NFC在移動和卡應(yīng)用中有哪些優(yōu)勢和技術(shù)挑戰(zhàn)
支付領(lǐng)域正經(jīng)歷顛覆性的變革,非接觸支付出現(xiàn)在手機、卡類的應(yīng)用中,NFC、二維碼、雙界面卡、指紋識別……,它們需要哪些芯片及解決方案?近日,意法半導(dǎo)體(ST)安全微控制器事業(yè)部市場應(yīng)用總監(jiān)Jerome JUVIN向電子產(chǎn)品世界記者介紹了其市場和技術(shù)走向。
本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/202107/426950.htm1 安全支付的演變
銀行卡和移動支付的演變本質(zhì)變上是卡外觀和用戶體驗的變遷。
磁條卡在銀行業(yè)已經(jīng)使用很長時間了。不過,近20 年來,為了防范金融詐騙,銀行一直在推廣部署芯片卡。但進展較為緩慢,因為需要大型基礎(chǔ)設(shè)施。這為NFC/非接觸式支付技術(shù)的應(yīng)用鋪平了道路。
而且隨著智能手機的盛行,NFC也蔓延到手機等移動設(shè)備中。
ST安全微控制器事業(yè)部市場應(yīng)用總監(jiān)Jerome JUVIN
NFC非接觸式支付技術(shù)具有很強的開創(chuàng)性。①從技術(shù)角度,這是第1次整合RF(射頻)通信技術(shù)與安全芯片。②為用戶帶來了一種非接觸的支付體驗。③銀行卡可以有新的外觀尺寸——因為模塊更小,更容易集成到尺寸更小的產(chǎn)品中,諸如智能手環(huán)、智能手表。④指紋識別在智能手機中的應(yīng)用非常廣泛,使銀行卡可以為用戶帶來更高的支付安全性和更好的支付體驗。
如上圖,智能設(shè)備中的安全模塊可以帶來額外的應(yīng)用和技術(shù),NFC的出現(xiàn)也是將NFC控制器和安全模塊集成到嵌入式 SIM(eSIM)等應(yīng)用中的絕佳機會。因為如今eSIM 使用與NFC相同類型的安全模塊。
至于這兩年興起的UWB應(yīng)用,UWB是一種無線載波通信標準,現(xiàn)在比較熱門的是用于開發(fā)新型的數(shù)字車鑰匙應(yīng)用。UWB 是一種射頻技術(shù),也有安全性要求,這是 NFC 安全模塊子系統(tǒng)集成這類技術(shù)的絕佳機會。
2 為何NFC移動支付會興起
1) 世界、亞太及中國市場
當前,消費者接受新技術(shù)和新支付方式的速度正在加快。移動支付帶來了智能手機和穿戴設(shè)備數(shù)量達到13億臺的龐大市場,其中大多數(shù)產(chǎn)品都將加持 NFC 技術(shù)。迄今,全球大約 55% 的智能手機有 NFC技術(shù)和安全模塊,90%的高端智能手機都配備NFC技術(shù)。
NFC技術(shù)在中端手機市場的份額越來越大,尤其是在中國。在中國以外的智能手機市場,NFC 技術(shù)的增長驅(qū)動力始于 ApplePay、SamsungPay 和 GooglePay等移動支付。在中國,像華為支付、OPPOPay和小米支付這樣的OEM支付應(yīng)用也非常成功,尤其是在公交應(yīng)用的推動下,現(xiàn)在超過 125個中國城市接受手機錢包刷卡乘坐公交。
亞太區(qū)約有6.5億部智能手機,占全球市場的50%,因此非常重要。其中,中國、日本和韓國是重要的區(qū)域市場,因為這是 NFC 和非接觸式技術(shù)部署最多的地方,而且擁有亞洲最大的智能手機制造商。
中國手機市場成熟度和滲透率已經(jīng)達到了一定的水平,因此,中國手機制造商們正在尋求在國外擴大市場份額,關(guān)注國外移動支付的市場發(fā)展態(tài)勢。
在中國,公交卡是NFC應(yīng)用的重要增長點,幾乎可用于所有NFC智能手機中。公交卡是增長最快的智能手機應(yīng)用。
增長第二快的應(yīng)用是NFC支付。在國外,例如,歐洲和北美地區(qū),NFC支付已經(jīng)通過ApplePay、SamsungPay和GooglePay得到廣泛應(yīng)用。此外,東南亞部分地區(qū)也開始使用支付。
公交卡和移動支付的迅速發(fā)展在很大程度上受到新冠疫情的影響,緊隨其后的是門禁,例如,中國市場的家用門禁。預(yù)計2022年,汽車門禁會廣泛采用NFC技術(shù)。
