智能卡市场如火如荼,中外厂商并肩同行

上网时间: 2004年01月31日? 作者:倪兆明, 吉田顺子? 我来评论 【字号: ? ?小】

关键字:智能卡? SIM?

去年底举行的Cartes 2003大会标志着智能卡和相关芯片产业将翻开新的一页。这次大会展示智能卡的应用范围已超出了传统的信用卡和GSM手机安全卡,参展厂商努力使这项技术进入日常生活的每一个角落。热点应用包括各种交通卡、用于音乐和视频下载的微型海量存储卡、身份证ID卡和驾驶证,以及存有生物数据的下一代护照和签证等。而非接触式产品将成为未来的主流,同时安全问题也已经成为智能卡进一步拓展其应用领域的一个重要考虑因素。与此同时,太阳微系统也推波助澜,力图把Java技术推广到智能卡领域,为实现智能卡的一卡多用开辟了一条途径。

非接触式产品成为市场亮点

目前移动通讯领域仍然是智能卡芯片的最大市场,SIM卡在其中占很大的比例。但IMS Research的资深分析师Derrick Robinson指出,该市场没有增长,而且该市场中的控制器价格在不断下降。因此,许多智能卡芯片公司,包括Atmel、日立、英飞凌、飞利浦半导体、三星电子和意法半导体,准备抓住政府或产业中出现的任何新机会,同时继续向移动通讯领域推出性能更高的产品。

另一方面,智能卡产业中的许多人士,被预付费电话卡市场饱和以及欧洲第三代手机推出时间大大拖后所困扰,认为全球非接触智能卡市场是产业中的一个亮点。IMS预测,2007年以前该市场的年均增长率将达15%。Robinson估计,2003年将销售2.05亿个非接触和双接口卡,约占内存和微控制器总销量的10%。他预测,2007年销量将上升至3.5亿个,占总体卡类市场的13%。

飞利浦半导体在Cartes展览会上宣布,中国的一个公共运输项目将采用其基于MiFare的非接触式智能卡芯片,飞利浦是非接触式和双重接口智能卡市场中的关键厂商。尽管如此,中国本地的智能卡开发商实际上还是市场的主角。上海华虹集成电路有限责任公司技术总监安久介绍道:“我们其实在几年以前就完全独立自主地开发了非接触式智能卡芯片,目前中国正在开始推广的新一代身份证以及公路车辆收费系统(ETC项目)中使用的智能卡也都将采用非接触式技术,我们同时还在开发符合ISO15693标准的电子标签技术,原则上这也是一种类型的非接触式产品。非接触式智能卡无疑是未来的一个发展方向,而且会找到越来越多的应用。”中国大陆另一家主要的智能卡系统及芯片开发商也早已在这一领域进行布局,目前其非接触式交通卡产量在中国市场上位居榜首。“MiFare产品在中国虽然很常见,但我们有自己开发的产品。” 上海复旦微电子股份有限公司技术总监李蔚评论道。他还介绍,虽然中国大陆设计智能卡以及芯片的厂商不少,但能够开发非接触式智能卡的大概只有四家,其中包括复旦微电子。“从出货量来看,目前我们排名第一、上海华虹集成电路排名第二。”他进一步说道。

李蔚表示,在智能卡的应用范围扩展上,非接触式应用是一个主流。“我们为此化了两年多的时间开发出了符合ISO/IEC 14443A 和14443B的系列产品。同时,非接触式智能卡已经从工交系统的应用扩展到门禁、物流、防伪等更广扩的领域。

”他说。

安全性要求突显

许多新兴的智能卡应用,尽管尚未完全实现,但似乎终于赶上了几年前推出的芯片技术。例如,一些智能卡芯片公司报告说,市场对于基于32位处理器内核的智能卡芯片有兴趣,准备用于移动通讯。尽管许多芯片公司几年前就已经拥有基于32位处理器的产品,但多数运营商在电信产业下滑时期对于这些产品没什么兴趣。但安全性问题和Java技术的普及可能令运营商改变其观点。

“从发展趋势上看,人们对智能卡的安全性提出越来越高的要求,简单的存储卡+加密器这样的架构不能满足其在金融、安全等领域的应用需求。”复旦微电子李蔚表示。另外,移动运营商也正在考虑推出新的服务,最终需要功能更强内核的智能卡以满足对安全问题的考虑。由于越来越多的交易活动是通过手机进行的,移动运营商不能再盲目地相信智能卡供应商的安全承诺。“它们开始要求智能卡安全性方面的文档和测试结果。”英飞凌的Bernd Meier表示。因此,芯片公司正在研究如何把密码功能与安全执行层集成在芯片上。

与英飞凌的想法类似,中国的开发商正在考虑采用32位的高性能RISC处理器来开发其下一代智能卡芯片,而高性能RISC处理器也有助于运行更加复杂的加密算法和一些专有的保密算法(如身份证卡)。李蔚透露道:“我们刚刚和ARM公司达成使用ARM7TDMI核的协议,这一高性能的RISC处理器核将被应用于包括智能卡在内的消费类电子和其它相关产品的开发当中,由此便于我们在公钥体制下建立一个实时的加密信道。”在复旦微电子之前,华虹集成电路也已经和ARM达成类似的协议,该公司技术总监安久介绍道:“目前我们在中国市场上看到的智能卡绝大多数都是基于8位处理器的(如8051兼容处理器),而高端的32位产品也正在开发当中,包括采用ARM7的处理器内核,我们已经从ARM获得的了ARM(r)SC100?SecurCore?的授权,这有利于我们开发安全性能更高的产品。” 不过安久同时认为,采用高性能处理器的智能卡一般的功耗都比较大,目前难于实现非接触式供电。

