独家解读 | NFC行业的美好前景和当前问题

2024-01-11
来源:网络整理

什么是NFC?

NFC是英文Near的缩写,中文翻译为近场通信。 与蓝牙、Wi-Fi等基于无线电传输的短距离通信技术不同,NFC是一种基于电磁无线电场的非接触式通信技术。 13.工作频段,有/s、/s、/s三种传输速度。 带宽不大,一般传输距离只有10cm以内,最多不超过2m。 这也是“触碰”完成信息交换的本质。

图| 电磁感应法原理

来源:罗马

事实上,NFC是RFID(射频识别)的一个分支。 严格来说,它起源于RFID技术、信息交互技术和非接触识别技术。 与RFID技术相比,NFC技术不仅通信距离较短,而且工作模式也存在较大差异。 例如,NFC将点对点通信功能、读写器功能和非接触式卡功能集成到一颗芯片中,而RFID则由读写器和标签两部分组成; NFC技术既可以读取也可以写入,而RFID只能读取和确定信息。 这也决定了两者应用领域的差异。 NFC相对广泛应用于移动支付、电子票务、门禁、移动身份识别、防伪等To C领域,而RFID更多应用于生产、物流、跟踪、资产管理等To B领域。

从硬件结构来看,由于感应卡读写器、感应卡和点对点通信的功能都集成在单个芯片上,因此NFC通常由模拟前端和安全单元两部分组成。 模拟前端包括 NFC 和天线。 ,安全单元包括SIM卡、智能卡(IC、SAM)、SD卡等。

NFC技术正在发生哪些变化?

从工作原理来看,NFC有三种工作模式,分别是被动模式、主动模式和答录机模式:

无源通信模式:在这种单向模式中,发起设备提供载波场,目标设备通过调制该场并从发起方的电磁场获取能量来做出响应。

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主动通信模式:在这种双向模式下,两个设备都需要能量供应,发起方和目标设备产生各自的场来进行通信。

应答器模式:这种双向模式允许未插入电网或电池的标签通过从 NFC 设备获取电力来与范围内的 NFC 设备进行通信。

当然,有时从经典工作形式来看,也分为点对点通信模式、读写器模式和NFC卡模拟模式,其含义也类似。 这里我不会详细介绍这三种经典模式,因为今天我想离开我们来谈谈NFC现在正在经历的变化。

说到模式变化,就不得不提近年来在三大模式基础上新增的无线供电模式。 这是NFC于2024年5月4日正式宣布的新无线充电标准(WLC)。简单理解就是,未来可以使用该频段,利用NFC通信链路控制电力传输。 它可以为智能手表、健身追踪器、无线耳机、数码笔等低功耗、低电池容量的物联网设备充电。 目前支持250、500、750四种功率传输级别。

有人可能会问,WPC无线充电的Qi标准不是已经存在,可以为手机和其他消费产品供电吗? 为什么要采用如此低功耗的充电模式呢? 是的,Qi标准的充电功率可以达到15W甚至更高,这在今年刚刚通过的手机上就可以看到。 然而,Qi标准下的无线充电虽然功率很高,但所需的线圈也非常大,并且要求发射端和接收端的线圈严格居中。 因此,Qi标准下的无线充电技术很难应用于可穿戴等尺寸有限的设备。 限制不规则的产品形态,NFC的无线供电模式成为生态补充。 据悉,华为和ROHM已经能够在接收端实现1W的NFC无线供电,而普通同类型产品的最大供电功率为0.5W。

对于这一变化,亚太区副总裁颜庚真表示:“基于NFC的无线充电技术将为爆发式增长的可穿戴产品市场带来新的创新解决方案。” 此外,他还强调,NFC无线充电还可以通过单天线支持数据传输、安全门禁支付等功能,这也是NFC行业的新机遇。

