NFC由非接觸式射頻識別(RFID)演變而來(lái),由飛利浦半導體(現恩智浦半導體公司)、諾基亞和索尼共同研制開(kāi)發(fā),其基礎是RFID及互連技術(shù)。目前這項技術(shù)在日韓被廣泛應用,他們的手機可以用作機場(chǎng)登機驗證、大廈的門(mén)禁鑰匙、交通一卡通、信用卡、支付卡等。而在中國,卻遇到水土不服......電子實(shí)驗模塊
NFC概述
1.定義:
NFC(Near Field Communication)是以RFID(Radio Frequency Identification)標準為基礎所衍生的短距離無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)。
2.技術(shù)特性與優(yōu)勢:
NFC工作于13.56MHz,最大傳輸速度只有424kbit/s,有效傳數據率距離只有10cm左右(實(shí)際上公交卡和手機的NFC距離一般連5cm都不到),但它的優(yōu)點(diǎn)是不需要麻煩的配對過(guò)程,就能直接讀取和交換數據,可以理解為是用傳輸距離“換”耗電和安全性的互聯(lián)技術(shù)。此外,NFC還有絕群的配對速度,配對速度小于0.1ms(可以提升體驗和安全性),作為對比藍牙大約是6秒,紅外需要0.5秒左右。
3.硬件組成:
NFC硬件部分由CLF(非接前端模塊)、射頻天線(xiàn)、SE(Secure Element安全區域)三部分構成。使用CLF+天線(xiàn)即可完成常見(jiàn)的公交卡余額讀取,而如果把手機/手表模擬成公交卡(空中發(fā)卡和充值)就需要SE部分的加入。而我們在外面看到的,則是芯片+線(xiàn)圈的結構(拆開(kāi)公交卡和閃付銀行卡,里面也是這兩個(gè)基本構成)。線(xiàn)圈一般會(huì )安裝在背殼或貼著(zhù)電池放置,一般都是通過(guò)手機背部進(jìn)行NFC的感應。
4.工作模式:
點(diǎn)對點(diǎn)模式:可在兩個(gè)具備 NFC 功能的設備上進(jìn)行數據交換,如交換音樂(lè )、傳送文件等。使用此模式需要兩臺設備均具備 NFC 功能,NFC 文件傳輸基本屬于被遺棄的傳輸方式,因為 NFC 傳輸速度非常慢,通常只用來(lái)在手機間傳遞單個(gè)聯(lián)系人,網(wǎng)址等信息量很小的數據,所以日常中使用場(chǎng)景較少。
讀卡器模式:可作為非接觸讀卡器使用。能夠從電子標簽上讀取或寫(xiě)入信息,但由于市場(chǎng)上 NFC 電子標簽未能大面積使用,所以消費者更多是通過(guò)此模式給實(shí)體公交卡進(jìn)行充值,但是隨著(zhù)虛擬公交卡功能的逐步實(shí)現,人們對實(shí)體公交卡的依賴(lài)會(huì )越來(lái)越弱,集成到手機里的虛擬公交卡服務(wù)會(huì )更加方便。
卡模擬模式:其實(shí)就是相當于一張采用 RFID 技術(shù)的 IC 卡??梢杂门鋫淞?NFC 功能的手機替代大量的實(shí)體 IC 卡(公交卡、信用卡等)使用場(chǎng)景,實(shí)現移動(dòng)支付功能。
NFC Forum
NFC Forum由芬蘭諾基亞、荷蘭飛利浦電子和日本索尼等三家公司于2004年3月發(fā)起成立。其中,主辦成員除了上述三家公司外,還包括MasterCard國際、松下Panasonic、NEC、TI德州儀器、Visa國際、三星samsung、微軟Microsoft和瑞薩科技Renesas等共11家企業(yè)。這些主辦級成員是該團體的最高級別伙伴,具有出席論壇重要決策會(huì )議的權利。
此外,NFC Forum還擁有“主要”、“合作”等級別的成員。
主要會(huì )員包括:
American Express,Inside,RFMD,Anadigm,LG電子,SK telecom,France telecom,Logitech,SKIDATA,Innovision Research & Technology,Motorola,telefonica S.A 共12家企業(yè)。
合作會(huì )員包括:
