NFC由非接觸式射頻識(shí)別(RFID)演變而來(lái),由飛利浦半導(dǎo)體(現(xiàn)恩智浦半導(dǎo)體公司)、諾基亞和索尼共同研制開發(fā),其基礎(chǔ)是RFID及互連技術(shù)。目前這項(xiàng)技術(shù)在日韓被廣泛應(yīng)用,他們的手機(jī)可以用作機(jī)場(chǎng)登機(jī)驗(yàn)證、大廈的門禁鑰匙、交通一卡通、信用卡、支付卡等。而在中國(guó),卻遇到水土不服。
NFC概述
1.定義:
NFC(Near Field Communication)是以RFID(Radio Frequency Identification)標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)所衍生的短距離無(wú)線通訊技術(shù)。
2.技術(shù)特性與優(yōu)勢(shì):
NFC工作于13.56MHz,最大傳輸速度只有424kbit/s,有效傳數(shù)據(jù)率距離只有10cm左右(實(shí)際上公交卡和手機(jī)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(duì)過(guò)程,就能直接讀取和交換數(shù)據(jù),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(duì)速度,配對(duì)速度小于0.1ms(可以提升體驗(yàn)和安全性),作為對(duì)比藍(lán)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、SE(Secure Element安全區(qū)域)三部分構(gòu)成。使用CLF+天線即可完成常見的公交卡余額讀取,而如果把手機(jī)/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?cè)谕饷婵吹降?,則是芯片+線圈的結(jié)構(gòu)(拆開公交卡和閃付銀行卡,里面也是這兩個(gè)基本構(gòu)成)。線圈一般會(huì)安裝在背殼或貼著電池放置,一般都是通過(guò)手機(jī)背部進(jìn)行NFC的感應(yīng)。
4.工作模式:
點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模式:可在兩個(gè)具備 NFC 功能的設(shè)備上進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,如交換音樂(lè)、傳送文件等。使用此模式需要兩臺(tái)設(shè)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?yàn)?NFC 傳輸速度非常慢,通常只用來(lái)在手機(jī)間傳遞單個(gè)聯(lián)系人,網(wǎng)址等信息量很小的數(shù)據(jù),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(biāo)簽上讀取或?qū)懭胄畔ⅲ捎谑袌?chǎng)上 NFC 電子標(biāo)簽未能大面積使用,所以消費(fèi)者更多是通過(guò)此模式給實(shí)體公交卡進(jìn)行充值,但是隨著虛擬公交卡功能的逐步實(shí)現(xiàn),人們對(duì)實(shí)體公交卡的依賴會(huì)越來(lái)越弱,集成到手機(jī)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(dāng)于一張采用 RFID 技術(shù)的 IC 卡??梢杂门鋫淞?NFC 功能的手機(jī)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(xiàn)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(guó)際、松下Panasonic、NEC、TI德州儀器、Visa國(guó)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(jí)成員是該團(tuán)體的最高級(jí)別伙伴,具有出席論壇重要決策會(huì)議的權(quán)利。
此外,NFC Forum還擁有“主要”、“合作”等級(jí)別的成員。
主要會(huì)員包括:
American Express,Inside,RFMD,Anadigm,LG電子,SK telecom,F(xiàn)rance 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,索尼愛立信Sony Ericsson,sprint,Strategic Engineering Group,swisscom mobile,telenor,vivo tech,yoonison共計(jì)44家。
非盈利會(huì)員:
Consorzio Triveneto,ETC財(cái)團(tuán)法人***電子檢驗(yàn)中心,ETRI,F(xiàn)H-ooe,HTA,MeT Mobile Electronics Transactions,Mobey Forum,THE OPEN GROUP,VTT Technical Research Centre 共計(jì)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(shè)備、參考應(yīng)用、安全和測(cè)試。
NFC芯片廠商
一、國(guó)外NFC芯片廠商
NFC芯片基本被國(guó)外廠商壟斷,其中恩智浦、ST、INSIDESecure為三大主流NFC芯片廠商。
1、Philips
荷蘭皇家飛利浦電子公司(NYSE交易代號(hào):PHG,AEX交易代號(hào):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)始廠商之一,在ISO14443 Type A 上有完整的專利,并且據(jù)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(biāo)準(zhǔn)Type A協(xié)議之外,還帶有Philips自行定義的并不公開的獨(dú)特的加密算法。
