NFC/RFID技術與應用大步發展 ST形塑智慧生活樣貌

意法半導體台灣區總經理Giuseppe Izzo。

智慧化浪潮帶動NFC全新的應用視角，隨著應用領域的擴增，市場對此技術的需求也漸趨多元，深耕NFC領域多年的ST(意法半導體)，擁有豐富產品線，為協助台灣合作夥伴深入了解RFID與NFC的最新技術與智慧聯網應用發展，藉此縮短產品研發時程，ST日前舉辦的「NFC/RFID技術研討會」，邀請到業界專業人士剖析其趨勢發展。

ST台灣區總經理Giuseppe Izzo在致詞時指出，該公司是先進半導體技術的領先者之一，2019年的營業額已接近10億美元，為了強化技術深度，ST積極投入研發，目前4萬6千名員工中，就有7,800位研發人員，並在全球設置80個據點，服務超過10萬個客戶。在策略布局方面，ST則鎖定汽車、工業、個人電子產品與通訊／電腦週邊等四大領域，推出各種產品，在上述領域中，ST的技術與產品皆居業界領導地位，未來將持續深化技術與服務品質，提供客戶先進且安全的解決方案。

技術與標準不斷進化 NFC/RFID應用日益廣泛

對於NFC/RFID的特色與技術趨勢，ST NFC/RFID策略行銷經理黃鐙誼介紹了NFC/RFID的技術原理。他指出，此技術是透過讀取器的電能改變電子標籤(Tag)的磁場，藉此互傳能量、讀寫資料。此技術的應用相當廣泛，除了各種電子設備外，後來也被用於書本、食品…等非電子產品，在上面貼附電子標籤，提升庫存、銷售系統的管理效益。

RFID的技術可依使用頻譜分為三類，包括125kHz – 134kHz的低頻(LF)、13.56MHz的高頻(HF)與860MHz – 960MHz的超高頻(UHF)，這三大技術的頻譜不同，應用領域也有所區分，LF大多使用於動物身份識別，HF則用於一般產品資料識別、公共交通、門禁、金融支付；至於UHF應用在倉儲物流、零售等領域，而NFC採用13.56Mhz 的ISM頻段。

相較於其他通訊技術，黃鐙誼表示，NFC/RFID的特色是方便而且安全。電子設備與MCU等電子元件整合後，就可傳輸數據，至於非電子設備，則只需在產品表面貼附電子標籤，就可透過讀寫器以無線方式讀寫資料，不必像其他無線通訊系統需耗費大量成本與時間建置系統，即便沒有電源供應的場域，也可藉由手持式設備讀寫電子標籤上的資料，完成相關作業。

在兼具方便與安全同時，NFC/RFID的應用領域不斷擴增，因此雖已發展多年，但各種新規範仍不斷問世，NDEF (NFC Data Exchange Format)近期推出的ISO 15693，就大幅強化了距離與安全性。黃鐙誼指出，相較ISO 14443標籤，ISO 15693標籤的天線更小、通訊距離更遠，採用此規範的NFC手機，傳輸距離可達7公分，RFID讀取器則可達1公尺。此外在資料交換方面也更安全可靠，NDEF讓此標準還可依據URL、藍牙、V-Card、手機號碼、App、電子郵件等標籤內容自動啟動應用程序。

隨著技術的深化與相關規範漸趨完整，各領域業者導入NFC/RFID的速度也開始加快，近期最具指標意義者，就是Apple連續兩年擴大旗下iOS對NFC/RFID的支援，2019年iOS 13，Apple開放讓不同類型的NFC標籤可透過原生指令讀寫iOS 13。2020年的iOS 14，其App Clip可以在待機狀態下掃描NFC標籤，以啟動相關應用服務，另一功能則是讓iPhone化為電子鑰匙，即便沒電也可開啟車門。而使用ST25 15693系列動態標籤，iOS 14可支援了ST的特殊指令，實現完全讀寫控制ST25標籤的應用，以往因iOS 的限制，無法實現NFC的功能，如今都可藉由ST25實現。

ST深耕NFC/RFID，旗下擁有豐富的產品線與生態系，包括NFC/RFID標籤、動態NFC標籤及NFC/RFID讀取器的ST25系列、安全NFC的ST54系統級封裝、NFC控制器的ST21產品，在產品開發方面，ST則有STM32 Nucleo開發板與STM32Cube軟體等完整的生態系，目前ST的NFC/RFID應用涵蓋消費性電子產品、工業系統、健康照護、家電用品、智慧城市、智慧交通…等領域，黃鐙誼表示，上述應用都是智慧化需求最為殷切的場域，ST的NFC/RFID產品在此都已有實際應用案例，可協助客戶快速開發相關產品，掌握新商機。

ST全力投入研發 打造完整產品生態系

這次研討會，ST也邀請了合作夥伴韋僑科技行銷業務陳奇憶，介紹該公司的動態標籤資訊安全設計。陳奇憶指出，成立於1999年的韋僑科技，其業務包括開發設計、製造及銷售RFID的各種感應標籤，主力市場包括歐洲、北美及日本。

