NFC芯片发展方向探讨

摘要：  各种新兴应用的出现，也对NFC芯片本身带来新的要求，其中功耗、成本、兼容性都成为NFC芯片发展的方向。

关键字：  无线连接芯片，COMBO，NFC，芯片设计

NFC将成消费电子产品标配

随着消费者对电子产品的移动、便利性需求与日俱增，无线连接技术近年来开始爆发式增长。

据市场调研公司ABI Research最新报告，2013年标准化的无线连接芯片出货量将超越50亿，包括蓝牙、Wi-Fi、GPS、NFC和ZigBee，以及无线连接组合芯片(COMBO)和平台解决方案。其中Bluetooth Smart，WiGig和NFC等新兴的无线连接技术开始逐渐普及并开始大批量商用。

早在2002年，诺基亚、索尼、飞利浦(NXP前身)联合发明NFC技术，最早开始相关产品主要集中于门禁卡、公交闸机卡等领域，其中诺基亚、索尼的研究方向主要趋向终端设备，而NXP则专注于芯片设计领域。得益于运营商及银行对手机支付应用的大力推广，2012年搭载NFC应用的智能终端开始进入大规模商用阶段。“在2010年的时候，还没有多少人知道NFC;2011年这个词的出现非常多，当时有一些高端手机有配NFC，到了今年很多中高端品牌手机已成为标配了。”NXP智能识别业务拓展经理刘颖表示，到2014年全球将会有8亿部手机支持NFC功能。

NXP智能识别业务拓展经理刘颖

ABI Research预计到2016年，NFC芯片组出货量将达15亿片。其中NXP由于最早开始NFC研发，在NFC芯片领域，目前NXP占据主导优势。其它包括博通、高通、MTK等厂商近年来也纷纷发布相关的NFC单芯片产品以及整合了BT、WIFI、GPS等功能的Combo芯片。

刘颖表示，在全球范围内，NFC在美国和欧洲最早进入商用阶段。2010年谷歌就把NFC协议加入了Android中，并且与美国Sprint运营商开始合作Googlewallet;欧洲包括沃达丰在内的运营商很早就开始在德国、法国进行试点，现在包括波兰、意大利的手机支付项目都开始落地了。另一个发展较快的地区是日本和韩国，尤其是韩国从运营商到手机终端厂商发展的步调都非常一致，NFC在韩国已成标配。刘颖认为，NFC下一个即将爆发的市场就是中国。

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“不管是运营商还是银行的推动，给设备商和手机制造商的信号越来越明显。”刘颖表示，NFC此前在国内遇到了2.4Mzh和13.56Mzh的标准之争，还有运营商和银行两个体系之争。但在2012年6月份，移动和银联正式签订了战略合作协议，确定了未来共同进行手机支付的推广和相关技术研发探索，因此至少从政策层面已经不存在阻碍了。

目前，各大运营商和银行都在大力推广NFC相关业务。2012年下半年，招商银行先与HTC合作发布手机钱包，后来与联通也发布了手机钱包相关服务。而中移动除了透露明年会有一千万台TD手机标配NFC外，还直接在年末的全球开发者大会中，提到会把SIM卡开放，提供更多的第三方接口给开发者来开发应用服务。

NFC应用不仅仅是支付

“手机支付是重要的NFC应用，但NFC并不等于手机支付”。博通无线互连组合芯片事业部商务拓展总监孔海泉表示，基于NFC技术独特的三种工作模式，NFC应用目前集中于交通卡、电子钱包等支付领域，同时也开始与越来越多的第三方服务提供商合作。在读写模式下，NFC手机相当于一个读卡器，可以读各种各样的标签，其使用场景取决于NFC标签。“还有一些应用是电子海报，比如一些商家的打折促销信息，现在越来越多的电子海报把这些信息放到电子标签里。用户只要用手机一刷，所有信息都可以读到手机里去。”

在卡模拟模式下，NFC可以实现各种身份识别。包括银行卡、公交卡、地铁卡、门禁卡……甚至身份证，基本上所有的卡都可以放到NFC手机中。由于用户的身份信息都存储在NFC的安全模块内，可以对这些卡信息进行分区管理，实现多卡合一。此外卡的余额和近期交易信息都可以通过手机的界面进行查询。除了模拟成卡，目前在智能手机上常常会有身份识别的问题，而仅仅依靠用户密码，安全等级是不够的，这个时候NFC就适合用来做一种身份识别。

