ST强大技术能量与产品布局 以完整网安设计掌握联网商机
- 赖品如／台北
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个人电子产品的智能能力持续升级，NFC成为强化使用体验的重要技术，在供各类先进功能的同时，网安议题也渐受产业与消费者种是，意法半导体（ST）长期投入创新半导体解决方案，满足使用者联网网安需求，近期携手合作夥伴文晔，举办「新时代安全联网设备研讨会」，深入探讨联网安全、产品设计、无线通讯等热门议题，并分享ST在 ST25、 STM32、EEPROM、 STSAFE、ST4SIM等产品线的最新进展与解决方案。
ST为全球半导体领导厂商，于全球设有14座生产基地与80余处业务据点，服务超过20万客户。服务范围包括汽车、工业、消费性电子，以及通讯设备/电脑及周边设备等四大领域。ST台湾联网安全部门行销经理黄镫谊先从「解锁次时代安全物联网产品设计」、「连结元宇宙和现实，开启无限永续可能」两大议题，剖析近期物联网的网安与元宇宙当下发展态势。他指出该公司提供的安全与联网产品相当多元，ST25 NFC、ST4SIM M2M移动通讯、STSAFE系列，以及适用于各种工业和消费应用的EEPROM都是旗下产品。
在物联网产品开发方面，ST着重产品的可靠度、安全性、成本效益、使用者友善和低功耗等特性。可满足智能传感节点、闸道器和接取网络等产品需求。为确保产品安全，需考量机密性、完整性、可用性、真实性及不可否认性等面向，常见技术包括加密、数码签章、使用者认证及灾难复原计划等。
ST产品众多，其中NFC/RFID系列解决方案已成为此领域领导品牌，ST25系列NFC产品提供多种读写器和标签，支持多种标准和数据传输速率，适用于消费者互动、资产追踪、门禁管制等应用。NFC标签应用广泛，可用于直接存取网页、应用程序下载、电子保固卡和产品识别等场景。此外，ST推出的STSAFE安全产品，也提供认证、安全连线、储存等功能，其基于JavaCard操作系统的产品适用于认证和安全储存，符合TCG 2.0和FIPS140-2标准的STSAFE-TPM系列提供平台完整性、安全开机和韧体升级功能。
在元宇宙领域，ST透过区块链技术和先进的安全解决方案，无缝连接元宇宙与实体世界，并在医疗、教育、工业等多领域推动创新应用。元宇宙应用范畴涵盖游戏、医疗、旅游、零售、会议、教育、建筑、运输、军事及社交等领域，而元宇宙所需的装置包含视觉呈现、运算处理和动作传感控制等设备。此外ST 在虚拟资产的安全性也有所着墨，黄镫谊指出，虚拟资产的唯一所有权确保机制非常重要，ST25TA-ECC芯片可支持区块链，藉由ST25T实现新时代NFC电子签章证书，确保虚拟资产具备实体世界的凭证或证书。
ST目前已有VR/MR眼镜的配件整合方案，同时推出新时代智能眼镜及智能戒指，上述产品可利用ST25R和ST25D提供NFC WLC无线充电技术。在新一代金融卡、物联网服务安全和工业物联网安全领域，ST也提供了多种创新的产品和解决方案，有助设备业者于提升使用者体验、保护物联网应用的安全性满足现代金融和物联网市场的需求。
对于物联网设备的安全连接议题。黄镫谊强调无论是从传感器到云端的测量数据，或从云端到执行端的指令，期不可篡改性和可信来源都相当重要。ST的STSAFE-A技术可内建于设备中，透过认证确保数据完整性和机密性，提升设备的安全连接和数据储存。另一款产品ST4SIM产品系列是最先进e-SIM解决方案，可提供M2M、工业和物联网场域，多元的移动网络支持和安全性，由此可见ST在e-SIM领域的创新作为。
完整天线设计工具与安全认证方案 加速设备联网和车载应用开发
天线设计是提升无线传输设备的关键，ST 技术专案经理李庆嘉在「ST25天线设计」演讲中，详细介绍涵盖设计步骤至调校全过程的ST25 NFC标签与读取器天线设计流程。他指出NFC标签天线设计步骤包括选择ST25DV电容值、确定目标电感、定义天线尺寸、建立±5%误差测试矩阵，使用者可透过ST设计工具进行模拟，并利用网络分析仪或标准实验室仪器测试确定最适合的线圈，设计原则必须检查最后的谐振频率，以确保选择正确的电容和电感以符合所需效能。
李庆嘉提到，NFC读取器的天线设计须考量电感、EMC滤波、匹配串联电容、匹配并联电容及Q参数等因素，其中天线电感范围建议在0.5至2μH间，EMC滤波器截止频率目标为12 MHz。匹配串联电容主要用于阻抗匹配及切断直流代理，匹配并联电容调整共振频率至13.56 MHz，Q参数的调整可决定天线电路品质因数，影响场强、数据速率及感应唤醒灵敏度。在设计过程中，建议使用ST25R天线匹配工具，此工具提供模拟匹配电路及评估匹配阻抗功能。
