NFC/RFID技术与应用大步发展 ST形塑智能生活样貌

意法半导体台湾区总经理Giuseppe Izzo。

智能化浪潮带动NFC全新的应用视角，随着应用领域的增，市场对此技术的需求也渐趋多元，深耕NFC领域多年的ST(意法半导体)，拥有丰富产品线，为协助台湾合作夥伴深入了解RFID与NFC的最新技术与智能联网应用发展，借此缩短产品研发时程，ST日前举办的「NFC/RFID技术研讨会」，邀请到业界专业人士剖析其趋势发展。

ST台湾区总经理Giuseppe Izzo在致词时指出，该公司是先进半导体技术的领先者之一，2019年的营业额已接近10亿美元，为了强化技术深度，ST积极投入研发，目前4万6千名员工中，就有7,800位研发人员，并在全球设置80个据点，服务超过10万个客户。在策略布局方面，ST则锁定汽车、工业、个人电子产品与通讯／电脑周边等四大领域，推出各种产品，在上述领域中，ST的技术与产品皆居业界领导地位，未来将持续深化技术与服务品质，提供客户先进且安全的解决方案。

技术与标准不断进化 NFC/RFID应用日益广泛

对于NFC/RFID的特色与技术趋势，ST NFC/RFID策略行销经理黄镫谊介绍了NFC/RFID的技术原理。他指出，此技术是透过读取器的电能改变电子标签(Tag)的磁场，借此互传能量、读写数据。此技术的应用相当广泛，除了各种电子设备外，后来也被用于书本、食品…等非电子产品，在上面贴附电子标签，提升库存、销售系统的管理效益。

RFID的技术可依使用频谱分为三类，包括125kHz – 134kHz的低频(LF)、13.56MHz的高频(HF)与860MHz – 960MHz的超高频(UHF)，这三大技术的频谱不同，应用领域也有所区分，LF大多使用于动物身份识别，HF则用于一般产品数据识别、公共交通、门禁、金融支付；至于UHF应用在仓储物流、零售等领域，而NFC采用13.56Mhz 的ISM频段。

相较于其他通讯技术，黄镫谊表示，NFC/RFID的特色是方便而且安全。电子设备与MCU等电子元件整合后，就可传输数据，至于非电子设备，则只需在产品表面贴附电子标签，就可透过读写器以无线方式读写数据，不必像其他无线通讯系统需耗费大量成本与时间建置系统，即便没有电源供应的场域，也可藉由手持式设备读写电子标签上的数据，完成相关作业。

在兼具方便与安全同时，NFC/RFID的应用领域不断增，因此虽已发展多年，但各种新规范仍不断问世，NDEF (NFC Data Exchange Format)近期推出的ISO 15693，就大幅强化了距离与安全性。黄镫谊指出，相较ISO 14443标签，ISO 15693标签的天线更小、通讯距离更远，采用此规范的NFC手机，传输距离可达7厘米，RFID读取器则可达1米。此外在数据交换方面也更安全可靠，NDEF让此标准还可依据URL、蓝牙、V-Card、手机号码、App、电子邮件等标签内容自动启动应用程序。

随着技术的深化与相关规范渐趋完整，各领域业者导入NFC/RFID的速度也开始加快，近期最具指标意义者，就是Apple连续两年扩大旗下iOS对NFC/RFID的支持，2019年iOS 13，Apple开放让不同类型的NFC标签可透过原生指令读写iOS 13。2020年的iOS 14，其App Clip可以在待机状态下扫描NFC标签，以启动相关应用服务，另一功能则是让iPhone化为电子钥匙，即便没电也可开启车门。而使用ST25 15693系列动态标签，iOS 14可支持了ST的特殊指令，实现完全读写控制ST25标签的应用，以往因iOS 的限制，无法实现NFC的功能，如今都可藉由ST25实现。

ST深耕NFC/RFID，旗下拥有丰富的产品线与生态系，包括NFC/RFID标签、动态NFC标签及NFC/RFID读取器的ST25系列、安全NFC的ST54系统级封装、NFC控制器的ST21产品，在产品开发方面，ST则有STM32 Nucleo开发板与STM32Cube软件等完整的生态系，目前ST的NFC/RFID应用涵盖消费性电子产品、工业系统、健康照护、家电用品、智能城市、智能交通…等领域，黄镫谊表示，上述应用都是智能化需求最为殷切的场域，ST的NFC/RFID产品在此都已有实际应用案例，可协助客户快速开发相关产品，掌握新商机。

ST全力投入研发 打造完整产品生态系

这次研讨会，ST也邀请了合作夥伴韦侨科技行销业务陈奇忆，介绍该公司的动态标签信息安全设计。陈奇忆指出，成立于1999年的韦侨科技，其业务包括开发设计、制造及销售RFID的各种感应标签，主力市场包括欧洲、北美及日本。

