RFID手機應用戰開打 大廠力拱NFC 視地區服務差異化

2006-07-17
近幾年RFID在全球掀起陣陣熱潮,特別是在全球知名零售商威名百貨以及眾多製造商的的大力推動下,RFID技術及其應用正處於快速成長的階段。值得注意的是,RFID不僅受到全球IT產業和製造業的普遍關注,手機製造商和電信服務業者也已著手研究如何將RFID技術與現有或未來的手機系統相結合,開發新的業務和應用,進一步創造手機服務業務的種類及功能,推動手機市場的持續成長。
近幾年RFID在全球掀起陣陣熱潮,特別是在全球知名零售商威名百貨以及眾多製造商的的大力推動下,RFID技術及其應用正處於快速成長的階段。值得注意的是,RFID不僅受到全球IT產業和製造業的普遍關注,手機製造商和電信服務業者也已著手研究如何將RFID技術與現有或未來的手機系統相結合,開發新的業務和應用,進一步創造手機服務業務的種類及功能,推動手機市場的持續成長。  

2004年10月芬蘭諾基亞便已展示一款使用無線射頻辨識(RFID)晶片的手機原型機。諾基亞表示,此項新技術產品可讓零售商在貨架上設置內置RFID晶片的「使手機接近這裡」電子標籤,向手機發送贈券或點數,或者在收銀台邊貼上RFID電子標籤,迅速地交換手機上的資料,以不透過信用卡或現金的模式,完成交易程序。  

時至今日,已有愈來愈多的新款手機內建RFID晶片或天線,相關業者積極嘗試在一些垂直市場應用上結合手機與RFID兩項技術。雖然商業模式仍不成熟,或僅局限於部分封閉市場,然而隨著商品化進程演進,相信RFID結合手機創造龐大商機的來臨,應是值得期待。  

NTT DoCoMo行動錢包服務蔚為風尚  

日本NTT DoCoMo最早嗅到RFID結合手機之龐大商機,且其商業模式可說是目前商品化最成功者。著眼於日本消費者對手機的使用率遠高於信用卡,且使用手機付費毋須簽名,不僅方便且安全性較佳。因此2004年NTT DoCoMo與新力、日本最大信用卡銀行JCB合作,將RFID技術與手機服務機制結合,開始嘗試名為QuickPay的行動錢包服務(Mobile Wallet Service)。  

為支援QuickPay服務機制,2004年NTT DoCoMo與新力成立Felica,並將Felica RFID晶片與天線內建至NTT DoCoMo手機中,採用已經較為成熟之13.56MHz頻段技術,讓擁有該手機的使用者,可以在東京地區配置RFID讀取器的計程車上利用手機支付車資,透過讀取手機上的電子標籤資訊,便可將支付的費用從該使用者之JCB信用卡帳戶中扣除。  

發展至今,NTT DoCoMo在2005年更提供新的行動錢包服務Osaifa-Keitai,並推出12款配備Osaifa-Keitai服務功能的新手機(圖1),該服務的簽約用戶達到700萬人,而可支援該服務之店鋪與商家,亦涵蓋日本各地與各項業務領域,包括銀行、餐廳、書店、車站、航空等等。  

為了擴展行動錢包服務使用率,2005年NTT DoCoMo買下日本第二大信用卡公司三井住友34%股票,藉由與三井住友策略結盟,發行iD卡,讓NTT DoCoMo用戶可透過Osaifa-Keitai手機進行信用卡支付。透過手機支付方式也很簡單,用戶在店鋪中只要在RFID讀取器前揮一下手機即可,只要金額不超過1萬日圓,交易便算完成,若超過此額度,用戶則須輸入一組四位數的辨識密碼。  

NTT DoCoMo表示,2003年在日本只有9%的消費是刷卡完成的,與其他國家相較,該比例較低。美國的信用卡支付占總體消費的24%,如果日本消費者使用信用卡能達到與美國一樣的水準,則信用卡服務將產生約80億美元的服務費,因此NTT DoCoMo也希望藉由行動錢包服務的普及,在信用卡市場上擁有10%的市場占有率。  