3A Logics,ALPS,ARM,Atmel,Atos Origin,Bouygues Telecom,Broadcom,CETECOM,DNP,Postbank,dexit,egroup,firstdata,gemalto,捷德G&D Giesecke & Devrient,Hanchang system corp,英飛凌科技Infineon,ingenico安智,Inter Corporation,JCB,KDDI,Logica CMG,Melexis,mobilelime,mobilkom aoustria,NexgTelecom,oberthurcs,omnikey,payzy,plantronics,RATP,San disk,Schindler,SFR,Silicide,Sirit,smartek,索尼愛(ài)立信Sony Ericsson,sprint,Strategic Engineering Group,swisscom mobile,telenor,vivo tech,yoonison共計44家。
非盈利會(huì )員:
Consorzio Triveneto,ETC財團法人臺灣電子檢驗中心,ETRI,FH-ooe,HTA,MeT Mobile Electronics Transactions,Mobey Forum,THE OPEN GROUP,VTT Technical Research Centre 共計9家。
NFC論壇還宣布成立四個(gè)技術(shù)工作組,工作重心分別為:NFC設備、參考應用、安全和測試。
NFC芯片廠(chǎng)商
一、國外NFC芯片廠(chǎng)商
NFC芯片基本被國外廠(chǎng)商壟斷,其中恩智浦、ST、INSIDESecure為三大主流NFC芯片廠(chǎng)商。
1、Philips
荷蘭皇家飛利浦電子公司(NYSE交易代號:PHG,AEX交易代號:PHI)是世界上最大的電子公司之一,在歐洲名列榜首。Philip是世界上最大的非接觸智能卡提供商,也是NFC論壇的創(chuàng )始廠(chǎng)商之一,在ISO14443 Type A 上有完整的專(zhuān)利,并且據此制造的非接觸智能卡MIFARE系列。MIFARE系列非接觸智能卡除了具有標準Type A協(xié)議之外,還帶有Philips自行定義的并不公開(kāi)的獨特的加密算法。
2、恩智浦
NXP于2006年從飛利浦(Philips)電子公司獨立出來(lái),NXP基于飛利浦開(kāi)發(fā)電子產(chǎn)品時(shí)發(fā)明的高效能混合訊號技術(shù),以及瞄準未來(lái)聯(lián)網(wǎng)以及節能趨勢,專(zhuān)注于開(kāi)發(fā)汽車(chē)、辨識、可攜式裝置及電腦、基礎設備及工業(yè)四大領(lǐng)域的IC,其中辨識IC為其主要的營(yíng)收來(lái)源,NFC晶片即屬于辨識IC的主力產(chǎn)品之一。
1994年NXP就開(kāi)發(fā)出MIFARE技術(shù),雖然標準未被納入NFCForum,但基于此兩種標準的MIFARE卡目前被歐美的交通運輸市場(chǎng)廣泛采用。NXP以此優(yōu)勢,推出市場(chǎng)上唯一同時(shí)相容MIFARE標準與NFCForum標準的產(chǎn)品,增加其晶片在國際間的通用性。
目前,交通運輸與手機的NFC晶片市場(chǎng)幾乎被NXP所壟斷,在移動(dòng)支付領(lǐng)域占得一席之地。2016年高通收購恩智浦后,NFC移動(dòng)支付有望迎來(lái)進(jìn)一步的普及。
3、INSIDESecure
INSIDESecure前身為INSIDEContactless,專(zhuān)注于NFC技術(shù)以及交易安全技術(shù)的開(kāi)發(fā),因此產(chǎn)品多為用于智慧卡的NFC晶片;2010年,并購愛(ài)特梅爾(Atmel)的安全元件部門(mén),且改名為INSIDESecure,宣示該公司著(zhù)重于NFC安全元件開(kāi)發(fā)的決心,于2012年開(kāi)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(kāi)發(fā)為主軸,但并未放棄智慧卡NFC晶片的主導權。
由于從NFC技術(shù)的開(kāi)發(fā)起家,因此INSIDESecure擁有相當完整的NFC的基礎,但因為交通運輸與行動(dòng)電話(huà)的NFC晶片市場(chǎng)幾乎被NXP所壟斷,INSIDESecure轉而投入NFC安全元件技術(shù)的開(kāi)發(fā)。
INSIDESecure為非接觸式應用(包括銀行卡付款和近距離通信(NFC))提供最靈活、最先進(jìn)、低成本和最可靠的平臺,為支付卡、身份識別和門(mén)禁提供高性能和開(kāi)放標準解決方案。
4、ST
