看好近距離無線通訊(NFC)技術在物聯網時代的後勢發展，包括恩智浦(NXP)、INSIDE Secure及意法半導體(ST)三大晶片商，已分別挾自有產品和技術優勢展開搶攻，並積極拉攏終端合作廠商鞏固銷售通路，形成各據山頭的局面。
 
由於近場無線通訊(NFC)技術應用在行動支付以及智慧聯網趨勢興起，2012年行動電話以及各式各樣的聯網終端產品搭載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於NFC晶片的開發。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於2006年從飛利浦(Philips)電子公司獨立出來，NXP基於飛利浦開發電子產品時發明的高效能混合訊號技術，以及瞄準未來聯網以及節能趨勢，專注於開發汽車、辨識、可攜式裝置及電腦、基礎設備及工業四大領域的IC，其中辨識IC為其主要的營收來源，NFC晶片即屬於辨識IC的主力產品之一。

NXP為了在推出產品的時程上領先競爭對手，所以與終端廠商採用合資與合作夥伴的模式，建構垂直整合供應鏈。在硬體設計方面，NXP採用合資方式，在歐洲及亞洲與五家前端晶圓廠及七家後端封裝測試廠結盟。由於擁有前後端的設備，當其為晶片開規格時，可以更快的測試其產品可行性，縮短產品開發時間；再者，透過前端製程的改善與後端封裝技術的改良，可以縮小晶片體積與降低晶片設計成本。

在軟韌體開發方面，NXP展開了合作夥伴計畫，和全球七十家左右的公司，如微軟(Microsoft)、Google、安謀國際(ARM)等建立合作關係，在軟體、作業系統、軟體開發工具、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軟韌體的成本及分擔彼此開發風險，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。

由於1994年NXP就開發出MIFARE技術，並將其推廣於歐美的交通運輸市場，雖然在2004年成立NFC論壇(NFC Forum)，統一NFC技術的通訊及應用標準，但MIFARE Classic及Plus兩種標準並未被納入NFC Forum，不過基於此兩種標準的MIFARE卡目前被歐美的交通運輸市場廣泛採用。2013年MIFARE卡在全世界交通運輸市場的採用率為第一名，所以NXP以此優勢，推出市場上唯一同時相容MIFARE標準與NFC Forum標準的產品，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，是市場上唯一相容於MIFARE Classic技術的晶片；此外，2014年亦領先業界將自家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，並保護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　產品線多元布局

透過合作夥伴關係，NXP精準掌握終端業者的需求，開發多元終端應用的晶片，產品線非常全面。當不同終端業者採用其晶片時，可依據自身需求選擇搭載的晶片，可以降低開發成本及時間。

MIFARE卡為NXP最廣為人知且歷史最為悠久的產品，主要用途為交通運輸，卡片分成一次型及持續使用型，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為紙質，因此終端產品成本相對降低。持續使用型晶片，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，而為了降低產品更新的成本，其前一代產品可透過軟體更新，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品演進的重點。

用於基礎設備的晶片分為有中央處理器(CPU)及無CPU兩類，無內建CPU系列的PN512，主要應用於便宜、小尺寸、單電源的終端產品。因應電子商務的趨勢，基礎設備可能需要更強大的運算功能及安全性，NXP於2012年開發內建CPU的PN544PC晶片，並提高其安全規格，使該終端設備可以進行安全交易。

Tag方面，由於希望能夠加速辨識功能，新一代的晶片NTAG21改寫內部指令碼及新增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的資料；此外，考量未來可能終端產品都具備有藍牙(Bluetooth)或者無線區域網路(Wi-Fi)功能，新增場域偵測模式，來加速裝置間的配對。

用於行動電話的新一代PN547晶片於2012年推出，NXP為了擴充此產品的通用性，使行動電話能集成多卡功能(如信用卡、交通卡等)於一身，以及通用於世界各國，因此晶片規格適用於所有NFC Forum通訊標準、符合所有MIFARE卡標準、並且可以透過單線連接協議(Single Wire Protocol, SWP)來達成FeliCa卡使用功能。而為了使行動電話製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，由於銀行業者在行動交易裡面扮演重要角色，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範圍增加，降低晶片成本及縮小晶片體積。

擁大量NFC矽智財　INSIDE Secure以授權獲利

INSIDE Secure前身為INSIDE Contactless，專注於NFC技術以及交易安全技術的開發，因此產品多為用於智慧卡的NFC晶片；2010年，併購愛特梅爾(Atmel)的安全元件部門，且改名為INSIDE Secure，宣示該公司著重於NFC安全元件開發的決心，於2012年開發出該公司第一顆NFC安全元件--valutSEcure。雖然目前該公司以安全元件開發為主軸，但並未放棄智慧卡NFC晶片的主導權。