随着近几年NFC技术的发展,灵敏度更高、成本更低、更灵活匹配超高频RFID的NFC芯片(业内称为双频芯片)开始陆续出现并迭代,让NFC除了传统的一卡通应用、图书馆应用外,在无人零售、奢侈品防伪、酒类防伪、烟草防伪、​​高端产品消费等领域也有巨大的市场空间相互作用。

微信坤锐电子科技有限公司董事长闵浩告诉笔者:“近年来,NFC芯片正在向超高频方向发展,追求小容量、低成本、高灵敏度。小容量的优势在于可以降低芯片成本,从UHF趋势来看,越来越多的客户选择将数据存储在云端,芯片上只保留小数据和ID序列号;高灵敏度可以使标签的天线变得更小,从而减少标签成本低,应用场景更广;而且双频NFC芯片UHF和NFC可以共享内存,取长补短,所以作为专注于NFC标签芯片的厂商,昆锐已经量产了-5U,- 6X、-6S等双频芯片。”

图| NFC前端架构解决方案

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从上图可以看出,传统的前端芯片采用方波输出形式,需要通过外围电路将其转换为正弦波。 如果NFC控制芯片直接输出正弦波到天线,不仅不需要EMI外围电路,还可以实现更精准的波形控制,可以有效解决输出信号过冲的问题,并且会有更高的灵敏度和稳定性。提高输出功率,因此这将成为NFC技术的普及趋势。

NFC产业现状及国内外差距

要弄清楚NFC的现状,首先我们需要了解NFC的一些发展历史。 追溯到20多年前,当时的非接触式卡市场主要由飞利浦和索尼主导。 飞利浦主导了该标准,也就是后来的ISO标准,而索尼则主要宣扬技术,因此在日本非常普遍。 另外,还有很多其他的技术标准,基本上各个厂家都是各自为政。

直到2003年,各大厂商才意识到标准不一致会严重影响产业发展的推进,于是飞利浦和索尼坐在一起,梳理了当时拥有的资源,然后联合推出了NFC技术。 2004年,当时的手机巨头诺基亚也参与其中,于是飞利浦、索尼和诺基亚率先发起了NFC联盟,也就是我们常说的NFC。 目的很简单,开发 NFC 标准和互操作协议并鼓励行业采用。 这些规范构成了完整的NFC生态系统。 当然,虽然规则是由这些龙头企业共同制定的,但规则仍然需要ISO等国际标准组织来明确定义,比如、、、等。

正是因为标准的不一致以及模式和行业之间的争议,导致到底是由手机厂商、运营商主导,还是云闪付主导,一直没有定论。 此外,在移动支付方面,中国移动一开始主要推广2.4G技术标准,而云闪付则支持13.0技术标准。 频率之争持续了三年,直到2012年,中国移动微信公司与微信市交通一卡通有限公司共同签署《战略合作框架协议》,共同发布“移动NFC移动卡”应用,这就是最终的结果——联盟快通13.终于获胜了。 顺便说一句,当时支持中国移动2.4G标准的国民技术也受此拖累,业绩屡屡下滑。

虽然经历了一些波折,但无论怎样,总体来说,NFC在标准、模式和产业发展方面都在进步。 这也体现在一些工业数据上。

据相关市场研究机构预测,2024年全球NFC市场规模预计将达到218.4亿美元,2015年至2024年复合年增长率近17.1%; 此外,到2025年,全球终端数量将达到约30亿个。 该产品配备NFC功能。

