搶占NFC芯片市場　三巨頭策略大不同

　　看好近距離無線通訊(NFC)技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的后勢發(fā)展，包括恩智浦(NXP)、INSIDESecure及意法半導(dǎo)體(ST)三大晶片商，已分別挾自有產(chǎn)品和技術(shù)優(yōu)勢展開搶攻，并積極拉攏終端合作廠商鞏固銷售通路，形成各據(jù)山頭的局面。

　　由于近場無線通訊(NFC)技術(shù)應(yīng)用在行動(dòng)支付以及智慧聯(lián)網(wǎng)趨勢興起，2012年行動(dòng)電話以及各式各樣的聯(lián)網(wǎng)終端產(chǎn)品搭載NFC晶片開始成為潮流，國際間各家晶片大廠也投入更多心力于NFC晶片的開發(fā)。在恩智浦(NXP)占有NFC晶片大半市場的情況下，第二、三名的INSIDESecure以及意法半導(dǎo)體(ST)如何因應(yīng)?如何走出自己的一條路?

　　垂直供應(yīng)鏈完整NXP搶得市場先機(jī)

　　NXP于2006年從飛利浦(Philips)電子公司獨(dú)立出來，NXP基于飛利浦開發(fā)電子產(chǎn)品時(shí)發(fā)明的高效能混合訊號(hào)技術(shù)，以及瞄準(zhǔn)未來聯(lián)網(wǎng)以及節(jié)能趨勢，專注于開發(fā)汽車、辨識(shí)、可攜式裝置及電腦、基礎(chǔ)設(shè)備及工業(yè)四大領(lǐng)域的IC，其中辨識(shí)IC為其主要的營收來源，NFC晶片即屬于辨識(shí)IC的主力產(chǎn)品之一。

　　NXP為了在推出產(chǎn)品的時(shí)程上領(lǐng)先競爭對手，所以與終端廠商采用合資與合作夥伴的模式，建構(gòu)垂直整合供應(yīng)鏈。在硬體設(shè)計(jì)方面，NXP采用合資方式，在歐洲及亞洲與五家前端晶圓廠及七家后端封裝測試廠結(jié)盟。由于擁有前后端的設(shè)備，當(dāng)其為晶片開規(guī)格時(shí)，可以更快的測試其產(chǎn)品可行性，縮短產(chǎn)品開發(fā)時(shí)間;再者，透過前端制程的改善與后端封裝技術(shù)的改良，可以縮小晶片體積與降低晶片設(shè)計(jì)成本。

　　在軟韌體開發(fā)方面，NXP展開了合作夥伴計(jì)劃，和全球七十家左右的公司，如微軟(Microsoft)、Google、安謀國際(ARM)等建立合作關(guān)系，在軟體、作業(yè)系統(tǒng)、軟體開發(fā)工具、軟硬體整合方面進(jìn)行合作，透過此方式降低自身與合作夥伴開發(fā)軟韌體的成本及分擔(dān)彼此開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，且透過合作夥伴進(jìn)而更了解市場需求，加速推出更完整的解決方案。

　　由于1994年NXP就開發(fā)出MIFARE技術(shù)，并將其推廣于歐美的交通運(yùn)輸市場，雖然在2004年成立NFC論壇(NFCForum)，統(tǒng)一NFC技術(shù)的通訊及應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，但MIFAREClassic及Plus兩種標(biāo)準(zhǔn)并未被納入NFCForum，不過基于此兩種標(biāo)準(zhǔn)的MIFARE卡目前被歐美的交通運(yùn)輸市場廣泛采用。2013年MIFARE卡在全世界交通運(yùn)輸市場的采用率為第一名，所以NXP以此優(yōu)勢，推出市場上唯一同時(shí)相容MIFARE標(biāo)準(zhǔn)與NFCForum標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，增加其晶片在國際間的通用性。例如2009年推出的PN544行動(dòng)電話NFC晶片，是市場上唯一相容于MIFAREClassic技術(shù)的晶片;此外，2014年亦領(lǐng)先業(yè)界將自家PN547行動(dòng)電話NFC晶片導(dǎo)入Visa所推動(dòng)的HCE(HostCardEmulation)標(biāo)準(zhǔn)，此標(biāo)準(zhǔn)使用軟體撰寫將行動(dòng)電話模擬成卡功能，并保護(hù)NFC交易的安全性，而不須要再額外搭載安全元件，此舉亦進(jìn)一步擴(kuò)大其NFC晶片的相容性及應(yīng)用性(表1)。