由於從NFC技術的開發起家，因此INSIDE Secure擁有相當完整的NFC的基礎矽智財(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安全元件的技術門檻和利潤比NFC控制晶片高，所以轉而投入NFC安全元件技術的開發。

該公司於2012年底將公司事業體系重新劃分為行動安全及交易安全兩大部門，並將NFC技術的IP採用授權方式來獲利。2011年，INSIDE Secure將NFC IP授權給英特爾(Intel)，讓Intel去開發搭載於筆記型電腦以及平板電腦的NFC晶片；並在2012年與法國專利授權管理公司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。

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，就注重於智慧卡的NFC晶片開發，於2005年推出業界首款的信用卡NFC晶片MicroPass，並於該年開始與信用卡發卡組織Visa長期合作，將Visa推出的安全交易標準技術寫入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採用授權方式獲利，但仍留下MicroPass晶片產品線，持續開發銀行業者需求的智慧卡晶片。金融智慧卡的發卡業者為了統一規範智慧卡晶片的規格，因此成立EMVCo聯盟，並制定EMV智慧卡晶片安全標準，若要將NFC晶片使用於智慧卡上，則必須先通過此一安全標準，包含對晶片硬體規格以及安全認證流程的規範。

因為各家發卡業者都有自己的安全認證程序規範，當晶片要銷售給發卡業者時，必須再通過各家業者安全認證。例如Visa VCSP(Visa Chip Security Platform)主要規範動態資料安全認證的模式，此安全認證能夠為每筆交易產生獨特的簽章代碼，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。由美國前四大發卡銀行之一的Discover所提出的Discover zip則強調交易的快速性以及晶片的微小化。因此INSIDE Secure開發的晶片主要通過此四種安全認證，並為此三大業者的EMV晶片主要採用對象，如其代表性晶片MicroPass4102/4103(表2)。

補強NFC控制能效　ST擴展MCU產品陣容

意法半導體為一家擁有晶圓廠的半導體商，其產品主要應用到微機電製造與感測器、車輛、能源、微控制器(MCU)、以及消費型電子產品五大領域。NFC晶片屬於MCU產品線，以下分析該公司NFC晶片的策略走向。

由於行動裝置的處理器大部分是基於安謀國際(ARM)的處理器架構上來開發，為了增加產品的通用性，方便終端業者開發使用，所以意法半導體與ARM合作，基於其處理器架構上，開發多達四百五十種的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品進行NFC的應用，讓業者可由應用面及價格來做最佳選擇。

此外，由於看到安全元件在行動支付應用的重要性，該公司亦開發安全元件的MCU。在NFC的安全元件MCU方面，由於不同類型終端業者所需要的安全元件模式不同，所以同時開發三種安全元件模式的產品(內嵌於行動電話、內嵌於micro SD卡及內嵌於SIM卡)，例如電信業者希望將安全元件內嵌於SIM卡，以便客戶更換行動電話時，安全元件內的基本資料可以攜帶移動。由於安全元件MCU與NFC的MCU一樣都是在ARM的架構上開發，因此兩者易於整合時，能降低終端業者的產品開發成本。

因應智慧聯網趨勢　聚焦開發Tag產品

當NFC技術應用在智慧聯網時，一般會使用行動電話來操作周邊的聯網裝置，因此除行動電話需要配備NFC晶片外，也需要在基礎設備，如家電、醫療器材等裝上Tag。EEPROM基於其重複讀寫、省電、且資料可在斷電狀態下長久保存的特性，被廣泛用在Tag的記憶體，意法半導體基於對EEPROM技術的深耕優勢，因此聚焦於Tag產品開發，其Tag產品包含RFID與NFC兩種應用，被廣泛用於物流、製造、以及終端用戶服務。

此外，該公司於2013年領先市場推出動態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介面與基礎設備內部的MCU溝通互動，而不再如傳統Tag般只是單純讀取Tag訊息。因此當基礎設備裝上動態Tag，則可使用行動電話來操作設備，並由於基礎設備毋須安裝鍵盤、螢幕或網路介面，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晶片持續精進

綜觀三家NFC晶片大廠的產品規格發展，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，各家大廠於2012年開始皆陸續推出行動電話NFC晶片。行動電話NFC晶片為一種額外搭載於行動電話的晶片，無法取代藍牙或Wi-Fi功能，因此對於終端廠商而言，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行動電話用於支付交易時，安全性就顯得非常重要，主要信用卡發行業者針對交易安全成立EMVCo聯盟，推出晶片的EMV認證標準，晶片業者必須通過此一認證，晶片才有被採用的機會。

三、智慧聯網興起下，所需傳輸資料量將會越來越大，NFC技術用在資料傳輸時，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，使終端業者易於採用，現今推出的晶片也都符合全部NFC Forum的通訊標準。

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

資料來源: 新電子/謝耀方 2014/8 (http://www.mem.com.tw/article_content.asp?sn=1408080006)