韦侨科技的动态标签模块整合了IC与NFC天线。透过ST的动态芯片，使其同时拥有I2C及NFC双传输界面，因此可透过NFC手机读取设备端量测到的数据，手机也可轻松设定参数。该产品可运用在物联网、监控设备与各种需要设定参数的电子产品。此动态标签模块拥有RF与I2C双向传输界面，RF界面可使使设备与另一台设备进行RF/NFC连接以进行读写，I2C界面则可向MCU发送命令进行配置。

在信息安全部分，陈奇忆以韦侨科技新开发的Dongle USBU盘为例，介绍该公司在此方面的优势。他指出，现在U盘plug-and-play的功能虽然方便，但也造成存取的数据曝露在风险中。透过该公司的设计，可利用NFC手机的动态标签传输界面，为U盘上锁及解锁，以提升信息安全。此方式的特色为采用手机App界面，可直觉操作，并支持Android 及iOS系统，使用者可透过手机进行生物辨试(如指纹/face ID)或口令输入来加解锁。当使用完毕时，移除离开电脑，U盘即会重新上锁，借此提升信息存取安全。

在韦侨科技的应用介绍后，ST专案经理李庆嘉紧接着介绍ST25的NFC/RFID生态系统。他表示ST25拥有完整的生态系，生态系内部有规格文件、开发板、天线设计工具…等，为了让使用者可以快速寻找数据，ST已建立了完整的数据库与查询系统，工程师们只要上st.com网站创建帐户，即可下载相关文档与软件版本，除了完善的搜索功能外，st.com也设立了各种专业讨论区，工程师可从各种讨论中找出问题解答，加速产品开发。

李庆嘉指出，ST25的NFC/RFID针对ST25TV、ST25TA、ST25DV-I2C等多种产品，提供了专属的开发板，业者可针对本身需求，从中选择合适者，透过其开发模块与套件，快速完成产品设计。在软件部分，ST的STM32Cube则重新定义设计方式，可简化软件开发流程，并提供HAL、中介软件等示范做法，让工程师可以重复使用既有的STM32 MCU应用软件与驱动程序。在天线设计部分，李庆嘉则分别介绍ST的NFC/RFID标签与读取器的天线设计范本。他指出，不同频端、应用场域的天线形状与材质都有其差异，工程师可以此为参考，设计出最佳化产品。

STM32产品线领先产业 安全机制不容忽视

NFC/RFID要在系统中完善运作，MCU往往是关键角色，ST技术行销经理张世昌指出，ST是MCU与MPU的产业龙头，从2007推出第一颗ARM Cortex-M MCU至今，已有超过1,300种以上不同产品型号且陆续增加中。STM32不仅产品线丰富、功能及软硬件开发工具齐全，同时均具有10年的供货保证，让客户的产品销售周期提供最佳的保障。在产品开发支持部分，ST亦有领先业界的软硬件开发环境STM32Cube生态系统，大幅缩减工程师开发及除错的时程，以及提供最佳支持后盾。

近年来产业智能化脚步加快，STM32 MCU应用日益广泛，ST持续扩展其产品触角，在高效能STM32H7、主流应用STM32G4、STM32G0、低耗电STM32L系列、无线通讯STM32WB及STM32WL等，近期都已推出对应之产品，可大大满足不同产业领域系统设计开发上的需求。无论在微控制器及微处理器方面，STM32均提供了非常多元及全方位的产品安全保障，从设计开发、生产及终端市场产品维持等不同时期所需的安全性机制保护，也成为业界布局物联网与智能设备的最佳选择。

张世昌进一步表示，无论是MCU或MPU，STM32的产品都可藉由其软硬兼具的开发环境，以及垂直整合不同应用领域所需之开发工具，如人机界面TouchGFX ，马达控制MCSDK等，有效缩短研发人员开发时程，协助客户快速将产品导入市场以满足需求。

安全是各种联网机制的设计前提，ST技术行销经理阎欣怡指出，特别是联网范围越来越广泛的物联网，一旦被入侵，将有可能严重危害设备甚至用户的隐私，随着物联网普及速度加快，此问题已不能等闲视之。

阎欣怡表示，在各种联网机制中，透过认证金钥确保设备可信赖并进一步提升数据传输安全是常见的作法，不过由于物联网的应用广泛，单一网安作法无法满足不同场域的需求，对此ST推出STSAFE-A、STSAFE-J与STSAFE-TPM三种安全MCU，这三种MCU还盖了消费性、工业与基础建设等大三领域的网安需求。

其中经过最佳化设计的STSAFE-A，适用于系统中有多种终端设备的消费性与工业产品，具备高弹性，有灵活度的Java平台STSAFE-J，应用于工业与基础建设；至于可信赖运算与加密服务的STSAFE-TPM，则均适用于以上三种场域； STSAFE的多样产品系列则可满足市面上大部份的安全应用。

阎欣怡指出，未来物联网必然会高速成长，安全议题也会越来越受重视，物联网的安全必须从单一元件做起，进而扩展至整体系统，以确保完整的信任链。ST在此领域以有多年研发经验，深知业界痛点所在，其所推出STSAFE-A、STSAFE-J与STSAFE-TPM等三种安全MCU，可因应不同应用场域，优化其网安机制，打造出效能与安全俱佳的系统。