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[导读]近年来,近场通信(NFC)技术以其便捷、安全和高兼容性的特性,逐渐渗透到日常生活的方方面面。从“支付宝碰一碰”实现快速支付,到共享单车解锁、快递柜取件,再到智能眼镜的无线充电,NFC正在以惊人的速度重塑我们的交互方式。根据NFC论坛的最新预测,全球NFC设备的出货量预计在未来几年内持续高速增长,尤其在支付、身份认证和无线充电领域,市场需求旺盛。与此同时,随着终端设备屏幕尺寸的增大和天线集成复杂性的提升,NFC读写器芯片面临着更高的性能要求和更复杂的电磁环境挑战。

近年来,近场通信(NFC)技术以其便捷、安全和高兼容性的特性,逐渐渗透到日常生活的方方面面。从“支付宝碰一碰”实现快速支付,到共享单车解锁、快递柜取件,再到智能眼镜的无线充电,NFC正在以惊人的速度重塑我们的交互方式。根据NFC论坛的最新预测,全球NFC设备的出货量预计在未来几年内持续高速增长,尤其在支付、身份认证和无线充电领域,市场需求旺盛。与此同时,随着终端设备屏幕尺寸的增大和天线集成复杂性的提升,NFC读写器芯片面临着更高的性能要求和更复杂的电磁环境挑战。

在这一背景下,意法半导体(STMicroelectronics,简称ST)于2025年慕尼黑上海电子展上重磅展示了其全新旗舰NFC读写器芯片——ST25R300。作为ST新一代NFC产品线的核心,这款芯片以其高达2.2W的发射功率、优化的低功耗检卡(LPCD)技术以及对复杂电磁环境的卓越适应性,吸引了业内广泛关注。为了深入了解ST25R300的技术优势和市场定位,我们专访了意法半导体安全与连接事业部产品市场经理周阳,他为我们详细解读了这款芯片的设计理念、核心技术以及对未来NFC应用场景的深远影响。


意法半导体安全与连接事业部产品市场经理周阳


ST25R300:新一代旗舰NFC芯片的实力担当

ST25R300是意法半导体最新推出的高性能NFC读写器芯片,定位于旗舰级别,旨在满足支付终端、访问控制、工业应用以及新兴NFC无线充电等高要求场景的需求。作为ST25R系列的最新成员,ST25R300不仅继承了上一代旗舰产品ST25R3916B的核心功能,如主动波形调整(AWS)、噪声抑制接收器(NSR)和动态功率输出(DPO),还通过全新架构设计实现了显著的性能突破。

周经理在采访中明确指出:“ST25R100、ST25R200、ST25R300是我们新一代的NFC读写器,ST25R300相较于ST25R100不是简单的对功率进行了放大,它其实是不同的定位。”他进一步解释,ST25R100和ST25R200主要面向入门级应用,注重性价比,而ST25R300则针对高性能场景,“这款旗舰产品主要针对比如对读卡距离要求更远,电磁环境相对来说比较复杂的应用,在这些应用里可以更多地发挥ST25R300的价值。”

从技术规格来看,ST25R300支持NFC论坛定义的多种模式,包括读写器模式、被动P2P发起者和目标模式,以及卡模拟模式,完全兼容EMVCo 3.x、ISO14443A/B(NFC A/B)、FeliCa(NFC-F)和ISO15693(NFC-V)协议,最高支持212 kbps的比特率。其最大发射功率达到2.2W,相较上一代ST25R3916B的1.6W有大幅提升,显著扩展了读卡距离和电磁鲁棒性。此外,ST25R300的工作温度范围为-40°C至105°C,外围I/O电压范围为1.65V至5.5V,适用于从消费电子到工业应用的广泛场景。

在慕尼黑上海电子展的现场演示中,ST25R300的表现令人印象深刻。正如在下面的现场展品演示视频里周经理所介绍的:“我们这里有一张15693协议的卡片,首先我们可以看到它在老款ST25R3916B的Demo板上读卡距离大约在11~12厘米左右。当我们转换到最新旗舰ST25R300的时候,读卡距离提升到了17厘米左右。”这一提升直接得益于更高的发射功率和优化的射频设计,为POS机屏下天线、工业传感器等复杂应用场景提供了可靠的性能保障。

超越前代:ST25R300的全面进化

与ST25R3916B相比,ST25R300采用了全新的芯片架构和更先进的制程技术。周经理指出:“从ST25R3916B到ST25R300的发展过程中,我们其实是重新做了新一代的设计,使用到的工艺不一样了,制程也不一样了。”这意味着ST25R300在性能、功耗和生产效率上均有显著提升。

ST25R3916B主要针对POS机和高端应用,而ST25R300进一步扩展了应用范围,涵盖了NFC无线充电、工业传感器和复杂电磁环境的场景。周经理表示:“ST25R300作为全新的旗舰产品,不是简单加大功率这么简单,而是性能全方位的提升。“