2、恩智浦
NXP于2006年從飛利浦(Philips)電子公司獨(dú)立出來(lái),NXP基于飛利浦開發(fā)電子產(chǎn)品時(shí)發(fā)明的高效能混合訊號(hào)技術(shù),以及瞄準(zhǔn)未來(lái)聯(lián)網(wǎng)以及節(jié)能趨勢(shì),專注于開發(fā)汽車、辨識(shí)、可攜式裝置及電腦、基礎(chǔ)設(shè)備及工業(yè)四大領(lǐng)域的IC,其中辨識(shí)IC為其主要的營(yíng)收來(lái)源,NFC晶片即屬于辨識(shí)IC的主力產(chǎn)品之一。
1994年NXP就開發(fā)出MIFARE技術(shù),雖然標(biāo)準(zhǔn)未被納入NFCForum,但基于此兩種標(biāo)準(zhǔn)的MIFARE卡目前被歐美的交通運(yùn)輸市場(chǎng)廣泛采用。NXP以此優(yōu)勢(shì),推出市場(chǎng)上唯一同時(shí)相容MIFARE標(biāo)準(zhǔn)與NFCForum標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品,增加其晶片在國(guó)際間的通用性。
目前,交通運(yùn)輸與手機(jī)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(gòu)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,專注于NFC技術(shù)以及交易安全技術(shù)的開發(fā),因此產(chǎn)品多為用于智慧卡的NFC晶片;2010年,并購(gòu)愛特梅爾(Atmel)的安全元件部門,且改名為INSIDESecure,宣示該公司著重于NFC安全元件開發(fā)的決心,于2012年開發(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發(fā)為主軸,但并未放棄智慧卡NFC晶片的主導(dǎo)權(quán)。
由于從NFC技術(shù)的開發(fā)起家,因此INSIDESecure擁有相當(dāng)完整的NFC的基礎(chǔ),但因?yàn)榻煌ㄟ\(yùn)輸與行動(dòng)電話的NFC晶片市場(chǎng)幾乎被NXP所壟斷,INSIDESecure轉(zhuǎn)而投入NFC安全元件技術(shù)的開發(fā)。
INSIDESecure為非接觸式應(yīng)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(tái),為支付卡、身份識(shí)別和門禁提供高性能和開放標(biāo)準(zhǔn)解決方案。
4、ST
意法半導(dǎo)體為一家擁有晶圓廠的半導(dǎo)體商,其產(chǎn)品主要應(yīng)用到微機(jī)電制造與感測(cè)器、車輛、能源、微控制器(MCU)、以及消費(fèi)型電子產(chǎn)品五大領(lǐng)域,NFC晶片屬于MCU產(chǎn)品線。
由于意法半導(dǎo)體與ARM合作,基于其處理器架構(gòu)上,開發(fā)多達(dá)四百五十種的MCU,包含了從高運(yùn)算速度到低運(yùn)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型產(chǎn)品進(jìn)行NFC的應(yīng)用,讓業(yè)者可由應(yīng)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(yīng)用的重要性,該公司亦開發(fā)安全元件的MCU。在NFC的安全元件MCU方面,由于不同類型終端業(yè)者所需要的安全元件模式不同,所以同時(shí)開發(fā)三種安全元件模式的產(chǎn)品(內(nèi)嵌于行動(dòng)電話、內(nèi)嵌于microSD卡及內(nèi)嵌于SIM卡)。
5、英飛凌
作為NFC主要供應(yīng)商之一,英飛凌在NFC市場(chǎng)發(fā)展中扮演著關(guān)鍵角色,以三種方式將NFC應(yīng)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(shè)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(xiàn)NFC功能的半導(dǎo)體制造商。英飛凌提供的 NFC解決方案可滿足針對(duì)安全微控制器的最嚴(yán)格要求,包括Common Criteria EAL 5+ “high”國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和EMVCo (Europay國(guó)際、萬(wàn)事達(dá)、Visa)認(rèn)證。它們適用于各種借助移動(dòng)終端實(shí)現(xiàn)的NFC支付應(yīng)用。
6、博通
作為上游的芯片廠商,博通早就推出了NFC芯片BCM20793,且推出獨(dú)立NFC控制器以及集NFC/藍(lán)牙/Wi-Fi/FM收音機(jī)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。凡是采用此NFC芯片的智能手機(jī)和消費(fèi)電子產(chǎn)品就可以變身為“移動(dòng)錢包”。
7、SONY
與Philips相類似,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(biāo)準(zhǔn),而這一標(biāo)準(zhǔn),也同樣由SONY創(chuàng)始,并在世界范圍內(nèi)申請(qǐng)了專利。
二、國(guó)內(nèi)NFC技術(shù)廠商
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(yuǎn)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(biāo)簽、NFC貼紙、智能卡。
2.深圳市創(chuàng)新佳電子標(biāo)簽有限公司
