移动支付芯片

1、附件：2013年粤港关键领域重点突破招标项目建议书 填报日期：2012年11月6日项目名称移动支付SOC芯片研发与产业化承担单位 广州中大微电子有限公司联合单位广东省半导体行业协会上级主管部门花都区科信局所属地市广州市项目起止时间 2013年7月至 2015年6月项目技术领域1.电子信息 2.先进制造 3.新材料 4.能源环保5.生物技术 6.现代服务业 7.重大装备 8.其他请注明（一）项目技术情况技术来源1. 国外技术 2. 国内技术 3. 自有技术 开发形式1. 合作开发 2. 独立开发 3. 引进消化吸收 4. 其他请注明技术水平1. 国际领先 2. 国际先进 3. 国内领先 4. 国

2、内先进 创新性1. 首创 2. 重大改进 3. 较大改进 4. 引进消化吸收产权所属1. 独立开发 2. 联合开发 3. 技术转让 4. 技术许可证 5. 协议合作 6. 其他请注明（二）项目背景及立项的必要性；项目与粤港两地高新技术产业和支柱产业重点领域的关联性，是否能解决粤港两地面向产业发展中存在的重大关键和共性技术问题。（3000字以内）：当前全球移动支付市场正在走向高速扩张阶段，艾瑞咨询2011年7月发布的一项最新研究报告显示，到2015年，全球移动支付总交易额将达到6700亿美元，远远超过2011年的2400亿美元。移动支付已经在全球范围内呈现井喷趋势，特别是日韩两国，有85%以上的

3、顾客使用过移动支付。日本2004年开始推广移动支付业务，截至2009年移动用户中65%为移动支付用户。日本是移动支付普及率较高的国家，远远超过美国和欧洲，已具有较成熟的商业模式。2010年12月，日本市场有大约9800万用户使用移动支付业务，其主流的移动支付技术是日本索尼公司研发的非接触式感应技术FeliCa（NFC技术的一种）。韩国目前70%的电子支付由移动支付完成。韩国移动支付快速发展的主要原因是政府对移动支付业务的高度重视和支持。政府出台了一系列政策为移动支付产业的发展创造了良好条件。同时，移动支付产业的发展也得到了多方的积极参与：1）移动运营商积极推动。韩国的三大移动运营商牢牢控制着移

4、动支付产业链，占据产业链的主导地位。目前三大移动运营商都提供具有信用卡和基于Felica 标准预付费智能卡的手机。2）银行对移动银行业务高度重视。因为手机处理银行业务所需要的花费仅为面对面处理业务费用的1/5，因此银行纷纷投资移动支付业务，期盼手机用户更多地使用移动银行，为银行节省大量成本。目前韩国的主要金融终端均可识别手机信用卡。移动支付高度发达的国家都制定了完备的相关法律和政策监管。中国移动支付市场发展潜力巨大，但中国移动支付产业仍处于发展的初级阶段，移动支付的使用率较低，应用场景还不丰富。各参与方虽然积极布局，但是大多数移动支付业务与产品仍处在试商用阶段，且没有形成健全的移动支付生态系统

5、。综观中国移动支付产业，金融机构、运营商、第三方支付和第三方可信服务管理平台的商业模式虽各有不同，但整体上产业链是趋向于合作共赢。国内移动支付市场虽然有诸多不确定因素，但也有着客观的增长速度。据中国人民银行的相关数据显示，截至2011年底，我国移动支付客户数达到1.45亿户，与2010年0.9亿户相比，增加了0.55亿户，增幅达到了61.11%。就移动支付的分类而言，按照不同的维度可以给出不同的分类。目前，各方普遍接受的一种分类方式是按通信方式将移动支付分为远 程支付（Remote Payment）和近场支付（Proximity Payment）。近场支付，是通过移动终端，利用近距离通信技术实