2)NFC與二維碼相比的優(yōu)勢
支付寶、微信支付和Paytm等掃描二維碼的點對點支付和即時支付是亞洲的一個特有現(xiàn)象,在移動支付領(lǐng)域人氣很高,中國有很多人刷二維碼乘坐公交。
與二維碼購票相比,NFC的優(yōu)勢主要有2個。①解決方案的互操作性更好,因為它使用與現(xiàn)有非接觸式卡相同的標準和技術(shù),無需升級基礎(chǔ)設(shè)施,而二維碼需要升級基礎(chǔ)設(shè)施并安裝二維碼閱讀器,因而增加了成本。②刷卡時無需打開手機,且刷卡時間快。
3)ST的解決方案
ST主要提供智能設(shè)備中的NFC和安全模塊,是此市場上的兩大供應(yīng)商之一。ST的解決方案有三大支柱。
①ST54平臺。該平臺單芯片集成NFC控制器和安全模塊,安裝JavaCard 操作系統(tǒng)?,F(xiàn)已部署在大多數(shù)中國OEM產(chǎn)品上,例如中國手機廠商推出了集成 ST 技術(shù)的新型 NFC 手機。
②STPay-Mobile移動支付服務(wù)。用于提供支付、公交、門禁、數(shù)字車鑰匙等服務(wù)。手機制造商可以利用這些服務(wù)使手機錢包提供附加功能,例如,用戶可以在智能手機中模擬現(xiàn)有的非接觸式卡片。
③RF性能。是ST的一個重要價值主張,因為ST的RF解決方案可以簡化互操作性,這對于公交和移動支付尤為重要,因為現(xiàn)有的非接觸式基礎(chǔ)設(shè)施往往陳舊且不合規(guī),改造基礎(chǔ)設(shè)施非常困難。因此,當設(shè)備制造商開發(fā) NFC 解決方案時,需要確保它可以支持各種碎片化的讀卡器,這是ST解決方案的重點和差異點之一。
4)與伙伴合作,共同開拓公交等應(yīng)用
為了開拓公交市場,ST還積極與伙伴合作,共同推出基于移動支付服務(wù)——STPay-Mobile的平臺。例如今年2月,在上海世界移動通信大會上,ST與中國公司雪球科技合作開發(fā)了一個基于云的平臺,提供了一個連接公交公司與手機廠商的手機公交卡平臺。
STPay-Mobile給手機制造商帶來的最大的好處是,ST54已經(jīng)過全面的功能驗證。因此,一旦手機廠商開發(fā)出了新型手機并集成了ST54,就已經(jīng)通過預(yù)先驗證,因而可以縮短開發(fā)、測試和系統(tǒng)集成的時間。雪球科技還提供虛擬公交卡生命周期管理,加快了新技術(shù)進入智能手機的關(guān)鍵。
在推出手機公交解決方案后,ST正準備推出STPay-Mobile支付解決方案,支付方式與ST和雪球科技合作開發(fā)的公交支付模式相同,即將銀行和OEM廠商連接到云平臺,首批連接的銀行卡是VISA 和萬事達卡。該解決方案的優(yōu)勢同樣是預(yù)先驗證的(因為集成了ST54安全模塊),可以縮短開發(fā)時間和系統(tǒng)集成時間,縮短上市時間。
這將是幫助中國手機等制造商走出去的關(guān)鍵,因為如今海外NFC支付非常受歡迎,廣泛使用。
在推出手機公交和手機支付之后,ST還準備支持其他應(yīng)用,例如門禁。在中國,智能門鎖同樣采用非接觸式通信技術(shù),因此有很大的應(yīng)用機會。數(shù)字車鑰匙在中國也是一個越來越熱的話題,世界其他地方已經(jīng)推出相關(guān)標準,在中國出現(xiàn)了多個不同的專有的汽車藍牙數(shù)字鑰匙技術(shù)規(guī)范?,F(xiàn)在人們談?wù)摰氖歉鶕?jù)車聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟標準開發(fā)的數(shù)字車鑰匙,為此,可以期待在 STPay-Mobile中增加數(shù)字車鑰匙,這是接下來將要推出的服務(wù)。
圖 移動支付的應(yīng)用領(lǐng)域
3 銀行卡支付
1)世界、亞太及中國市場
如今,銀行卡支付仍是一個巨大的市場,復(fù)合年增長率保持 1位數(shù)增長。據(jù)ST和市場調(diào)查機構(gòu)WSTS、ABI等預(yù)測,盡管在2020 年受到新冠肺炎疫情影響,市場規(guī)模略有下降,但卡發(fā)行量仍保持小幅增長,2020 年銀行卡發(fā)行量約34億張。預(yù)計市場會在疫情后復(fù)蘇,這主要得益于雙界面銀行卡的全球部署。此外,各大品牌廠商推出更多創(chuàng)新應(yīng)用,銀行卡出現(xiàn)很多新的外觀設(shè)計,諸如金屬、透明、環(huán)保、生態(tài)的卡等。值得注意的是,指紋識別技術(shù)開始在各地展開試點,特別是受疫情影響,試點過程在加速推進。