另外,根据国盛证券研究所统计和预测,目前国内NFC芯片市场空间约为每年30亿元。 如果未来NFC+SIM方案得到广泛应用,国内NFC芯片市场空间将进一步扩大。

以上是研究机构给出的数据。 从业内人士的角度来看,他们会分门别类地看待这个问题。

颜庚桢告诉笔者一个有趣的现象:在国外,全球NFC技术研发主要集中在奥地利格拉茨; 而国内则主要分布在几家国有资产公司之间。

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复旦微电子集团有限公司微信安全识别事业部营销组总监徐万鹏告诉笔者:“在支付领域,中国目前是全球移动支付最发达的国家。由于NFC在国内发展的历史原因,支付领域主要是二维码技术,但NFC的发展是围绕手机生态展开的,目前越来越多的国产手机品牌都配备了NFC而在国外,对于发达国家来说,出于隐私、安全和信用卡系统成熟度的考虑,NFC支付方式占比较大;对于发展中国家来说,他们的移动支付方式将占据更大的比例。网络基础设施不完善,二维码支付在很多国家实施起来比较困难,所以NFC非接触式支付方式更适合。”

“在支付以外的物联网领域,国内外产业链并没有太大区别。比如在智能门锁领域,国内外的门锁基本都标配了刷卡功能所以从芯片的角度来看,对于支付领域,更多的是围绕手机的NFC芯片;而在物联网领域,更多的是使用非手机的NFC芯片。被大众所接受,但非手机物联网应用可以在越来越多的实现中看到应用。” 徐万鹏补充道。

目前NFC应用在海外应用中占比很大。 尽管近年来受疫情影响出货量略有下降,但标签市场却保持了20%左右的一定增速。 目前NFC标签的年出货量约为5亿个。 NFC卡因被二维码或APP取代而略有萎缩,约为30亿张。 2024年NFC整体出货量约为40亿个; 相对稳定。 对此,昆锐还给出了一组详细数据,如下:

对于国内外的差距,闵浩进一步表示:“目前国内外NFC芯片在性能上并没有太大差异,主要区别是海外NFC产品相对多元化、系列化;而目前国内NFC芯片NFC产品容量有限,应用覆盖范围不如海外全面。

NFC产业链现状问题及前景

尽管NFC行业整体在进步,但仍有一些人表示:“NFC从3G时代就已经出现,但一直不温不火。” 针对这个问题,我们来听听业内人士的看法。

闵浩表示:“很多新技术的发展都会经历起起落落的阶段,因为新技术的市场规模应用不仅取决于技术的迭代和完善程度,还要考虑到价格接受程度。应用端,以及新技术。 客户痛点的解决程度。 就NFC而言,这项技术早在20世纪90年代就出现了,此后在各种银行卡、交通卡、身份证等使用中蓬勃发展。 NFC不温不火。 消费级应用目前受制于价格,行业成熟还需要时间。 虽然一时因卡片被二维码或APP取代而略有萎缩,但未来NFC将用于物品识别,特别是短距离应用。 物品识别再次出现行业爆发点,比如一些高附加值领域:奢侈品、高端烟酒、高端服装等。”

严庚真:“以前确实不温不火。 关键原因是3G手机基本没有配备NFC芯片。 此外,业界此前并没有专门探索NFC的应用场景。 目前,NFC芯片基本都是智能手机。 作为手机的标配功能,大家意识到NFC可以解决很多应用场景问题,比如蓝牙匹配问题、投屏问题、支付问题等。 NFC在汽车领域的应用也在快速发展,包括汽车数字钥匙解决方案和智能座舱应用。 可穿戴支付领域无线充电与门禁数据传输的结合是目前的热门话题。”

有疑问就会有意见碰撞,但从原因分析来看,影响NFC大规模铺开的主要因素不仅仅是成本和价格,需求思路和良好的体验也是重中之重。 之前也提到过,长期以来NFC在中国的发展是非常曲折的,所以它的整个生态建设并不是很好。 生态不好,消费者体验就不好。 因此,前景是光明的,但这并不影响NFC发展过程中会出现的各种困难。

就像今天一样,NFC 仍然非常碎片化。 不同的操作系统对NFC的开放程度不同,目前还存在很多兼容性问题。 但随着NFC的发展,这些问题将会得到解决,最终NFC将会被用于越来越多的应用中。 而如果要问NFC的杀手级应用在哪里,我想我们还得看手机NFC的生态建设。

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