韋僑科技的動態標籤模組整合了IC與NFC天線。透過ST的動態晶片，使其同時擁有I2C及NFC雙傳輸介面，因此可透過NFC手機讀取設備端量測到的數據，手機也可輕鬆設定參數。該產品可運用在物聯網、監控設備與各種需要設定參數的電子產品。此動態標籤模組擁有RF與I2C雙向傳輸介面，RF介面可使使設備與另一台設備進行RF/NFC連接以進行讀寫，I2C介面則可向MCU發送命令進行配置。

在資訊安全部分，陳奇憶以韋僑科技新開發的Dongle USB隨身碟為例，介紹該公司在此方面的優勢。他指出，現在隨身碟plug-and-play的功能雖然方便，但也造成存取的資料曝露在風險中。透過該公司的設計，可利用NFC手機的動態標籤傳輸介面，為隨身碟上鎖及解鎖，以提升資訊安全。此方式的特色為採用手機App介面，可直覺操作，並支援Android 及iOS系統，使用者可透過手機進行生物辨試(如指紋/face ID)或密碼輸入來加解鎖。當使用完畢時，移除離開電腦，隨身碟即會重新上鎖，藉此提升資訊存取安全。

在韋僑科技的應用介紹後，ST專案經理李慶嘉緊接著介紹ST25的NFC/RFID生態系統。他表示ST25擁有完整的生態系，生態系內部有規格文件、開發板、天線設計工具…等，為了讓使用者可以快速尋找資料，ST已建立了完整的資料庫與查詢系統，工程師們只要上st.com網站創建帳戶，即可下載相關文檔與軟體版本，除了完善的搜索功能外，st.com也設立了各種專業討論區，工程師可從各種討論中找出問題解答，加速產品開發。

李慶嘉指出，ST25的NFC/RFID針對ST25TV、ST25TA、ST25DV-I2C等多種產品，提供了專屬的開發板，業者可針對本身需求，從中選擇合適者，透過其開發模組與套件，快速完成產品設計。在軟體部分，ST的STM32Cube則重新定義設計方式，可簡化軟體開發流程，並提供HAL、中介軟體等示範做法，讓工程師可以重複使用既有的STM32 MCU應用軟體與驅動程式。在天線設計部分，李慶嘉則分別介紹ST的NFC/RFID標籤與讀取器的天線設計範本。他指出，不同頻端、應用場域的天線形狀與材質都有其差異，工程師可以此為參考，設計出最佳化產品。

STM32產品線領先產業 安全機制不容忽視

NFC/RFID要在系統中完善運作，MCU往往是關鍵角色，ST技術行銷經理張世昌指出，ST是MCU與MPU的產業龍頭，從2007推出第一顆ARM Cortex-M MCU至今，已有超過1,300種以上不同產品型號且陸續增加中。STM32不僅產品線豐富、功能及軟硬體開發工具齊全，同時均具有10年的供貨保證，讓客戶的產品銷售週期提供最佳的保障。在產品開發支援部分，ST亦有領先業界的軟硬體開發環境STM32Cube生態系統，大幅縮減工程師開發及除錯的時程，以及提供最佳支援後盾。

近年來產業智慧化腳步加快，STM32 MCU應用日益廣泛，ST持續擴展其產品觸角，在高效能STM32H7、主流應用STM32G4、STM32G0、低耗電STM32L系列、無線通訊STM32WB及STM32WL等，近期都已推出對應之產品，可大大滿足不同產業領域系統設計開發上的需求。無論在微控制器及微處理器方面，STM32均提供了非常多元及全方位的產品安全保障，從設計開發、生產及終端市場產品維持等不同時期所需的安全性機制保護，也成為業界布局物聯網與智慧設備的最佳選擇。

張世昌進一步表示，無論是MCU或MPU，STM32的產品都可藉由其軟硬兼具的開發環境，以及垂直整合不同應用領域所需之開發工具，如人機介面TouchGFX ，馬達控制MCSDK等，有效縮短研發人員開發時程，協助客戶快速將產品導入市場以滿足需求。

安全是各種聯網機制的設計前提，ST技術行銷經理閻欣怡指出，特別是連網範圍越來越廣泛的物聯網，一旦被入侵，將有可能嚴重危害設備甚至用戶的隱私，隨著物聯網普及速度加快，此問題已不能等閒視之。

閻欣怡表示，在各種連網機制中，透過認證金鑰確保設備可信賴並進一步提升資料傳輸安全是常見的作法，不過由於物聯網的應用廣泛，單一資安作法無法滿足不同場域的需求，對此ST推出STSAFE-A、STSAFE-J與STSAFE-TPM三種安全MCU，這三種MCU還蓋了消費性、工業與基礎建設等大三領域的資安需求。

其中經過最佳化設計的STSAFE-A，適用於系統中有多種終端設備的消費性與工業產品，具備高彈性，有靈活度的Java平台STSAFE-J，應用於工業與基礎建設；至於可信賴運算與加密服務的STSAFE-TPM，則均適用於以上三種場域； STSAFE的多樣產品系列則可滿足市面上大部份的安全應用。

閻欣怡指出，未來物聯網必然會高速成長，安全議題也會越來越受重視，物聯網的安全必須從單一元件做起，進而擴展至整體系統，以確保完整的信任鍊。ST在此領域以有多年研發經驗，深知業界痛點所在，其所推出STSAFE-A、STSAFE-J與STSAFE-TPM等三種安全MCU，可因應不同應用場域，優化其資安機制，打造出效能與安全俱佳的系統。