共创智能生活 意法半导体推一站购足物联网方案

意法半导体台湾区总经理Giuseppe Izzo

　　随着硬件设备的推陈出新、互联网的普及，物联网应用再也不是天边一朵云，而是真实发生在你我身边的日常。为活络市场发展，全球知名半导体供货商意法半导体针对智慧生活等物联网应用情境推出系列解决方案。

　　“我们将专注于智能车与物联网应用。”意法半导体亚太区副总裁暨台湾区总经理Giuseppe Izzo说明，在智能汽车方面，意法半导体将致力于提供更安全、环保且易于(指跟驾驶人与其他智能设备)链接的解决方案，例如汽车专用IC、离散功率组件、模拟IC、功率转换器等等，至于在物联网应用方面，则专注于智能家居、智慧城市、智能工业与智能产品等领域，推出数字ASIC、影像、温度、压力等MEMS传感器等产品。

　　除了完整的产品线，意法半导体还投入大量的资金与资源优化研发能量，以及提供弹性的制程服务。在研发能量这一块，意法半导体除在世界各地设立先进研发中心、截至2016年底取得16,000个专利，更聘雇了超过7,500名研发人力负责产品设计等工作;至于在弹性制程服务方面，意法半导体除拥有自己的晶圆加工厂，同时，也拥有硅裸晶组装与结合塑料或陶瓷封装的后端工厂。

　　“亚太地区的营收占整体的58%，其次是欧洲的27%与美国的15%。”对此，Giuseppe Izzo表示，意法半导体十分重视亚洲地区的客户，将偕同合作伙伴一起提供符合客户需求的系列解决方案。

　　以NFC/RFID为基础的智能生活来临

　　科技的推陈出新，互联网等基础信息系统架构的日趋成熟，不但改变了消费者行为，无形中，也加速了智能家居、智能交通、智慧建筑、智能生活与智慧城市等物联网服务的诞生。

　　看好上述市场，包括IDC、Gartner、麦肯锡(McKinsey Global Institute)等研究机构先后表示看好物联网市场发展。如IDC预测2017年全球物联网市场规模将超过9千亿美元，3年后，市场规模更将翻倍成长达1.46兆美元，全球物联网IoT设备将达到300亿台。

　　而Gartner则预估连网设备将于2020年超过260亿个，后续衍生的商机将高达上兆美元。麦肯锡全球研究院也预测，到了2025年，物联网相关应用服务最高可为全球经济创造11兆美元的产值。IHS更指出，截至2020年，NFC智能手机销量将达到22亿台，其次，包括PC与外围、网络设备、智能家庭、车载设备、健康医疗、智能电表与工业自动化等智能设备(设备)都将内建NFC标签。

　　不仅积极开发与设计各种新的产品服务，亦偕同策略合作伙伴向市场展示意法半导体所能提供的各种创新应用服务，例如意法半导体自2011年开始举办研讨会向市场介绍以NFC为基础的创新物联网应用服务等。

　　“RFID是唯一可以传递资料和能量的无线技术，因此，不但应用范围很广，可能的应用型态也很多元。”意法半导体产品营销经理黄镫谊表示，RFID是一种短距离高频无线通信技术，可以能让电子设备之间进行非接触式的点对点数据传输与数据交换。

　　若是以频段作为划分依据，可将RFID简单区分成LF (低频，用在动物识别与工厂资料搜集)、HF (高频，通常设计成卡片类，如MIFARE，ISO/IEC 14443规范，运用在悠游卡等商品，也是NFC应用的频段)、UHF (超高频，搭配主动式标签，应用在国防领域)与超宽带 (UWB，搭配半主动或主动式标签)段的微波。速度分别是从低速、中速、到高速，传输距离则是从10公分到最高200公尺都有。

　　“在RFID的众多频段中，又以HF的天线与芯片价格最具竞争力，NFC便是以HF为基础的衍生技术，专攻行动设备市场。”黄镫谊解释，NFC采用HF(高频，13.56MHz)的频带，让两种设备能够在20公分的距离内，以106Kbps、212Kbps、424Kbps等3种传输速度模式来进行信息互通，主要的交易模式有三，分别是卡片仿真模式(类似取代悠游卡)、读取器模式(可主动读取其他设备所提供的信息)、点对点模式(可做为设备之间的数据传输)。