他接着表示，NFC无线充电设计包括发射端和接收端，发射端设计又包含EMC滤波器、匹配网络、静态电压分配器、串联阻尼电阻和NFC线圈天线。接收端则使用ST25处理通讯电路、静态电压分配器、电池充电器、整流桥和比较器等 以满足无线充电接收所需功能。李庆嘉最后表示，天线线圈设计须考量尺寸、圈数、线径和间距等因素，并在调校过程仔细调整发送及接收两端之匹配线路，避免微小改变影响整体效能。
近年来智能车载与IoT成长加速，ST资深行销工程师陈彦如在「适用于消费、工业，以及车用的STSAFE-TPM解决方案」的介绍中，分享具备强大安全功能并通过高安全认证的STSAFE-TPM。她指出，此系列解决方案应用范围涵盖了个人电脑、服务器、物联网装置、电动车充电设备、工厂自动化和网络通讯设备闸道器等领域，提供高安全解决方案，借此确保装置安全的验证、平台完整性、数据机密性和可用性。
STSAFE系列包含优化的STSAFE-A、灵活的STSAFE-J和标准化的STSAFE-TPM，芯片通过EAL5+ 高安全认证，符合严格的安全标准。STSAFE-TPM解决方案支持多种通讯界面，并可与STM32 ODE套件无缝整合，提供安全开机、韧体升级和可信赖网络存取等功能，实现高效能和低功耗。在电动车充电领域，STSAFE-TPM提供适用ISO 15118标准与AEC-Q100认证的产品，提供可靠的身份验证和安全服务，可应用在车辆与充电站之间的身份验证、信息储存与安全的信息互换，确保充电过程中的信息安全。为了缩短产品开发时程，ST还提供专用评估工具和软件，加快市场应用部署。
STM32 MCU 驱动联网安全与边缘运算
除了NFC/RFID与联网安全套件，MCU也是设备联网的关键元件，ST的STM32系列在此领域已居业界领导地位。ST技术行销经理张世昌在「STM32产品与生态系导览」演讲中提到，STM32产品线及其生态系统，可提供客户在多元应用领域强大而灵活的支持。STM32系列涵盖高效能运算到超低功耗应用，应用范围广泛，由此可见ST在此市场的创新能力和领导地位。
STM32产品组合包括高效能、超低功耗、无线和主流等多系列MCU。高效能MCU系列如STM32H7家族，效能最高达3224 CoreMark，时脉频率高达600 MHz，也有采Cortex-M7和Cortex-M4的双核心架构。STM32MP1系列时脉频率达1 GHz，采Cortex-A7和Cortex-M4双核心设计。超低功耗领域，从STM32L0到STM32U5系列，效能范围75至651 CoreMark，采Cortex-M0+、Cortex-M4和Cortex-M33等核心。无线MCU系列包括STM32WL和STM32WB 和STM32WBA，主要采Cortex-M4, Cortex-M0+及Cortex-M33核心。主流入门款32位元MCU系列涵盖STM32C0到STM32G0，效能范围106至142 CoreMark，采Cortex-M0+核心。
2024年，ST已推出新产品线，包括扩展STM32H7单核心更经济型产品的STM32H7R和H7S系列，以及32位元入门款 STM32C0和超低功耗新成员的STM32U0等新系列，以及具备双核的STM32MP2 MPU，进一步丰富产品阵容。张世昌表示，STM32优势不仅体现在硬件产品，其完整生态系统为使用者提供全方位支持。软件方面提供GUI开发工具、丰富范例程序码和图形资源库；硬件支持包括STM32 Nucleo、探索开发套件和各种评估板。此外，全球FAE团队、社群网站和技术支持等客户服务资源，也共同建立强大且活跃的开发者生态系统，可满足各类型产品开发需求。
STM32的另一重点系列为无线与IoT解决方案。ST技术行销经理张耀升则指出，ST的MCU和无线解决方案，兼具低功耗、高效能和强大安全性等特色，再搭配旗下完整的生态系统，可因应现代物联网和边缘运算趋势。ST的无线MCU提供STM32WL和STM32WB系列等不同选择，此系列整合无线电功能，可支持多样物联网应用。
张耀升进一步指出，ST无线解决方案涵盖Sub-1GHz和2.4GHz等频谱，其长距离通讯和高效电池寿命设计，适用于工业、家庭、城市、计量和资产追踪等场域。STM32WL则为全球首款单芯片长距离无线MCU，可支持LoRA与多种调变方案。强化无线效能的STM32WBA系列，支持蓝牙低功耗5.4、Zigbee、OpenThread和Matter标准，在低功耗和高输出功率有卓越表现。在安全与法规遵循方面，STM32Trust平台提供了ARM TrustZone技术、安全开机、安全更新、加密硬件和安全除错等功能，可确保产品符合严格安全和效能标准，并遵守RED射频设备指令和CRA网络韧性法案。
观察市场趋势，可发现物联网与元宇宙正成为驱动未来发展的关键技术，安全性、整合性与能源效率将是装置设计的重点所在，系统与设备业者需要透过完整的硬件、软件与生态系支持，满足客户在新兴应用场域的多元需求。展望未来，ST将持续持续创新，提供高整合度与安全可靠的系统方案，协助客户在激烈竞争中脱颖而出，掌握庞大的设备联网商机。