技术亮点:2.2W功率与LPCD的突破

ST25R300的核心竞争力在于其多项技术创新,尤其是在发射功率、低功耗检卡(LPCD)和复杂电磁环境适应性方面的突破。以下是对其核心技术的详细剖析。

1. 高达2.2W的发射功率

ST25R300的最大发射功率达到2.2W,相较于上一代产品大幅提升,这不仅显著扩展了读卡距离,还增强了芯片在复杂电磁环境下的鲁棒性。周经理在采访中特别提到:“我们在看到原本用老一代的产品,不管是我们ST的产品也好,还是市场上其他的这些读卡器也好,一旦当读卡器的天线放到屏下之后,这个屏会非常影响射频场的场强,那么就会导致当你用POS机去进行各种各样的认证,比如说EMVCo的认证的时候,你的场强达不到要求,那么你的刷卡距离就会越来越近,甚至可能刷卡会有问题。”

屏下天线是近年来POS机设计的一个重要趋势。随着终端屏幕尺寸的增大,天线往往需要集成在LCD屏幕下方,而屏幕中的金属成分会对射频场造成显著干扰。ST25R300通过提升发射功率,确保在屏下环境中仍能输出符合EMVCo和PCI PTS认证标准的场强,从而保证刷卡距离和用户体验。

此外,高发射功率还为NFC无线充应用带来了显著优势。NFC论坛的最新路线图提出,NFC无线充电的接收端功率将从目前的1W逐步提升至3W,而发射端的功率输出是实现这一目标的关键。周经理解释:“我们从原本的ST25R3916B的一点几瓦的输出,现在ST25R300能提升到2.2瓦,带来的好处就是在NFC无线充电的时候,已经可以做到接收端接近1W”,这一提升为智能眼镜、助听器等可穿戴设备的无线充电提供了更高效的解决方案。

2. 优化的低功耗检卡(LPCD)技术

低功耗检卡(LPCD)是NFC读写器在待机模式下检测卡片的一项关键技术,旨在平衡功耗与检测距离。传统LPCD模式的读卡距离通常只有正常轮询(Polling)模式的70%左右,这会导致卡片需要更靠近读写器才能被检测到,影响用户体验。

ST25R300通过芯片设计优化,彻底打破了这一瓶颈。周经理详细阐述:“我们着重优化了它的低功耗检卡,就是LPCD这部分的性能,可以做到LPCD的距离和正常Polling的规划距离一致“。他进一步补充:“这款产品不管是与ST老产品相比,还是与市面上其他的NFC读写器芯片对比的话,都是绝对胜出的,目前只有ST能做到。”

3. 复杂电磁环境的鲁棒性

在支付终端、工业传感器等应用中,NFC读写器往往需要应对复杂的电磁干扰。ST25R300继承了ST25R3916B的主动波形调整(AWS)、动态功率输出(DPO)和噪声抑制接收器(NSR)技术,并在此基础上进一步优化,确保在噪声环境中实现稳定通信。

周经理指出:“原本ST25R3916B支持的功能,比如说像噪声抑制,像波形调整这些功能等,其实就是用来帮助客户应对不同环境,外部的电磁干扰等困难。所以在ST25R300上仍然继承了这些功能。”他补充道,“功率提升虽然是最直接的解决方案,但只有与这些辅助功能结合,才能真正应对复杂的电磁环境。“

例如,在POS机屏下天线应用中,LCD屏幕的金属成分会显著削弱射频场强,而NSR技术通过抑制外部噪声,确保通信的可靠性。AWS和DPO则允许设计者在优化效率和读卡距离的同时,保持符合认证标准的电磁发射水平。这些功能的协同作用,使ST25R300在支付、工业和无线充电等场景中表现出色。


NFC的未来:从支付到智能生活的无限可能

NFC技术的未来发展潜力巨大,ST25R300的推出不仅顺应了当前市场需求,还为新兴应用场景奠定了技术基础。周经理在采访中分享了对NFC未来发展的洞察,涵盖了支付、身份认证、无线充电和工业应用等多个领域。

*

屏下天线与支付终端

随着POS机屏幕尺寸的增大,屏下天线已成为行业趋势。周经理观察到:“由于越来越多POS机屏幕区域的增大,天线不可避免的需要放到屏幕的下方,ST25R300的高发射功率和噪声抑制技术,为屏下天线应用提供了可靠的解决方案,确保支付终端在复杂电磁环境中通过EMVCo认证“。

NFC论坛的未来路线图

作为NFC论坛的成员,ST紧跟其技术路线图。周经理透露,NFC论坛的未来方向包括:提升无线充电接收功率至3W、支持一次触碰多行为操作(Multi-Action),以及推动数字产品护照(DPP)的标准化。他解释:“未来可以设计通过一次触碰做多行为操作,比如说存储不同的NDEF格式,一次触碰,就可以把几个NDEF格式的数据同时读掉之后,完成相应的几个动作。” 这一功能将进一步提升NFC的交互效率,为智能设备和物联网应用开辟新场景。


结语:引领NFC新纪元

ST25R300作为意法半导体新一代旗舰NFC读写器芯片,以其2.2W的高发射功率、优化的LPCD技术和卓越的电磁鲁棒性,为NFC技术的未来发展注入了新的动力。从支付终端的屏下天线设计到智能可穿戴设备的无线充电,再到工业传感器的无源数据传输,ST25R300展现了其在复杂场景下的强大适应性。

在NFC技术快速普及的当下,ST25R300不仅满足了当前市场的严苛需求,还为未来的创新应用奠定了坚实基础。随着NFC论坛路线图的推进和国内市场的持续爆发,ST25R300无疑将在支付、充电、工业和生活场景中扮演关键角色,引领NFC技术迈向更广阔的未来。

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