　　黄镫谊说明，相较于WiFi与Bluetooth等传输技术，NFC因为可以同时传递资料与能量，因此，十分适合用作物联网应用;其次，每一次的数据传输∕扫描都会产生一个独特的编码(UID)，不会因为UID重复而产生任何冲突∕问题;最后，同时也是最重要的，由于NFC走的是近距离传输，因此，在安全面向的表现极为卓越。

　　值得特别注意的是，由于NFC论坛针对NFC Type2、Type4与Type5制定了对应的设备与服务互通规范，因此，只要是走同一格式的服务，数据都将无缝读写与传输。

　　换句话说，要实现万物联网的境界，NFC/RFID扮演着极关键的角色，因此，意法半导体积极推动、加速NFC相关应用：除是NFC论坛的主要会员，也针对NFC推出相关产品与解决方案。

　　另外，Apple也在2016年加入NFC论坛成为主要会员，未来的iOS势必能够支持NFC论坛兼容的NFC标签，ST25DV是唯一能够支持长距离NFC Type5(ISO 15693) 含I2C接口的动态NFC卷标 ，这对于未来的智能产品(特别是医疗产品和智能家庭相关产品)将帮助甚多。

　　“我们的目标是提供客户一站购足服务。”黄镫谊表示，NFC/RFID技术的核心技术包括标签(Tag)与传感器(Reader)，因此，意法半导体推出ST25系列NFC卷标与内建STM32微控制器的系列NFC传感器等产品。

　　在标签方面，意法半导体推出的ST25 IC采用的是NFC Forum Type 4 Tag RF接口和内置NFC数据交换格式(NFC data exchange format;NDEF) 信息支持功能，因此，在储存范围、数据保留期限、重复书写次数与数据保护能力等面向的表现极为卓越，已获得消费电子、计算机外设、家电、工业自动化和健康保健产品等领域的采用。

　　意法半导体的ST25 NFC卷标的数据保留期限长达200年，是工业标准的20倍;擦写次数长达100万次，是工业标准的10倍;工作温度范围从零下40°C到85°C，确保标签可以在最恶劣的工作条件下保持完美的读写性能和耐用性。

　　更重要的是，ST25的数据保护功能是采用128位密码保护系统，配合20位的读写访问控制(read/write access control)计数器，能大幅降低卷标被复制或数据被篡改的风险。

　　截至今日，意法半导体的ST25系列卷标已被广泛的应用在订制卡(Subscriber Card)、电子票券(E-Ticketing)、游戏(Gaming)、电子名片(E-Business Card)、无线配对设备(Wireless Pairing)、网页连结(Website Link)、品牌保护(Brand Protection)与追踪(Traceability)等多个领域。

　　此外，为确保智能手机可以跟平板等消费性电子设备、家电与工业设备的无缝界接与整合，意法半导体推出支持工业标准I2C接口、微控制器的数字输出机制、兼容于RFID与NFC的无线接口、内建能量收集功能与电子抹除式可复写只读存储器(EEPROM)等更容易设计的动态NFC卷标 – M24SR(短距传输、支持NFC Type 4)、M24LR(长距传输、兼容于NFC Type5)与ST25DV(长距传输、支持NFC Type 5)系列卷标，加速NFC应用的普及以及物联网服务的扩散。

　　“尽管NFC已是新智能手机和平板计算机的常见配备，但在其他类型的电子电器产品上则比较少见，”黄镫谊指出，透过NFC卷标、动态NFC卷标、传感器与EMVCO传感器，各式电子设备与设备将能以更简便快速的方式连接至物联网，进而改变消费者与互联设备之间的互动方式，也因如此，意法半导体将持续不断的透过自行研发、收购与策略联盟等方式推出及强化产品系列和解决方案，加速智能生活的到来、物联网应用的普及。

　　值得特别注意的是，为了发挥M24LR与M24SR等动态NFC卷标的最大功效，意法半导体资深技术营销工程师吴祥民建议开发人员在设计产品时，尽可能将动态NFC卷标设计在离天线越近越好的位置(几毫米的距离)，理由在于，额外的线路意味着开发人员必须重新调校天线。

　　“为了加快产品研发脚步，我们有提供免费的天线调校工具 – eDesignSuite，协助开发人员因应最终的电路板设计调校天线的精准度。”吴祥民表示，除了提供调校工具，意法半导体亦针对NFC读取器(CR95HF)天线调校推出对应的展示板(Demo Kit)，让开发人员清楚掌握如何一步接一步的调校天线效能。