在P2P模式下，NFC可以帮助WIFI、蓝牙实现快速配对，真正的改变用户体验，同时还可以实现近距离快速数据连接，比如出差交换名片，NFC可以做到简化，手机碰一下就可以实现交互。快速简化配对可以说是NFC的一个新的杀手应用，用户只要拿手机在带NFC功能的电视、机顶盒、游戏机、打印机上轻轻一碰，就可以与这些终端进行互通。

博通无线互连组合芯片事业部商务拓展总监孔海泉

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“到2014年，手机、平板、PC、游戏机、TV等消费电子产品都将标配Wi-Fi、蓝牙、NFC功能。”

“NFC将成为有效连接实体及网络世界、并为手机使用者带来更佳体验的一项关键技术。”

联发科技无线联通事业部总经理蔡守仁认为，NFC将极大的促进用户的使用体验。联发科近期就在CES展上发布了一款新技术，整合Miracast认证Wi-Fi及NFC两大无线传输技术。其发布的NFC芯片MT6605，优化了NFC及Wi-Fi的切换程序，能够以极低的功耗运行显著缩减设备配对时间，并能让移动设备在经由NFC配对后自动建立起点对点的连接，进行大数据量的文件传输或Miracast TM无线影音串流等应用，带来更好的用户体验。

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NFC应用商店

NFC芯片发展方向

各种新兴应用的出现，也对NFC芯片本身带来新的要求，其中功耗、成本、兼容性都成为NFC芯片发展的方向。

在手机支付应用中，一个对硬件设计的重要要求就是安全模块(SE)的选择。卡数据不会放到手机AP的Nand Flash里，而是存储在SE模块中，同时还有一些硬件的协处理器，运行银行的加密算法。所以NFC是非常安全的一种通信方式，这也是为什么NFC非常适合于移动支付。

孔海泉表示，目前运营商主要倾向于采用SIM卡的方式，把SE模块集成在SIM卡里。这就产生了一个挑战，当厂商在设计一个带IC的手机的时候，可能要卖给不同的运营商或客户，这样就会有不同的方案需求。目前包括NXP、博通在内的NFC芯片方案都提供两个或以上的SE接口，可以兼容外接SE和SIM卡的安全模块的产品。联发科的MT6605也支持3个嵌入式或基于SIM卡的安全组件，使单一移动设备配置双SIM卡加一张microSD卡成为可能。

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多种SE接口方案

在成本方面，目前越来越多芯片厂商开始倾向于COMBO芯片的方式，整合各种无线连接芯片如GPS、BT、WIFI等，孔海泉就表示，博通是目前业界唯一可以提供NFC和COMBO解决方案的公司。在2012年，博通推出了全球第一款四合一的COMBO解决方案43341，这款产品集成了第四代COMBO芯片4334所有的功能，同时增加了NFC功能。从整个芯片的角度来说，这款产品可以节约50%的布板面积，同时可以节省40%~50%的功耗。“只要是设计手机和产品，大家希望能做到最佳性价比，我们希望能做到最优。有两个参数可以告诉各位，一个是布板面积，可以较业界同类产品缩小30%，我们的整个BOM的元器件可以较其它产品缩小50%。”孔海泉表示，除了节约成本，功耗在NFC芯片中也越来越重要。因为用户希望手机在没电的时候也能够刷卡。“我们的独立IC芯片及COMBO芯片相比业界其它产品，我们的功耗节省了90%。换句话说就是1/10的功耗。”

相比博通，NXP则更倾向于发展NFC单芯片。刘颖就重点介绍了NXP在2013年Q1量产的PN547。相比PN544，PN547的天线大小可以做到相对现在天线大小的1/3，所以它的整体BOM成本降低了不少。

由于手机支付应用目前主要是运营商、银行这样的巨头在驱动，这些巨头一方面可以推动NFC产业更快的发展，但另一方面也对相关产品在认证、安全、兼容性等方面提出了更高的要求。比如一些国外运营商对NFC手机都要过卡模拟的测试认证，还有支付认证，这些认证都是很严格的。而国内的移动则对NFC的读写、卡模拟、P2P三种状态都会进行测试认证，在某些方面，比如射频的要求甚至要高于国外运营商。NXP目前占据全球NFC读写芯片80%的市场份额;在卡模拟领域，如公交、门禁、积分卡等领域，超过了80%的市场份额;在未来与各种卡模拟设备进行交互的时候，NXP在兼容性方面显然更优势。