)體所推出安全微控制器和安全型完整解決方案，可以保護(hù)使用者的隱私安全，讓物聯(lián)網(wǎng)能加速普及。