意法半導體為一家擁有晶圓廠(chǎng)的半導體商,其產(chǎn)品主要應用到微機電制造與感測器、車(chē)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(xiàn)。
由于意法半導體與ARM合作,基于其處理器架構上,開(kāi)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(lèi)型產(chǎn)品進(jìn)行NFC的應用,讓業(yè)者可由應用面及價(jià)格來(lái)做最佳選擇。
此外,由于看到安全元件在行動(dòng)支付應用的重要性,該公司亦開(kāi)發(fā)安全元件的MCU。在NFC的安全元件MCU方面,由于不同類(lèi)型終端業(yè)者所需要的安全元件模式不同,所以同時(shí)開(kāi)發(fā)三種安全元件模式的產(chǎn)品(內嵌于行動(dòng)電話(huà)、內嵌于microSD卡及內嵌于SIM卡)。
5、英飛凌
作為NFC主要供應商之一,英飛凌在NFC市場(chǎng)發(fā)展中扮演著(zhù)關(guān)鍵角色,以三種方式將NFC應用安全功能帶給移動(dòng)終端:通過(guò)用于SIM卡的NFC安全微控制器、通過(guò)作為移動(dòng)電話(huà)電子元件一部分的嵌入式安全元件(Secure Element)以及通過(guò)可用作microSD卡等設備的安全元件。這使得英飛凌成為世界上唯一能如此靈活實(shí)現NFC功能的半導體制造商。英飛凌提供的 NFC解決方案可滿(mǎn)足針對安全微控制器的最嚴格要求,包括Common Criteria EAL 5+ “high”國際標準和EMVCo (Europay國際、萬(wàn)事達、Visa)認證。它們適用于各種借助移動(dòng)終端實(shí)現的NFC支付應用。
6、博通
作為上游的芯片廠(chǎng)商,博通早就推出了NFC芯片BCM20793,且推出獨立NFC控制器以及集NFC/藍牙/Wi-Fi/FM收音機技術(shù)于一身的四合一組合芯片BCM43341。20151年,博通建成了一條“近場(chǎng)通訊技術(shù)(NFC)”芯片生產(chǎn)線(xiàn)。凡是采用此NFC芯片的智能手機和消費電子產(chǎn)品就可以變身為“移動(dòng)錢(qián)包”。
7、SONY
與Philips相類(lèi)似,SONY同樣是NFC論壇的創(chuàng )始者,SONY的Felica系列智能卡,遵循 ISO14443 Type C的標準,而這一標準,也同樣由SONY創(chuàng )始,并在世界范圍內申請了專(zhuān)利。
二、國內NFC技術(shù)廠(chǎng)商
1.上海飛聚微電子有限公司
產(chǎn)品:NFC芯片及模組、NFC芯片、NFC模組、高頻遠距離RFID芯片、防偽RFID芯片、非接觸智能卡芯片、個(gè)性化芯片定制、電子標簽、NFC貼紙、智能卡。
2.深圳市創(chuàng )新佳電子標簽有限公司
產(chǎn)品:RFID電子標簽、RFID卡、NFC標簽、RFID Inlay、RFID手腕帶、RFID鑰匙扣、超高頻電子標簽、特種標簽、ID/IC非接觸式卡、接觸式智能卡、智能滴膠卡、RFID讀寫(xiě)設備、屏蔽卡、屏蔽卡套、rfid玻璃管標簽。
3.深圳市芯益誠智能卡技術(shù)有限公司
產(chǎn)品:智能卡、電子標簽(NFC標簽、高頻RFID(HF)、超高頻電子標簽(UHF))、 PVC卡、可視卡、滴膠卡、手腕帶。
**4.深圳市藍加科技有限公司 **
產(chǎn)品:標準智能卡系列、異形智能卡系列、普通PVC卡、電子標簽系列、水晶滴膠卡和NFC標簽、INLAY(半成品)。
**5.深圳市華海智能卡有限公司 **
產(chǎn)品:手機測試白卡、非接觸式卡、接觸式卡、錢(qián)幣卡、子母卡、RFID標簽、射頻腕帶、磁條卡、異形卡、水晶滴膠卡、金屬卡、鑰匙扣、其他卡、中料。
6、同方銳安科技有限公司
產(chǎn)品:門(mén)禁系統、電子門(mén)鎖、速通門(mén)系統、防空隔離系統、一卡通應用、射頻識別產(chǎn)品
7、深圳市電晨科技有限公司
產(chǎn)品:NFC模塊,NFC燒入工具,NFC測試工具,藍牙成品測試工具
8、深圳阿弗艾德電子有限公司
產(chǎn)品:非接觸智能卡、接觸智能卡,RFID電子標簽及系統解決方案
9、上海斯圖曼通信技術(shù)有限公司
產(chǎn)品:全功能NFC模塊方案/串口、NFC模塊方案 、NFC UART AT指令模塊
10、上海復旦微電子集團股份有限公司