亞洲是重要的銀行卡市場,市場規(guī)模14億張,約占全球市場規(guī)模的40%。所有亞洲國家和地區(qū)都宣布了推廣雙界面銀行卡,逐步淘汰接觸式卡片,并且滲透率已達一定水平。亞洲的特點是雖然仍在使用 VISA、MasterCard、AMEX、Discovery 和 JCB 等傳統(tǒng)支付交易規(guī)則,但大多數(shù)國家也有各自的支付技術(shù)規(guī)范,例如東南亞,由于國家眾多,市場碎片化嚴重。
中國傳統(tǒng)銀行卡市場非常獨特,有許多本地的卡芯片供應(yīng)商,市場競爭非常激烈。
不過,對于移動支付,競爭格局就完全不同了。因為移動支付不是中國特有的,而且在全球市場上越來越受歡迎,中國手機廠商正在關(guān)注海外市場,所以對于ST這樣的外企,有很大的機會做NFC移動支付。
2) ST的優(yōu)勢
主要有兩點優(yōu)勢。
①擁有豐富的NFC控制器和安全模塊開發(fā)經(jīng)驗。從技術(shù)的角度來看,開發(fā)一個兼容各種基礎(chǔ)設(shè)施的NFC和RF前端的難度很大。很多公司嘗試過開發(fā)NFC芯片,但大都失敗了,因為需要很多經(jīng)驗積累。ST具備這些經(jīng)驗和能力。
②ST面向的是全球市場。針對中國和世界其他碎片化地區(qū),ST基本上都用一個產(chǎn)品戰(zhàn)略,這是一個很大的優(yōu)勢。ST已在中國和世界其他地區(qū)的各種基礎(chǔ)設(shè)施上驗證和測試了其解決方案。
在傳統(tǒng)雙界面銀行卡解決方案方面,ST產(chǎn)品基于三個支柱。①ST31硬件平臺,②JavaCard OS操作系統(tǒng),③STPay-Topaz的各種支付小程序,以滿足不同國家的支付交易規(guī)則要求。
● ST31硬件平臺。迄今,ST智能卡 IC出貨量超過 50 億顆,躋身世界三大智能卡IC供應(yīng)商之列。最新的產(chǎn)品采用 40 nm技術(shù)的ST31P雙界面安全芯片,已被大量客戶采用。
● STPay-Bio??春弥讣y識別支付市場,ST正在利用 STPay-Topaz,在解決方案中增加MCU來處理指紋識別(即從ST知名的STM32L4 MCU中選擇型號),并與指紋傳感器廠商合作。其中,STPay-Topaz-Bio是ST提供的指紋支付整體解決方案。
ST31N 是STPay-Topaz-Bio解決方案的一個硬件平臺。該解決方案正在開發(fā)中,面向指紋銀行卡市場。據(jù)ABI預(yù)測,到2025年,指紋銀行卡發(fā)行量將達3.5億張。歐洲已經(jīng)采取多個不同的推進計劃,在試點和首次部署方面處于領(lǐng)先地位。亞洲緊隨其后,其中印度已開始試點。如果成功,并得到各國監(jiān)管機構(gòu)的批準,可能會在今年底或明年初看到一些商用發(fā)布。在中國,幾家不同的銀行已經(jīng)對這項技術(shù)進行了評測。不過,在成本和客戶積極性方面仍然存在一些挑戰(zhàn)。目前,ST正在開發(fā)完整的解決方案,以支持今年的試點和明年的商用發(fā)布。
● ST還與一些廠商在Inlay天線和模塊上展開合作。
4 芯片是在哪里制造和封裝的
ST安全微控制器事業(yè)部的硬件核心是芯片,這些芯片大部分都是在法國的ST Crolles工廠生產(chǎn)的,使用亞洲的代工廠作為第二產(chǎn)地。封裝測試有些是在中國大陸完成的,有些是在中國臺灣完成的。
值得一提的是,ST的芯片制造策略往往是在多個地方生產(chǎn)的。首先,ST有內(nèi)部晶圓廠,所以大多數(shù)時候,ST使用自有晶圓廠開發(fā)新技術(shù)和新產(chǎn)品。當技術(shù)成熟,有規(guī)模經(jīng)濟效益時,ST與代工廠合作。通常情況下,ST提供雙貨源,以確保供應(yīng)的彈性和產(chǎn)量的提升。這種策略同樣適用于測試封裝,有些封測是在內(nèi)部完成的,有些是外包給第三方封測廠。
評論