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從Apple iPhone6的熱賣談NFC的應用與未來展望
徐文芝/北美智權 教育訓練處 研發創新顧問
2014年全球賣出的智慧型手機當中,將有5億支具有NFC功能,這數字是2013的1.75倍;到了2015年,賣出的新手機中,將有一半以上都具有NFC功能。新推出的Phone6/iPhone6 Plus,最重要的新功能就是搭配NFC技術Apply Pay行動支付服務,預期蘋果的投入可望帶動整體市場的發展與應用。

在全球「果迷」引頸期盼,競爭對手嚴陣以代當中,美國蘋果公司(Apple Inc.)於2014年9月9日正式宣布新一代的iPhone手機,iphone6與iPhone6 Plus。從第一代的iPhone智慧型手機開始,蘋果公司一向被視為全球行動裝置的領航員,因此,每次蘋果公司的產品發表會,都會受到很大的矚目。果迷們都關心,這次蘋果公司又要帶給消費者什麼新的驚喜;而競爭對手則是戰戰兢兢,深怕蘋果公司有什麼令人措手不及的秘密武器。


圖一:蘋果執行長Tim Cook在產品發表會談論iPhone6的行動支付功能
圖片來源:http://mashable.com

期待高,失落感自然也容易深。iPhone6的規格宣布後,有人鼓掌叫好,也有人難掩失望。筆者認為,iPhone6/iPhone6 Plus除了宣示蘋果公司正式進入大螢幕(超過四吋以上的螢幕)手機市場之外,最重要的新功能,就是搭配NFC技術Apply Pay行動支付服務。有了這項功能,皮包裡不用存放各家信用卡,只要帶著手機,就能便捷地、以更安全的方式,隨時隨地購買商品或支付費用。

蘋果不是第一家生產具備行動支付功能手機的公司。行動支付的體現方式也不只一種。然而,以蘋果公司在全球消費市場中,喊水會凍的地位來說,此次藉由iPhone6的發布會,正式公告世人,蘋果公司對於行動支付需求所提供的服務方案,預期對未來消費模式的發展,將產生巨大的影響,同時也會牽動其他行動裝置廠商對未來產品的規劃。現代手機的每項服務功能,都包含了軟、硬體間複雜的技術整合。早在2012年iPhone5發布之前,市場就傳言,iPhone5手機即將搭載具NFC功能的晶片,後來證實只是謠傳。經過兩年額外時間的潛心研究,蘋果公司沒有讓大家失望,為手機消費者所端出來的是一套完整的服務方案,從硬體的規格,軟體應用程式的設計,到商家的授權,每一個環節都替消費者考慮周全。這麼複雜的服務方案,細節當然不是三言兩語可以解釋清楚。

本文先就蘋果公司所選擇的硬體規格:NFC傳輸來做探討。從技術簡介,歷史背景開始,接著簡單介紹NFC標準所訂定的工作模式,以及各種可能的應用層面,最後以NFC市場展望為結尾。希望讀者看完本文後,對這個逐漸受到重視的傳輸技術,有基本的認識與了解。

首先,讓我們來看看,什麼是NFC。

NFC 技術簡介

如何讓手機也能像信用卡一樣付費?首先我們必須要解決的難題是傳統的信用卡「刷卡」時傳遞給商家的消費者資訊,要如何安全無虞地從手機傳送出去。蘋果公司iPhone6所選擇的是一種稱為NFC(Near-Field Communication)的傳輸技術。簡單的說,NFC是一種藉由無線電波,短距離的通訊技術。它允許電子設備之間進行非接觸式,點對點的資料傳輸。由於是短距離(在行動支付應用模式中,最大距離大概是4~5公分)的通訊,資料在傳輸過程當中被盜取的機率,本質上就不高,非常適合用來傳送機密的個人資料。除了安全性高,NFC還有耗電量低、不需要複雜的設定等優點,因此可被用來建立其他高速的無線通訊,例如WiFi或Bluetooth,傳輸模式的起始設定。另外,NFC也可以用來作為資料量不大的點對點傳輸,例如朋友相聚時,圖片或其他資料的分享等等。


圖二:N-Mark NFC Form標幟
圖片來源:www.nfc-forum.org

NFC的起源是從RFID(Radio Frequency Identification)技術演變而來。生活在台灣的民眾對RFID的應用應該不陌生。我們搭乘捷運,或是去便利商店購買商品時所使用的悠遊卡,高速公路收費系統使用的e-tag等等,都利用了RFID的技術來辨識、追蹤,進而紀錄特定行為。廣義來說,NFC可視為,在固定頻帶(13.56MHz)上、近距離、點對點傳輸的「 高速」RFID,它最早是由 Nokia,Sony以及Philips半導體公司(2006年改名為NXP半導體公司)三家公司所共同發起。2004年這三家公司成立了NFC Forum,開始致力於短距離隱密性的通訊傳輸標準。2006年第一代的NFC tag標準公諸於世;同一年,第一支搭載NFC技術的手機Nokia 6131問世。2010年由三星所代工的Nexus S,是第一支搭配NFC技術的安卓(Android)作業系統智慧型手機。之後,眾多安卓作業系統的手機廠都加入了支援NFC技術的行列。然而,過去幾年雖然NFC晶片幾乎已經成為高階手機的基本配備,亞洲各國對於NFC相關應用的接受程度也逐漸提高,但NFC市場一直缺乏臨門一腳,對於廣泛的消費大眾而言還是很陌生。蘋果公司iPhone6的正式推出,無疑替NFC市場注入一劑強心針!有了蘋果這個金字招牌的背書,人們開始注意到NFC技術,可以為我們日常生活帶來的便利性,同時也加深其他裝置廠商對NFC技術的信心。