6、现信息交互，从而完成支付的非接触式支付方式。常见的近距离通信技术包括蓝牙、红外线、RFID等，目前NFC（Near Field Communication）技术是移动支付领域的主流技术，包括美国、欧洲、日本等都纷纷开始推广NFC技术。此外，通过外接读卡器使智能手机实现POS终端刷卡功能的创新支付模式，这里称之为“类Square模式”，也可以划分到近场支付的范畴内。在近场支付领域，金融机构以银联为主导。银联负责建设和运营跨行交易清算系统，在资金清结算与银行卡支付业务方面具有强大的优势。银联的另一优势在于现有POS机的控制力度强，改造起来比较容易，成本较低。目前银联主导的13.56MHz标准已经基

7、本敲定，重点在于如何搭建更完备的IC卡应用环境。目前由金融机构参与的近场支付可以归为NFC和类Square两种模式，其中NFC模式又有基于SD卡的NFC-SD模式和基于SIM卡的SIMpass和NFC-SWP模式，共三种技术手段来实现的近场支付方式，未来也可能参与到NFC全终端解决方案中，采用不同的技术实现手段需要与不同的参与方进行合作。从目前的国内移动支付发展形势来看，由银联所主导的NFC方案将会成为未来的共同标准，而且可以预见随着移动支付标准的确立，完善的产业生态圈也必将随之建立。其中芯片厂商的主要职责在于提供完备的IC卡和NFC芯片解决方案。目前有能力提供移动支付芯片和完整的NFC解决方

8、案的厂商并不多，国际和国内市场份额大部分被RFID IC提供商NXP占领。NXP进入NFC领域较早，并且是NFC标准的建立者之一，拥有较大技术优势和市场先机。Infineon推出了SLE66RXXP电子标签芯片 ，其非接触式接口完全符合ISO / IEC 14443 type A和NFC Forum type 2 tag标准。美国TI公司也推出了TRF7970A等产品和相关解决方案。另外在NFC领域较有影响力的两家厂商分别是ST microelectronics和Inside Secure，相对于NXP的PN系列，其产品更侧重于给客户提供包含芯片在内的完整软硬件解决方案。国内在NFC技术上和国

9、际一流厂商相比有一定差距，目前尚还没有国内厂商或者研究所有成熟的NFC芯片和解决方案。随着NFC技术的进一步铺开，基于国家安全的考虑，具有自主知识产权的国产芯片必将代替国外同类芯片，成为NFC相关产品的上游主要供货来源。移动支付SOC芯片包含两方面的内容：NFC领域标签和相关读写终端设备产品。完全自主开发的国产移动支付SOC芯片将达到国际领先水平，具有重大的经济意义和国民安全的价值。通过低成本、高性能国产移动支付SOC芯片及系统研制项目的实施，建立NFC技术自主创新体系并取得核心技术的自主知识产权，可以有效支撑移动支付产业链中关键环节的发展，通过自主创新带动高新技术产业发展，突破产业链中各环节

10、的共性关键技术，为实现产业可持续发展提供技术来源和技术支持，对粤港两地现代服务业、高新技术产业和先进制造业形成辐射作用。（三）项目基础条件及目前进度：（300字以内）项目团队是移动支付芯片设计领域的一支创新团队，长期从VLSI应用芯片的设计与验证工作，对移动支付实现技术的优缺点有非常深入的研究，在该领域积累了丰富的设计、验证经验，在芯片设计和产业化应用方面作了大量的研究工作。已经开发出具有13.56MHz RFID芯片的各类芯片和成熟产品，包括14443 Type A/B cpu卡芯片和15693协议tag芯片以及14443 Type A/B 阅读器芯片，覆盖了完整的RFID芯片产品线。目前项

11、目进入初期阶段，明确设计需求，根据用户需求制定设计规范，争取在架构上面做到足够的前瞻性，为前期芯片设计分工和责任划分确定明确的依据。另外，针对NFC与RFID的相关性，很多可重用性工作正在从以往RFID产品中进行评估，以减小后期设计压力。（四）项目预期解决的重大问题：（500字以内）1)手机支付SOC芯片整体架构与实现：优秀的架构应该是设计需求的精确划分和现有设计条件的组合，良好的架构将决定设计成功与否和芯片设计是否能够如期完成；2)研制高性能与高可靠性的射频接口模块：AFE是手机支付SOC芯片的核心部件，其结构与实现完全决定了整个SOC芯片的性能指标；3)低功耗理论与技术的可实现性与低功耗电