芬蘭Buscom嘗試導入手機收票機制  

除了利用手機購物消費外,手機結合RFID能否取代原本的運輸收票系統也是許多業者思考的方向。  

芬蘭Buscom是一家公車收票系統與智慧卡之供應商,客戶涵蓋全歐洲超過70個城市,包括芬蘭、丹麥、匈牙利、德國等。該公司於2005年底開始在芬蘭奧盧嘗試結合手機與RFID技術,來取代原有智慧卡收票系統(圖2)。  

此項試驗採用諾基亞3220手機加上內建RFID晶片之套件,該套件支援近距離無線通訊(Near Field Communication, NFC)技術與13.56MHz頻段,並將公車上原本之智慧卡讀取系統更換為RFID讀取器,乘客上車後只要讓手機被RFID讀取器完成辨識即可。Buscom預計將測試半年,藉以發掘可能的問題或改善相容性。目前實驗乘客使用手機搭乘公車,仍必須前往特定購票處儲存加值點數與安裝應用軟體,但未來將允許使用者自行上網購買點數或利用信用卡支付。  

Buscom表示,以手機取代智慧卡系統對公車業者與乘客都有相當大的好處,以往公車系統業者每年必須投入相當大的費用在業務、配銷網路、智慧卡與一般車票成本,若結合手機與RFID技術,費用將可大幅下降。對乘客而言,手機付費非常方便,未來手機可上網加值,毋須至特定地點,可透過螢幕顯示加值金額、使用情況或其他資訊,而這些都是智慧卡所無法做到的功能。  

而Buscom導入此新興商業模式最大的隱憂,來自於手機服務業者可能推出自己的計畫與服務模式,而這也是Buscom將要面對的重要課題。  

法國巴黎公車與地鐵開始測試手機收票系統  

無獨有偶,2005年底法國手機服務業者布克電信(Bouyques)與巴黎公共運輸業者RATP合作,在巴黎的公車與地下鐵開始測試手機收票系統,此項測試將允許乘客在800個巴黎地鐵站與8,000個公車站使用支援RFID功能之手機來付費。  

布克電信是日本NTT DoCoMo在法國的合作夥伴,因此乘客要進行手機加值,可自行至布克電信之i-mode網站完成。此項測試計畫採用恩益禧手機,內建RFID晶片,採用13.56MHz頻段與eNFC(Enhanced NFC)技術。要支援布克電信所建立的系統,手機必須使用由智慧卡公司Axalto所設計的SIM卡,該SIM卡內含手機付費軟體與加密功能,以確保該手機資訊之安全性。  

在標準之選擇上,布克電信表示不使用NFC技術,而是採用eNFC,最主要有兩點原因。一是巴黎公共運輸業者RATP在公車與火車上設置的RFID讀取器只能支援eNFC之ISO 14443B標準,二是即使手機關機或電池壞掉時,支援eNFC的RFID晶片仍可接收訊號,完成辨識與交易,但NFC的ISO 14443A標準則無此功能。布克電信認為,手機要能取代智慧卡或車票,在無電源之下也要能運作,否則乘客不會接受。布克電信預期,此項新的手機收票服務機制若能成功導入法國公車與地鐵系統,對未來布克電信的i-mode資訊服務,將可挹注相當大的營收。  

法國電信導入手機購物服務  

2005年底法國電信(France Telecom)開啟一項類似日本NTT DoCoMo的商業模式,結合手機製造商三星、RFID晶片製造商飛利浦、信用卡公司Cofinoga與POS設備製造商Ingenico,在法國西北方的康城(Caen)試驗手機購物的新服務機制。  

此項計畫採用三星的D500型手機,內建飛利浦RFID晶片組,支援NFC之ISO 14443A標準、13.56MHz頻段,由Ingenico提供內建RFID讀取器之POS設備於康城當地的超級市場、大型百貨公司以及零售商店中,消費者只要擁有Cofinoga的信用卡,將手機接近內建RFID讀取器之POS設備,便可完成消費購物,並於每月之信用卡帳單中支付費用(圖3)。預計這項試驗將會長達半年,再視消費者使用情況決定是否擴及至更多的商店。  