当智能卡进入身份证ID卡或者国际旅行证件中时,安全问题也显得更加重要。“存储一张数字签名照片,以及其它生物数据,智能卡将需要6?KB内存,甚至更多的内存。”MIPS Technologies智能卡项目首席结构设计师Kevin Kissell表示。“而且,这推动了对处理器内核的需求,以解决内存访问问题,以及用于确认智能卡本身的数字签名所需的带宽。”

ROM+EEPROM架构让位于单一的FLASH架构

与此相关,英飞凌将推出最新式的32位安全控制器SLE88CFX4000P,它采用英飞凌具有自主知识产权的32位内核,具有可变的片上内存,最高可达400 kbytes的可配置E2PROM。英飞凌安全移动解决方案部门的副总裁兼总经理Juergen Kuttruff表示,这种芯片将用作高端移动SIM卡、身份证ID卡和消费卡中的高集成度安全平台。英飞凌的Kuttruff表示,密度更高的具有智能卡安全特点的消费类海量存储器,为智能卡芯片提供了一个诱人的前景。“日本和韩国正在搞几个项目。”他说。这些项目推动安全海量存储器件存储游戏和交易功能等多媒体应用。然而这些多用途产品取得成功的前提是,网络运营商、银行和信用卡公司及内容供应商之间须取得一致。

不过,一家创立不久的嵌入式非易失性存储器厂商Aplus Flash Technology正

试图改变目前智能卡芯片中ROM+EEPROM的模式,并相信新的智能卡存储架构会为智能卡的应用开辟更广的前景,而成本更低。Aplus Flash Technology 执行长李武开详细介绍说:“目前多数智能卡(包括SIM卡)其存储器的架构是ROM+EEPROM,其中ROM存放指令而EEPROM存放数据。无任是ROM或EEPROM,其工艺尺寸已经很难进一步缩小,同时ROM中的指令也无法在现场进行修改或升级,因此目前出现了FLASH+EEPROM这样的架构方案。但是,由于工艺上的不兼容,这一架构还是不能令人完全满意,所有人们希望最终FLASH可以完全取代ROM和EEPROM,从而在智能卡中实现单一的FLASH,既可以存储指令,也可以存储数据。”

李武开认为,对于今天嵌入式FLASH来说,最大的技术挑战是如何实现百万次级的擦除/重写操作,以及逐个字节的编程。“针对这个目标,我们正在开发一种称为MAX-FLASH的产品,其主要的应用领域之一就是下一代智能卡。我们计划采用0.18微米的工艺,以IP供应商的角色和中国大陆的智能卡开发商进行合作。” 李武开说。据了解,Aplus Flash Technology计划在2004第二季度可以有512KB容量的样品供厂商进行评估,李武开认为这个容量对未来2?3年的多数智能卡应用是足够了。“随着嵌入式FLASH的产量扩大同时技术越趋成熟,其制造成本将变得很低,在智能卡的低端到高端的所有领域,FLASH很可能最终完全取代ROM+EEPROM这样的架构。” 李武开说。

Java实现一卡多能的梦想

太阳微系统也加快了在全球推行Java智能卡的步伐。该公司Java卡部门的主管Peter Cattaneo声称:“我所见到的所有智能卡应用都已利用Java编写程序。”他强调Java卡技术“是稳定的、易于理解的。”而且在智能卡产业建立了自己的影响。IMS Research估计,2003年销售的3.7亿个(或者不到一半)微控制器智能卡中,将有32 KB或更多的E2PROM内存,因此可以支持通常采用Java的多应用用途。

太阳微系统公布了一项名为Java Card S的计划,它希望该项目将把Java卡的市场扩大到多应用智能卡市场。它将允许Java卡授权,以把这项技术应用于广泛的智能卡产品之中,包括传统的 “静态的固定用途”。 Cattaneo表示。“例如,许多银行卡运行一个单独的EMV [信用支付]程序,但没有其它方面的应用。”

通过放宽要求,太阳微系统公司计划使服务提供商能够在成本更低的单功能智能卡中使用同样的Java卡程序,并降低应用开发、功能测试和安全评估的复杂性。

对于太阳微系统的努力,上海复旦微电子股份有限公司技术总监李蔚加以了肯定,“从单卡多用途的角度来看,Jave智能卡应该是一个发展趋势”他说。不过李蔚表示,太阳微系统对中国市场还不太重视。他介绍道:“在中国大陆,太阳微系统公司似乎还没有积极推动这一技术,因此Jave智能卡在本地还没有什么动静。不过从我们的立场出发,我们还是会作一些准备,我们引入32位嵌入式处理器也是为这一应用进行准备。”和复旦微电子的立场相似,上海华虹集成电路在选择ARM(r)SC100?SecurCore?处理器内核时,其实也为其未来开发Java智能卡埋了一个伏笔:因为SC100?内核特别针对Java Card应用作了加强。

安全性对于Sun来说也是一个重要问题,因该公司也在向各国的身份证ID卡项目推广其Java卡技术。Sun指出,Java Card Protection Profile已获得DCSSI的最终认证,Sun把DCSSI称为最广受尊敬的认证机构之一。Cattaneo表示,只有通过这样的认证,有些政府才会接受Java卡技术,特别是用于有数字签名的身份证卡。

作者:倪兆明,吉田顺子

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