　　瞄準(zhǔn)多種終端應(yīng)用產(chǎn)品線多元布局

　　透過合作夥伴關(guān)系，NXP精準(zhǔn)掌握終端業(yè)者的需求，開發(fā)多元終端應(yīng)用的晶片，產(chǎn)品線非常全面。當(dāng)不同終端業(yè)者采用其晶片時(shí)，可依據(jù)自身需求選擇搭載的晶片，可以降低開發(fā)成本及時(shí)間。

　　MIFARE卡為NXP最廣為人知且歷史最為悠久的產(chǎn)品，主要用途為交通運(yùn)輸，卡片分成一次型及持續(xù)使用型，Ultralight為一次使用型的晶片，其無安全防護(hù)機(jī)制且應(yīng)用卡片材質(zhì)為紙質(zhì)，因此終端產(chǎn)品成本相對降低。持續(xù)使用型晶片，DESFire與Plus，往高安全性演進(jìn)，通過國際標(biāo)準(zhǔn)EAL(EvaluationAssuranceLevel)4級以上認(rèn)證(EAL分為7級，越高級代表安全性越高);其中Plus為Classic的升級版，在安全性與記憶體容量都做了升級，而為了降低產(chǎn)品更新的成本，其前一代產(chǎn)品可透過軟體更新，直接升級其安全性，而不用更換卡片。Reader晶片則專門為讀取MIFARE卡片而開發(fā)設(shè)計(jì)，為防止資料被竊取或修改，資料傳輸及保存的安全性是產(chǎn)品演進(jìn)的重點(diǎn)。

　　用于基礎(chǔ)設(shè)備的晶片分為有中央處理器(CPU)及無CPU兩類，無內(nèi)建CPU系列的PN512，主要應(yīng)用于便宜、小尺寸、單電源的終端產(chǎn)品。因應(yīng)電子商務(wù)的趨勢，基礎(chǔ)設(shè)備可能需要更強(qiáng)大的運(yùn)算功能及安全性，NXP于2012年開發(fā)內(nèi)建CPU的PN544PC晶片，并提高其安全規(guī)格，使該終端設(shè)備可以進(jìn)行安全交易。

　　Tag方面，由于希望能夠加速辨識(shí)功能，新一代的晶片NTAG21改寫內(nèi)部指令碼及新增UIDASCII鏡像功能，使得即使與前一代晶片在同一標(biāo)準(zhǔn)下，仍能夠達(dá)到更快速的資料傳輸。同時(shí)，為因應(yīng)未來行動(dòng)支付時(shí)的安全性，增加密碼位元來保護(hù)晶片內(nèi)的資料;此外，考量未來可能終端產(chǎn)品都具備有藍(lán)牙(Bluetooth)或者無線區(qū)域網(wǎng)路(Wi-Fi)功能，新增場域偵測模式，來加速裝置間的配對。

　　用于行動(dòng)電話的新一代PN547晶片于2012年推出，NXP為了擴(kuò)充此產(chǎn)品的通用性，使行動(dòng)電話能集成多卡功能(如信用卡、交通卡等)于一身，以及通用于世界各國，因此晶片規(guī)格適用于所有NFCForum通訊標(biāo)準(zhǔn)、符合所有MIFARE卡標(biāo)準(zhǔn)、并且可以透過單線連接協(xié)議(SingleWireProtocol,SWP)來達(dá)成FeliCa卡使用功能。而為了使行動(dòng)電話制造商和電信營運(yùn)商在選擇安全元件的方案上更具靈活性，PN547晶片同時(shí)支援三種安全元件介面。再者，由于銀行業(yè)者在行動(dòng)交易里面扮演重要角色，新一代晶片的安全及交易標(biāo)準(zhǔn)朝向符合EMV交易認(rèn)證;此外，NXP透過將其晶片的天線體積縮小及射頻范圍增加，降低晶片成本及縮小晶片體積。

　　擁大量NFC矽智財(cái)INSIDESecure以授權(quán)獲利

　　INSIDESecure前身為INSIDEContactless，專注于NFC技術(shù)以及交易安全技術(shù)的開發(fā)，因此產(chǎn)品多為用于智慧卡的NFC晶片;2010年，并購愛特梅爾(Atmel)的安全元件部門，且改名為INSIDESecure，宣示該公司著重于NFC安全元件開發(fā)的決心，于2012年開發(fā)出該公司第一顆NFC安全元件--valutSEcure。雖然目前該公司以安全元件開發(fā)為主軸，但并未放棄智慧卡NFC晶片的主導(dǎo)權(quán)。