　　以超高频RFID打造智能应用服务

　　富华国际实业有限公司透过意法半导体的超高频感应产品打造智能停车应用。富华国际实业业务部经理田璧娟指出，以意法半导体产品为基础而生的SRF – D190超高频RFID传感器系列产品的应用范畴极多元，包括智能停车管理、智能人员进出管理、智慧仓储管理、智慧物流管理、智能图书管理，以及智能资产管理等。

　　以智能停车服务为例，透过SRF – D190系列读取器与系统的整合取代现行一般的停车收费管理机制，不但可以大幅节省打印缴费停车单的成本，还可以有效避免因人工抄写而出现的数据错误等问题发生;在智能人员进出管理应用上，因可以在同一时间读取多张人员识别证进而节省人员进出感应的时间

　　至于在智能图书应用方面，则可透过在书籍上安装标签的方式，加快书籍盘点、寻找书籍的速度以降低人力成本，此外，也可用作防盗侦测，降低书籍遭窃的状况发生;最后，在智慧资产管理这个领域，则可透过SRF – D190系列读取器精准辨识个别资产、实时掌握资产状况，以及提升盘点效率等等。

　　除了智能停车、智能图书管理与智能资产管理，富华国际实业积极整合长距离RFID reader与POS系统以主动提供产品营销与客户服务，未来，将透过异业联盟等方式推动、扩展该服务的应用范畴。

　　加速穿戴式设备与物联网设备普及的三大秘诀

　　提到物联网应用，不少人会直接连想到各式各样的终端设备与设备，例如平板、智能眼镜、智能汽车等等，以及智能工业与智能生活与城市等应用，但是，不管是哪一种应用服务，要处理的事情都是一样的，包括效能(低功率但高效能)、安全(可扩展的安全方案)、感应与启动(支持全频段传感器与启动设备)、链接(从10公分到10公里的链接距离)、讯号处理与保护(从纳米到几千安培的讯号处理)、电机控制(功率转换监控机制)，以及能量与能源管理(从纳米到几兆瓦特的功率管理)。

　　意法半导体技术营销经理陈建成指出，有鉴于穿戴式设备与物联网设备要面临的问题相去不远，意法半导体积极从硬件建构模块(Hardware Building Block)、预先整合的软件解决方案(Pre-integrated Software Solution)，以及开发暨塑型工具(Development & Prototyping Tools)等三个面向着手，协助企业客户以STM32打造物联网服务。

　　首先，以硬件建构模块为例，意法半导体是以传感器与致动器、微控制器、连结方案、能源管理、模拟产品、安全方案与马达驱动器等产品服务加速企业近型产品设计与开发脚步。例如，在微控制器这一块，意法半导体因应不同的市场需求(区隔)推出STM32家族系列产品(超过10个系列总计40个以上的产品线)。

　　至于在预先整合的软件方案方面，意法半导体提供预先整合好且简易应用服务给客户，以及针对云端、穿戴式设备、物联网、智能家居与智能建筑等热门领域推出易于使用的软件建构模块;最后，在加速开发方面，意法半导体是透过建构开放式开发环境与提供STM32全方位功能扩充板，让开发人员可以在开发过程中轻松增加传感器、通讯接口、电源管理、动作控制与讯号转换功能，大幅提升产品开发脚步。

　　“除了建构开放式开发环境与提供相关组件，意法半导体也十分重视与第三方伙伴的合作关系。”陈建成表示，在物联网世界，单打独斗是行不通的，唯有相互合作、发挥1+1大于2的综效，方能极早推出极具市场竞争力的物联网产品服务。

　　“目前，在『高性能(High-Performance)』、『主流(Mainstream)』与『超低功耗(Ultra-Low-Power)』等三个领域，都有对应的产品提供客户、合作伙伴进行高附加价值产品的开发。”意法半导体亚太区技术营销项目经理王柏雄表示，在高性能这个领域，意法半导体提供的微控制器产品包括STM32F2/F4/F7/H7;在主流产品，则是以STM32F0/F1/F3为主;而在超低功耗这个领域，就以 STM32L0/L1/L4等微控制器产品为主。

　　王柏雄表示，“意法半导体的STM32系列产品在处理效能、架构、智财与完整生态系统等四个领域的表现极为卓越，是企业客户、伙伴开发智能设备等物联网应用服务时，不可或缺的关键组件。”

　　展望未来，意法半导体将会持续不断的透过自行研发、收购、策略联盟等方式，提升NFC产品的普及化，加快智能汽车与物联网应用的扩展速度。