產(chǎn)品:安全與識別芯片、智能電表、非揮發(fā)存儲器、專(zhuān)用模擬電路、北斗導航
11、中山達華智能科技股份有限公司
產(chǎn)品:非接觸式智能卡、智能電子標簽、RFID讀卡設備
NFC應用場(chǎng)景
主力應用:移動(dòng)支付
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HCE 主機卡模擬模式,該模式目前僅支持模擬銀行卡進(jìn)行支付,只需要發(fā)卡方開(kāi)發(fā)應用支持即可。
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eSE 嵌入式安全模塊方案,需要手機廠(chǎng)商、銀行/銀聯(lián)、公交通卡公司相互合作才能支持,eSE 模式可以支持模擬銀行卡或公交卡進(jìn)行支付。
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SIM-SE 模式,需要手機廠(chǎng)商、運營(yíng)商相互合作才能支持,目前該模式并非主流,不做詳細描述。
具體事例:
一、閃付領(lǐng)域
1、銀聯(lián)云閃付----搜索下載,注冊,輸入卡片信息綁定卡片。 2、銀行APP----建行的隨芯用、交通的買(mǎi)單吧、中信的動(dòng)卡空間等。 3、支付方式----Apple Pay、Sunxing pay、Mi Pay、Huawei Pay、Meizu Pay、京東閃付,等。
二、一卡通領(lǐng)域(3個(gè)功能)
1、查詢(xún)卡片余額
目前NFC在日常生活一卡通中應用的非常廣泛,事實(shí)上我們日常用到的一卡通就是一塊NFC芯片,因此只要是搭載NFC功能的手機,通過(guò)一卡通相關(guān)的APP,都能對卡片進(jìn)行讀取,查看卡片余額。
2、卡內余額充值
隨著(zhù)近年來(lái)各地一卡通均開(kāi)始發(fā)行CPU卡,使用具有NFC功能的手機,通過(guò)手機APP還可實(shí)現充值功能,用戶(hù)只需將一卡通貼在手機背面,選擇金額進(jìn)行支付,即可實(shí)現充值金額實(shí)時(shí)到賬。
3、刷手機乘車(chē)
目前,一部配備N(xiāo)FC功能的手機實(shí)現卡模擬有兩種方式:一種是基于硬件的,稱(chēng)為虛擬卡模式(Virtual Card Mode即:手機需要更換nfc-sim卡并下載移動(dòng)運營(yíng)商的電子錢(qián)包);一種是基于軟件的,被稱(chēng)為主機卡模式(Host Card Mode即無(wú)需更換nfc-sim卡,下載發(fā)卡機構相關(guān)的APP即可)。
其他應用
NFC+消防、NFC共享單車(chē)、NFC+門(mén)禁系統、NFC+防偽識別、NFC+游戲娛樂(lè )、NFC+消費電子、NFC+公共設施監管、NFC+零售......
移動(dòng)支付之爭,NFC還有機會(huì )嗎?
NFC支付在中國雖然已經(jīng)有近十年的發(fā)展歷史,但受制于產(chǎn)業(yè)鏈過(guò)長(cháng),銀行、運營(yíng)商、芯片廠(chǎng)商等多方在爭奪利益制高點(diǎn)上耗費了太多時(shí)間、改造設備投入過(guò)大、用戶(hù)認知薄弱等因素,NFC支付的發(fā)展一直不溫不火,相比之下,二維碼支付技術(shù)近兩年的迅速崛起,微信、支付寶二維碼支付成為主流的移動(dòng)支付方式。
不可否認的是,在以往手機支付模式下,想要掃碼支付需要經(jīng)過(guò)解屏、打開(kāi)客戶(hù)端、打開(kāi)二維碼頁(yè)面等多個(gè)步驟,雖然消費者可以提前操作這些步驟,但畢竟相比NFC要多出兩個(gè)步驟。因此,手機廠(chǎng)商并沒(méi)有放棄NFC的支付方式,紛紛推出自己的“閃付”,已知的就有Apple Pay、Samsung Pay、Huawei Pay。
對于商家而言,使用支付寶等掃碼支付方式?jīng)]有額外的設備成本,商超、便利店等商家直接使用掃碼槍即可完成收款,無(wú)需更新硬件。
有業(yè)界人士表示,掃碼支付技術(shù)成熟,已經(jīng)形成廣泛的商戶(hù)覆蓋和用戶(hù)習慣,NFC支付作為后來(lái)者,唯一優(yōu)勢就在于快捷。隨著(zhù)掃碼秒付在體驗上也超越NFC,未來(lái)NFC支付要在線(xiàn)下追趕二維碼支付的前景將更加黯淡。