RFID手機採NFC技術  

若論及RFID在手機上的應用,便不得不提及NFC技術。NFC是由RFID所衍生之一項近距離通訊技術,也最常被使用在手機上。  

NFC技術由飛利浦與新力共同開發,2002年12月歐洲通訊標準組織ECMA通過飛利浦所提出的申請,將NFC列入ECMA 340的標準規範,2004年9月正式列入ISO18092標準,同時飛利浦、新力與諾基亞共同發起NFC論壇,致力於推展NFC的技術與應用,也獲得愈來愈多領導廠商的支持,包括MasterCard、三星、松下、恩益禧、微軟、飛利浦、新力、諾基亞、德州儀器、摩托羅拉、瑞薩、VISA、羅技、Gemplus、樂金、西門子、英飛凌、索尼愛立信、JCB等,都是目前NFC論壇的主要會員。NFC技術具備以下幾項特性,而成為手機製造商、電信服務業者最常採用的RFID標準。  

‧採用高頻13.56MHz,有效距離20公分內  

RFID各頻段系統各有其適合的應用市場,低頻125kHz/135kHz技術相當成熟,多半使用於動物追蹤、門禁管制等應用上。而超高頻(UHF)則適合貨物監控,如物流管理、庫存管理等,如威名百貨的庫存管理系統便是採用超高頻技術。微波系統由於易受干擾,技術難度較高,目前仍在研究階段。  

至於高頻系統(HF),已經大量應用在智慧卡上,而這也是NFC欲切入的應用市場。各頻率系統及其應用(表1)。另一方面,短距離傳輸之訊號干擾問題較小,對於手持式產品之技術設計而言較為容易,20公分的有效距離在實際應用上也已經足夠。  

‧可支援主動模式與被動模式  

在主動模式(Active)下,通訊雙方均擁有電力,可互相傳輸資料溝通,進行較長距離與高資料量傳輸(圖4)。在被動模式(Passive)下,僅發送訊號方(Initiator)具電力即可,當電磁波發射至接受訊號方(Target)時,電子標籤接收電磁波產生共振,便可將接收訊號方的資料傳回發送訊號方(圖5)。  

目前大多數採用高頻系統的智慧卡,如香港八達通卡、台北悠遊卡、新加坡ez-link卡等,大部分均採用被動模式,由具電力的RFID讀取器發送訊號,讀取智慧卡中資訊,而NFC支援主動與被動模式,將可提供手機等裝置與RFID讀取器各種溝通模式的可能性。  

‧資料傳輸率可達424kbit/s  

目前NFC所定義的傳輸率包括106kbit/s、212kbit/s以及424kbit/s,未來將可進展至更高的傳輸率,但僅限於主動模式,被動模式下最高僅為424kbit/s。  

‧已經通過成為ISO 18092、ECMA 340、ETSI TS 102 190國際標準  

高頻系統標準有ISO14443A、ISO14443B、ISO15693、ISO18000-3、新力Felica等,彼此並不完全相容。NFC則結合飛利浦的Mifare(ISO14443A)與新力的Felica技術,將兩大陣營的標準合而為一,期望讓RFID與手持式裝置的結合,具有一致性的標準可遵循,以利此項技術與應用的發展。  

由上可知,NFC所著眼的是行動商務市場,希望藉由RFID這項新技術,創造出新的硬體與服務系統,來改變原有的消費習慣與交易模式。在硬體部分,手機無疑的是最重要的媒介,在服務部分,電信服務與信用卡兩者密不可分,硬體與服務構成商業模式(Business Model)的基礎,最後還需要特定的垂直市場應用,來串連完整的營運模式,如電子購物、電子收票、音樂下載等。  

因此NFC的應用方式,可以區分四大類別(表2)。以目前的發展進程來看,市場應用以Touch and Go、Touch and Confirm兩者為主,尚未發展至更豐富、成熟的階段。即便如此,在目前的初期應用上,功能的完備性、相容性問題之解決,以及產業對相關晶片組的接受度,仍是影響NFC能否邁向普及化的關鍵。  