NFC的應用,難道只有在行動支付的領域嗎?答案是否定的。雖然NFC在行動支付應用上,相對於其他通訊傳輸技術有很大的優勢,但這並不是NFC唯一的應用。接下來我們將進一步介紹NFC有哪些應用模式。

NFC 應用模式

任何新技術的發展,最重要的是找到適合的應用模式。有了這些鎖定的應用模式目標,才能更精進技術,進而達到實質性的改變。相較於RFID或是其他無線通訊技術,NFC具有低耗電、具隱密性,簡單設定等優點,因此它可以被廣泛的應用在資料傳輸與收集、門禁卡、行動支付、醫療等方面。
總結來說,NFC的應用分成以下三大類別:


圖三:NFC各種應用模式
圖片來源:http://nfc-forum.org

1. 讀/寫(Read or Write)模式

圖三是各種NFC應用模式的示意圖。首先,最上方是NFC的讀寫模式。在讀寫模式中所定義的NFC標籤(tag)是一種低成本、不需要電源供應、簡單的NFC晶片。就像我們平時常見的條形碼(Barcode)一樣,可事先將商品資料,相關網頁網址等等少量資料儲存在NFC tag上。一旦具有NFC讀取功能的裝置接近,其發出的無線電波感應到NFC tag,便可將標籤上儲存的資料讀回。因為NFC tag不需要電源供應來保存資料且容易讀取,可應用在博物館、商店,甚至放在廣告海報上。人們只要拿著NFC讀取裝置,例如手機,無論是走在街上或是在博物館裡參觀,只要將手機接近NFC tag,就可以隨時隨地接收到感興趣的訊息。除了讀取事先輸入的資料,也可以利用NFC裝置將特定資料寫回NFC tag。舉例來說,如果你對某項產品特別有興趣,可以將你的識別碼寫回產品相關的NFC tag,以便商家日後能聯繫你。

2. 點對點傳輸(Peer-to-Peer Communication)模式

圖三中央顯示的是點對點(Pear-to-Pear or P2P communication)傳輸模式。兩個具備NFC功能的裝置,只要彼此靠近,就可以利用此模式,互相傳遞訊息或是交換資料。例如,同處一室的朋友,可以用NFC裝置來一起玩遊戲、交換名片、通訊錄或是分享相片。另外,同時具有藍芽與NFC功能的兩個裝置,只需互相接近,就可以利用NFC來進行快速的藍芽配對,即使在擁擠吵雜的空間中,能夠很容易地找到配對的標的物。

3. 卡片模擬(Card Emulation)模式

圖三最下面所顯示的是卡片模擬模式。在這種模式下,配備NFC晶片的裝置可以被當成信用卡或是預付卡,只要將裝置接近與其搭配的讀卡機,讀卡機就能夠識別NFC裝置並建立通訊,迅速辨識裝置並且進行授權。2007年台北捷運公司曾與中華電信合作,試辦過NFC行動悠遊手機的服務,手機可以當成悠遊卡使用。這種模式具有一個顯而易見的優點,就是NFC裝置可使用於傳統的讀卡機,利用現有的網絡與設備,就能帶來更便捷的付費方式。不僅是悠遊卡或是信用卡,NFC裝置還可以代替門禁卡等識別證。相信不久的將來,皮夾裡將不再需要裝著各式各樣的卡片,只要一個NFC的行動裝置就可以暢行無阻。

介紹完NFC的應用模式,最後我們來看看NFC市場的展望。

NFC市場展望

根據NFC Forum在2014年一月份所做的分析報告:

  • 2014年全球賣出的手機當中,具有NFC功能的智慧型手機預估將有5億支,是2013的1.75倍。
  • 預估2015年所賣出的新手機,一半以上具有NFC功能。
  • 透過NFC所進行的行動支付總金額,在2015年預計將突破美金1500億。
  • 到了2017年,美國將有25%的消費者使用NFC付款功能消費。
    (資料來源:http://nfc-forum.org)


圖四:NFC產品市值成長圖(百萬美元)
資料來源:http://eandt.theiet.org

由以上資料可知,經過多年的研發與推廣,在短距離通訊傳輸領域中,NFC技術已逐漸被市場所接受。在此同時,蘋果公司挾帶其優越的市場佔有率與高消費者忠誠度,加入支援並應用NFC技術的行列,勢必造成推波助瀾的效應,將NFC在手機應用上推向高峰。目前全世界智慧型手機NFC晶片出貨量最大的是NXP半導體公司,市占率接近50%。台灣廠商與國外的IC大廠合作,例如設計記憶體控制IC的偉詮(2436),生產嵌入式快閃記憶體的力旺(3529),以及讀卡機製造廠商同亨(5490)等公司,皆將受益於NFC技術的普遍性。

 

作者: 徐文芝
現任: 北美智權 教育訓練處 研發創新顧問
經歷: 美國Marvell公司 資深工程師
美國普渡大學電機工程碩士
專精技術領域:數位IC設計、影像處理、記憶體控制、系統晶片設計

 


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