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)時代的后勢發(fā)展，包括恩智浦(NXP)、INSIDE Secure及意法半導體(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)應用在行動支付以及智慧聯(lián)網(wǎng)趨勢興起，2012年行動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INSIDE Secure以及意法半導體(ST)如何因應?如何走出自己的一條路?

　　垂直供應鏈完整　NXP搶得市場先機

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

　　NXP為了在推出產(chǎn)品的時程上領(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)垂直整合供應鏈。在硬體設計方面，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備，當其為晶片開規(guī)格時，可以更快的測試其產(chǎn)品可行性，縮短產(chǎn)品開發(fā)時間;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計成本。

　　在軟韌體開發(fā)方面，NXP展開了合作夥伴計劃，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彼此開發(fā)風險，且透過合作夥伴進而更了解市場需求，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輸市場，雖然在2004年成立NFC論壇(NFC Forum)，統(tǒng)一NFC技術(shù)的通訊及應用標準，但MIFARE Classic及Plus兩種標準并未被納入NFC Forum，不過基于此兩種標準的MIFARE卡目前被歐美的交通運輸市場廣泛采用。2013年MIFARE卡在全世界交通運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相容MIFARE標準與NFC Forum標準的產(chǎn)品，增加其晶片在國際間的通用性。例如2009年推出的PN544行動電話NFC晶片，是市場上唯一相容于MIFARE Classic技術(shù)的晶片;此外，2014年亦領(lǐng)先業(yè)界將自家PN547行動電話NFC晶片導入Visa所推動的HCE(Host Card Emulation)標準，此標準使用軟體撰寫將行動電話模擬成卡功能，并保護NFC交易的安全性，而不須要再額外搭載安全元件，此舉亦進一步擴大其NFC晶片的相容性及應用性(表1)。

　　瞄準多種終端應用　產(chǎn)品線多元布局

　　透過合作夥伴關(guān)系，NXP精準掌握終端業(yè)者的需求，開發(fā)多元終端應用的晶片，產(chǎn)品線非常全面。當不同終端業(yè)者采用其晶片時，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，其無安全防護機制且應用卡片材質(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，通過國際標準EAL(Evaluation Assurance Level)4級以上認證(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)設計，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)品演進的重點。

　　用于基礎(chǔ)設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，主要應用于便宜、小尺寸、單電源的終端產(chǎn)品。因應電子商務的趨勢，基礎(chǔ)設備可能需要更強大的運算功能及安全性，NXP于2012年開發(fā)內(nèi)建CPU的PN544PC晶片，并提高其安全規(guī)格，使該終端設備可以進行安全交易。

　　Tag方面，由于希望能夠加速辨識功能，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準下，仍能夠達到更快速的資料傳輸。同時，為因應未來行動支付時的安全性，增加密碼位元來保護晶片內(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。

　　用于行動電話的新一代PN547晶片于2012年推出，NXP為了擴充此產(chǎn)品的通用性，使行動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NFC Forum通訊標準、符合所有MIFARE卡標準、并且可以透過單線連接協(xié)議(Single Wire Protocol, SWP)來達成FeliCa卡使用功能。而為了使行動電話制造商和電信營運商在選擇安全元件的方案上更具靈活性，PN547晶片同時支援三種安全元件介面。再者，由于銀行業(yè)者在行動交易里面扮演重要角色，新一代晶片的安全及交易標準朝向符合EMV交易認證;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　INSIDE Secure以授權(quán)獲利

　　INSIDE Secure前身為INSIDE Contactless，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INSIDE Secure，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晶片的主導權(quán)。

　　由于從NFC技術(shù)的開發(fā)起家，因此INSIDE Secure擁有相當完整的NFC的基礎(chǔ)矽智財(IP)，但因為交通運輸與行動電話的NFC晶片市場幾乎被NXP所壟斷，再加上使用行動電話進行支付交易時，必須搭載一安全元件來做卡模擬功能，安全元件在行動支付應用上的重要性，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，INSIDE Secure將NFC IP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France Brevets簽約，將大部分的NFC IP交給該公司管理，當廠商侵犯到其NFC專利時，由France Brevets來進行專利訴訟或者授權(quán)。

　　著重金融智慧卡晶片市場　通過多種安全性認證

　　INSIDE Secure從前身的INSIDE Contactless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推出的安全交易標準技術(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NFC IP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智能卡晶片安全標準，若要將NFC晶片使用于智慧卡上，則必須先通過此一安全標準，包含對晶片硬體規(guī)格以及安全認證流程的規(guī)范。

　　因為各家發(fā)卡業(yè)者都有自己的安全認證程序規(guī)范，當晶片要銷售給發(fā)卡業(yè)者時，必須再通過各家業(yè)者安全認證。例如Visa VCSP(Visa Chip Security Platform)主要規(guī)范動態(tài)資料安全認證的模式，此安全認證能夠為每筆交易產(chǎn)生獨特的簽章代碼，使得卡片不容易被盜用。MasterCard CAST(Compliance Assessment and Security Testing)主要驗證晶片是否具有能力應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Discover zip則強調(diào)交易的快速性以及晶片的微小化。因此INSIDE Secure開發(fā)的晶片主要通過此四種安全認證，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)。

　　補強NFC控制能效　ST擴展MCU產(chǎn)品陣容

　　意法半導體為一家擁有晶圓廠的半導體商，其產(chǎn)品主要應用到微機電制造與感測器、車輛、能源、微控制器(MCU)、以及消費型電子產(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，所以意法半導體與ARM合作，基于其處理器架構(gòu)上，開發(fā)多達四百五十種的MCU，包含了從高運算速度到低運算速度的產(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)品進行NFC的應用，讓業(yè)者可由應用面及價格來做最佳選擇。

　　此外，由于看到安全元件在行動支付應用的重要性，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，所以同時開發(fā)三種安全元件模式的產(chǎn)品(內(nèi)嵌于行動電話、內(nèi)嵌于micro SD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，以便客戶更換行動電話時，安全元件內(nèi)的基本資料可以攜帶移動。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，能降低終端業(yè)者的產(chǎn)品開發(fā)成本。

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

　　當NFC技術(shù)應用在智慧聯(lián)網(wǎng)時，一般會使用行動電話來操作周邊的聯(lián)網(wǎng)裝置，因此除行動電話需要配備NFC晶片外，也需要在基礎(chǔ)設備，如家電、醫(yī)療器材等裝上Tag。EEPROM基于其重復讀寫、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兩種應用，被廣泛用于物流、制造、以及終端用戶服務。

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

　　滿足未來應用需求　NFC晶片持續(xù)精進

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

　　一、為因應行動支付趨勢的來臨，各家大廠于2012年開始皆陸續(xù)推出行動電話NFC晶片。行動電話NFC晶片為一種額外搭載于行動電話的晶片，無法取代藍牙或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NFC行動電話用于支付交易時，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認證標準，晶片業(yè)者必須通過此一認證，晶片才有被采用的機會。

　　三、智慧聯(lián)網(wǎng)興起下，所需傳輸資料量將會越來越大，NFC技術(shù)用在資料傳輸時，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NFC Forum的通訊標準。

　　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。