飛利浦強力推廣NFC晶片  

目前市面上配備NFC功能的行動電話系統解決方案,以飛利浦之Nexperia平台最受關注。針對迅速成長的智慧型手機市場,飛利浦在2005年底推出Nexperia 9100解決方案,採用Linux系統,讓客戶能輕鬆整合協力廠商的應用軟體,並持續地對產品作功能更新,進而輕易達到客製化和滿足擴充手機功能的需求。  

Nexperia 9100平台採用PNX4008應用處理器引擎,提供視訊、影像、音訊和3D遊戲處理功能,同時搭配PCF5213多媒體基頻晶片組,可支援850/900/ 1800/1900四頻系統,以及BGB204藍芽晶片組、BGW200無線網路晶片等,並可擴充DVB-T/H、數位音訊廣播、NFC、全球衛星定位系統(GPS)、FM Radio、電視輸出(TV Out)等功能模組(圖6)。  

Nexperia 9100平台的NFC功能,端賴一顆具嵌入式韌體之智慧型射頻收發模組PN531來達成。PN531使用80C51 CPU,內建32kbyte ROM與1kbyte RAM,可支援ISO 18092、MIFARE與FeliCa讀寫模式,透過嵌入式韌體可控制如USB2.0、I2C、SPI、Serial UART等介面。當PN531結合一般SIM卡或智慧卡晶片時,運作模式便如同一張智慧卡,讓搭載此兩顆晶片的手機,可與外部RFID讀取器進行溝通與傳輸資料。此外,若要額外支援ISO14443B標準,可採用飛利浦射頻收發模組PN512或PN532。  

手機上NFC結合智慧卡功能之運作原理,係由射頻收發模組透過2-wire S2C(Signal-in/Signal-out Communication Interface)介面與智慧卡晶片溝通,當連結至外部RFID讀取器時,S2C資料傳輸並不經過射頻收發模組,而是由智慧卡晶片直接與外部溝通,這可降低手機資料遭竊取之風險性,並確保利用手機付款時的安全性(圖7)。  

Nexperia 9100的推出,顯示飛利浦相當看好Linux在智慧型手機上的應用,飛利浦並認為,根據ARC Group資料指出,智慧型手機的銷售預計從2004年的2,760萬台增加到2009年的1億2,500萬台,未來五年內呈現大幅成長局面。屆時智慧型手機製造商將大量採用如Linux等之開放作業系統標準,預估2009年採用封閉式作業系統的智慧型手機將可能剩下10%。  

看好智慧型手機的發展前景,飛利浦在NFC晶片組的發展上相當積極,但如何爭取更多手機製造商支持NFC技術,將是飛利浦須努力的方向。  

整合應用促進NFC手機成長  

在飛利浦、新力、諾基亞三家大廠的大力推動下,市面上配備RFID功能的行動電話將可望呈現穩定成長。新力的Felica晶片,至今已經銷售超過一億顆,應用在各類智慧卡、手機、讀卡機中。而根據飛利浦預估,至2010年全球將有超過一半的手機搭載NFC晶片,而其中又以歐洲為最主要的市場。諾基亞對於將RFID技術內建至手機中,從2004年起便展現出高度興趣,2005年更以加上外殼套件的方式,讓諾基亞3220手機具備RFID的功能(圖8)。  

在標準化方面,手機採用NFC技術應是大勢所趨。雖然NFC技術在各項手機付費的測試計畫中,能否達到商品化的可行性,仍是未定數。  

但在各國際大廠的支持下,可預見的將是在現行架構下修正或改善標準,使其更具備功能與規格之完備性,而非眾多標準共存的局面。事實上,RFID與手機技術的結合,能否創造出新的市場商機,最關鍵的仍是來自應用面,在明確的商業模式下,必須整合各區域市場內的手機服務商、信用卡業者、運輸公司、通路商、零售商等等,才能為消費者帶來真正的價值與效益。  

因此,NFC硬體與標準將走向一致性,應用則視各區域市場的不同而呈現多樣性、差異化,這將是手機與RFID技術結合之趨勢。  

當產品之應用在各區域市場間呈現多樣性時,代表國際大廠並不容易以龐大資源壟斷所有利益,對台灣眾多中小企業反而有利。如何在此複雜的應用價值鏈當中,掌握商機,將是台灣業者應該思考的方向。  

(詳細圖表請見新通訊65期7月號)  

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