　　由于從NFC技術(shù)的開發(fā)起家，因此INSIDESecure擁有相當(dāng)完整的NFC的基礎(chǔ)矽智財(cái)(IP)，但因?yàn)榻煌ㄟ\(yùn)輸與行動(dòng)電話的NFC晶片市場幾乎被NXP所壟斷，再加上使用行動(dòng)電話進(jìn)行支付交易時(shí)，必須搭載一安全元件來做卡模擬功能，安全元件在行動(dòng)支付應(yīng)用上的重要性，以及NFC安全元件的技術(shù)門檻和利潤比NFC控制晶片高，所以轉(zhuǎn)而投入NFC安全元件技術(shù)的開發(fā)。

　　該公司于2012年底將公司事業(yè)體系重新劃分為行動(dòng)安全及交易安全兩大部門，并將NFC技術(shù)的IP采用授權(quán)方式來獲利。2011年，INSIDESecure將NFCIP授權(quán)給英特爾(Intel)，讓Intel去開發(fā)搭載于筆記型電腦以及平板電腦的NFC晶片;并在2012年與法國專利授權(quán)管理公司FranceBrevets簽約，將大部分的NFCIP交給該公司管理，當(dāng)廠商侵犯到其NFC專利時(shí)，由FranceBrevets來進(jìn)行專利訴訟或者授權(quán)。

　　著重金融智慧卡晶片市場通過多種安全性認(rèn)證

　　INSIDESecure從前身的INSIDEContactless開始，就注重于智慧卡的NFC晶片開發(fā)，于2005年推出業(yè)界首款的信用卡NFC晶片MicroPass，并于該年開始與信用卡發(fā)卡組織Visa長期合作，將Visa推出的安全交易標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)寫入MicroPass晶片，因此為Visa卡主要的合作對象。

　　此外，雖然2011年開始將大部分的NFCIP采用授權(quán)方式獲利，但仍留下MicroPass晶片產(chǎn)品線，持續(xù)開發(fā)銀行業(yè)者需求的智慧卡晶片。金融智慧卡的發(fā)卡業(yè)者為了統(tǒng)一規(guī)范智慧卡晶片的規(guī)格，因此成立EMVCo聯(lián)盟，并制定EMV智慧卡晶片安全標(biāo)準(zhǔn)，若要將NFC晶片使用于智慧卡上，則必須先通過此一安全標(biāo)準(zhǔn)，包含對晶片硬體規(guī)格以及安全認(rèn)證流程的規(guī)范。

　　因?yàn)楦骷野l(fā)卡業(yè)者都有自己的安全認(rèn)證程序規(guī)范，當(dāng)晶片要銷售給發(fā)卡業(yè)者時(shí)，必須再通過各家業(yè)者安全認(rèn)證。例如VisaVCSP(VisaChipSecurityPlatform)主要規(guī)范動(dòng)態(tài)資料安全認(rèn)證的模式，此安全認(rèn)證能夠?yàn)槊抗P交易產(chǎn)生獨(dú)特的簽章代碼，使得卡片不容易被盜用。MasterCardCAST(ComplianceAssessmentandSecurityTesting)主要驗(yàn)證晶片是否具有能力應(yīng)對交易過程中的攻擊以及晶片電路安全性。由美國前四大發(fā)卡銀行之一的Discover所提出的Discoverzip則強(qiáng)調(diào)交易的快速性以及晶片的微小化。因此INSIDESecure開發(fā)的晶片主要通過此四種安全認(rèn)證，并為此三大業(yè)者的EMV晶片主要采用對象，如其代表性晶片MicroPass4102/4103(表2)。

　　補(bǔ)強(qiáng)NFC控制能效ST擴(kuò)展MCU產(chǎn)品陣容

　　意法半導(dǎo)體為一家擁有晶圓廠的半導(dǎo)體商，其產(chǎn)品主要應(yīng)用到微機(jī)電制造與感測器、車輛、能源、微控制器(MCU)、以及消費(fèi)型電子產(chǎn)品五大領(lǐng)域。NFC晶片屬于MCU產(chǎn)品線，以下分析該公司NFC晶片的策略走向。

　　由于行動(dòng)裝置的處理器大部分是基于安謀國際(ARM)的處理器架構(gòu)上來開發(fā)，為了增加產(chǎn)品的通用性，方便終端業(yè)者開發(fā)使用，所以意法半導(dǎo)體與ARM合作，基于其處理器架構(gòu)上，開發(fā)多達(dá)四百五十種的MCU，包含了從高運(yùn)算速度到低運(yùn)算速度的產(chǎn)品，這些MCU只要與NFC控制器作整合，就可以搭載在不同的終端類型產(chǎn)品進(jìn)行NFC的應(yīng)用，讓業(yè)者可由應(yīng)用面及價(jià)格來做最佳選擇。