12、路设计：由于使用在手机上，NFC模块在大部分工作模式下需要手机电池进行供电，因此将NFC芯片的功耗降低到可以接受的程度非常重要；4)不同模式之间的切换：由于NFC实际应用场景较RFID复杂的多，如tag 1、2、3、4模式、主动被动模式、card simulation模式错综复杂，这对控制电路的设计和验证提出了很高要求；5)软件层面的支持：NFC用在手机上，必须要给手机提供驱动和开发环境等方面的支持，无论是智能手机还是其他终端设备，完善的驱动和方便的开发环境对于下游开发商而言，都将影响NFC在手机用户中的普及程度。（五）技术可行性分析：（500字以内）NFC协议ISO/IEC 18092中规定

13、NFC使用13.56Mhz作为传输频率，最高传输速率为424kbps。NFC的物理层基于RFID，使用电磁感应传输能量以及数据。NFC是RFID的演进版本，双方可以近距离交换信息。NFC将非接触读卡器、非接触卡和点对点功能整合进一块单芯片，而RFID必须有阅读器和标签组成。NFC物理层基于ISO/IEC 14443协议。NFC只有三种传输速率106kbps，212kbps和424kbps，如果使用在card simulation模式下，则最高支持ISO/IEC 14443协议的847kbps。因此，NFC的数据处理速度比RFID相比稍低或者持平，这是与NFC的尽量简单的设计初衷相符合的，同时降

14、低了整个芯片的复杂度。NFC理论工作距离可以达到20cm，但在一般应用场景中则少于4cm。在这个距离下，RF场强可以保持在一个较高的范围，使得即便NFC工作在被动模式下面，仍然可以取得较多的能量。NFC共有如下几种工作模式： Reader/Writer Mode (Proximity Coupling Device, PCD) Peer-to-Peer (Near Field Communication, NFC) Card Emulation (Proximity Inductive Coupling Card, PICC) Passive Mode (Vicinity Coupling D

15、evice, VCD)其中点对点模式下面，任意一个NFC器件都可以作为initiator和target，initiator主动发起req信号，target接收initiator发出的信号并应答，然后建立点对点通讯。NFC与RFID之间的兼容性由ISO/IEC 21481协议进行规定。此协议一并规定了NFC的防冲突的处理规则。在进入RF场之后，RF信号探测的结果规定了NFC的模式转换规则。（六）技术方案：（500字以内）手机支付SOC芯片是一款高性能 13.56MHz 高频 (HF) RFID/NFC收发器IC。此器件由一个集成的模拟前端和一个针对 ISO15693，ISO 14443 Type

16、 A/B以及FeliCa的内置数字基带以及其他控制电路组成。 这包括针对ISO14443的高达848kbps的数据速率和全部组帧和同步任务。同样也支持NFC 标签类型1，2，3和4操作。此架构使得用户能够建立一个完整高性能的多协议13.56MHz RFID/NFC系统。AFE主要分为两个部分，信号接收器和发送器。信号接收器从附近的RF场中接收包括ASK和BPSK的调制信号并把它们解调之后送至数字基带进行处理。信号发送器结构相对简单，其功能是将数字基带送来的调制信号发送到RF场中。数字基带包含一个解码器decoder将副载波调制信号转换为比特流和时钟信号。解码器这个解码器逻辑被设计为最大容错。这使得解码器部分甚至能够在部分负载波信号损坏的情况下成功解码，否则，这些信号将由于噪音或者干扰而丢失。数字基带中有一个编码器encoder完成与此信息流方向相反的工作。数字基带中有一个组帧逻辑电路用于将串行比特流转换为字节并送入数据FIFO当中。数字基带中还含有其他数字电路，完成如定时器，RSSI接收信号强度指示，CRC数据校验以及FIFO控制等功能。（七）项目创新点：（200字以内）手机支付SOC芯片的主要创新点如下：支持多协议ISO/IEC 15693，ISO/IEC 14443 Type A/B以及FeliCa的内置数字基带，对多种不同协