產(chǎn)品:RFID電子標(biāo)簽、RFID卡、NFC標(biāo)簽、RFID Inlay、RFID手腕帶、RFID鑰匙扣、超高頻電子標(biāo)簽、特種標(biāo)簽、ID/IC非接觸式卡、接觸式智能卡、智能滴膠卡、RFID讀寫設(shè)備、屏蔽卡、屏蔽卡套、rfid玻璃管標(biāo)簽。
3.深圳市芯益誠(chéng)智能卡技術(shù)有限公司
產(chǎn)品:智能卡、電子標(biāo)簽(NFC標(biāo)簽、高頻RFID(HF)、超高頻電子標(biāo)簽(UHF))、 PVC卡、可視卡、滴膠卡、手腕帶。
**4.深圳市藍(lán)加科技有限公司 **
產(chǎn)品:標(biāo)準(zhǔn)智能卡系列、異形智能卡系列、普通PVC卡、電子標(biāo)簽系列、水晶滴膠卡和NFC標(biāo)簽、INLAY(半成品)。
**5.深圳市華海智能卡有限公司 **
產(chǎn)品:手機(jī)測(cè)試白卡、非接觸式卡、接觸式卡、錢幣卡、子母卡、RFID標(biāo)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:門禁系統(tǒng)、電子門鎖、速通門系統(tǒng)、防空隔離系統(tǒng)、一卡通應(yīng)用、射頻識(shí)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(cè)試工具,藍(lán)牙成品測(cè)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(biāo)簽及系統(tǒng)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(fù)旦微電子集團(tuán)股份有限公司
產(chǎn)品:安全與識(shí)別芯片、智能電表、非揮發(fā)存儲(chǔ)器、專用模擬電路、北斗導(dǎo)航
11、中山達(dá)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(biāo)簽、RFID讀卡設(shè)備
主力應(yīng)用:移動(dòng)支付
HCE 主機(jī)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)卡方開發(fā)應(yīng)用支持即可。
eSE 嵌入式安全模塊方案,需要手機(jī)廠商、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。
SIM-SE 模式,需要手機(jī)廠商、運(yùn)營(yíng)商相互合作才能支持,目前該模式并非主流,不做詳細(xì)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(cè),輸入卡片信息綁定卡片。 2、銀行APP----建行的隨芯用、交通的買單吧、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、查詢卡片余額
目前NFC在日常生活一卡通中應(yīng)用的非常廣泛,事實(shí)上我們?nèi)粘S玫降囊豢ㄍň褪且粔KNFC芯片,因此只要是搭載NFC功能的手機(jī),通過(guò)一卡通相關(guān)的APP,都能對(duì)卡片進(jìn)行讀取,查看卡片余額。
2、卡內(nèi)余額充值
隨著近年來(lái)各地一卡通均開始發(fā)行CPU卡,使用具有NFC功能的手機(jī),通過(guò)手機(jī)APP還可實(shí)現(xiàn)充值功能,用戶只需將一卡通貼在手機(jī)背面,選擇金額進(jìn)行支付,即可實(shí)現(xiàn)充值金額實(shí)時(shí)到賬。
3、刷手機(jī)乘車
目前,一部配備NFC功能的手機(jī)實(shí)現(xiàn)卡模擬有兩種方式:一種是基于硬件的,稱為虛擬卡模式(Virtual Card Mode即:手機(jī)需要更換nfc-sim卡并下載移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的電子錢包);一種是基于軟件的,被稱為主機(jī)卡模式(Host Card Mode即無(wú)需更換nfc-sim卡,下載發(fā)卡機(jī)構(gòu)相關(guān)的APP即可)。
其他應(yīng)用
NFC+消防、NFC共享單車、NFC+門禁系統(tǒng)、NFC+防偽識(shí)別、NFC+游戲娛樂(lè)、NFC+消費(fèi)電子、NFC+公共設(shè)施監(jiān)管、NFC+零售。。。。。。
移動(dòng)支付之爭(zhēng),NFC還有機(jī)會(huì)嗎?
NFC支付在中國(guó)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(zhǎng),銀行、運(yùn)營(yíng)商、芯片廠商等多方在爭(zhēng)奪利益制高點(diǎn)上耗費(fèi)了太多時(shí)間、改造設(shè)備投入過(guò)大、用戶認(rèn)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(rèn)的是,在以往手機(jī)支付模式下,想要掃碼支付需要經(jīng)過(guò)解屏、打開客戶端、打開二維碼頁(yè)面等多個(gè)步驟,雖然消費(fèi)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(jī)廠商并沒(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(duì)于商家而言,使用支付寶等掃碼支付方式?jīng)]有額外的設(shè)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)形成廣泛的商戶覆蓋和用戶習(xí)慣,NFC支付作為后來(lái)者,唯一優(yōu)勢(shì)就在于快捷。隨著掃碼秒付在體驗(yàn)上也超越NFC,未來(lái)NFC支付要在線下追趕二維碼支付的前景將更加黯淡。
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