　　此外，由于看到安全元件在行動(dòng)支付應(yīng)用的重要性，該公司亦開發(fā)安全元件的MCU。在NFC的安全元件MCU方面，由于不同類型終端業(yè)者所需要的安全元件模式不同，所以同時(shí)開發(fā)三種安全元件模式的產(chǎn)品(內(nèi)嵌于行動(dòng)電話、內(nèi)嵌于microSD卡及內(nèi)嵌于SIM卡)，例如電信業(yè)者希望將安全元件內(nèi)嵌于SIM卡，以便客戶更換行動(dòng)電話時(shí)，安全元件內(nèi)的基本資料可以攜帶移動(dòng)。由于安全元件MCU與NFC的MCU一樣都是在ARM的架構(gòu)上開發(fā)，因此兩者易于整合時(shí)，能降低終端業(yè)者的產(chǎn)品開發(fā)成本。

　　因應(yīng)智慧聯(lián)網(wǎng)趨勢聚焦開發(fā)Tag產(chǎn)品

　　當(dāng)NFC技術(shù)應(yīng)用在智慧聯(lián)網(wǎng)時(shí)，一般會(huì)使用行動(dòng)電話來操作周邊的聯(lián)網(wǎng)裝置，因此除行動(dòng)電話需要配備NFC晶片外，也需要在基礎(chǔ)設(shè)備，如家電、醫(yī)療器材等裝上Tag。EEPROM基于其重復(fù)讀寫、省電、且資料可在斷電狀態(tài)下長久保存的特性，被廣泛用在Tag的記憶體，意法半導(dǎo)體基于對EEPROM技術(shù)的深耕優(yōu)勢，因此聚焦于Tag產(chǎn)品開發(fā)，其Tag產(chǎn)品包含RFID與NFC兩種應(yīng)用，被廣泛用于物流、制造、以及終端用戶服務(wù)。

　　此外，該公司于2013年領(lǐng)先市場推出動(dòng)態(tài)Tag晶片--M24SR。意法半導(dǎo)體透過將Tag設(shè)計(jì)成雙通訊介面(RF與I2C通訊介面)，當(dāng)Tag透過RF通訊收到指令時(shí)，可以使用I2C介面與基礎(chǔ)設(shè)備內(nèi)部的MCU溝通互動(dòng)，而不再如傳統(tǒng)Tag般只是單純讀取Tag訊息。因此當(dāng)基礎(chǔ)設(shè)備裝上動(dòng)態(tài)Tag，則可使用行動(dòng)電話來操作設(shè)備，并由于基礎(chǔ)設(shè)備毋須安裝鍵盤、螢?zāi)换蚓W(wǎng)路介面，因而可減少其設(shè)備的成本及體積;例如將電表裝入動(dòng)態(tài)Tag，則可以使用行動(dòng)電話來下指令給電表，設(shè)定電表使用上限，或者讀取電表目前的用電金額。

　　滿足未來應(yīng)用需求NFC晶片持續(xù)精進(jìn)

　　綜觀三家NFC晶片大廠的產(chǎn)品規(guī)格發(fā)展，可以歸納出幾個(gè)共同特點(diǎn)：晶片小型化、省電、多通訊標(biāo)準(zhǔn)相容性、高傳輸速度以及尋求多種國際安全認(rèn)證發(fā)展等。其主要原因有以下幾點(diǎn)。

　　一、為因應(yīng)行動(dòng)支付趨勢的來臨，各家大廠于2012年開始皆陸續(xù)推出行動(dòng)電話NFC晶片。行動(dòng)電話NFC晶片為一種額外搭載于行動(dòng)電話的晶片，無法取代藍(lán)牙或Wi-Fi功能，因此對于終端廠商而言，自然希望其晶片體積可以更小、更省電、晶片成本更低。

　　二、當(dāng)NFC行動(dòng)電話用于支付交易時(shí)，安全性就顯得非常重要，主要信用卡發(fā)行業(yè)者針對交易安全成立EMVCo聯(lián)盟，推出晶片的EMV認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，晶片業(yè)者必須通過此一認(rèn)證，晶片才有被采用的機(jī)會(huì)。

　　三、智慧聯(lián)網(wǎng)興起下，所需傳輸資料量將會(huì)越來越大，NFC技術(shù)用在資料傳輸時(shí)，勢必提升其資料傳輸量與傳輸速度。

　　四、為了增加NFC晶片的通用性，使終端業(yè)者易于采用，現(xiàn)今推出的晶片也都符合全部NFCForum的通訊標(biāo)準(zhǔn)。

　　此外，為了開發(fā)出更符合市場需求的晶片及降低終端廠商的產(chǎn)品開發(fā)成本，三家大廠皆積極與終端廠商合作，并藉此舉鞏固銷售通路。