税控机利好驱动,POS机市场进入冲刺阶段

上网时间: 2007年08月01日? 作者:王彦? 我来评论 【字号: ? ?小】

关键字:POS? 税控机?

通常意义上我们所指的POS机应该是POS收款机,无论是7-11、好德便利还是易初莲花之类的大卖场,这样的电子终端设备都随处可见。但是在中国,如今人们谈论最多的却是需求量最大的、具有浓重中国特色的税控收款机(添加了税控功能的POS机)。自1997年税控机进入市场以来,许多分析人士都认为这将是一个充满机会的大金矿。乐观者有着充分的理由:中国有近 3,000万家企业需要采用税控收款机,因此全国对税控收款机的需求大约在3,000万到4,000万台左右。按照一台税控收款机的单价为2,000元计算,市场总值可高达600亿元以上。如果再加上与之配套的相关的软硬件、设备、服务、培训等,3~5年内税控机领域将会形成一个至少2,000亿元人民币规模的市场。

中国市场开始冲刺,多应用推动POS机全球飞跃

毋庸置疑,中国POS机市场孕育着巨大的商业机会。但不幸的是,人们过早的估计了它的发展。早期的税控机市场由于没有相应标准而陷入混乱。直到2005年,中国信息产业部才开始发放税控机终端厂商资质认证。第一批获得相关认证的企业数为88家,此后又有不少企业陆续加入这个行列。而到目前为止,从事相关产品开发的企业总数已经超过150家。

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金宇杰: 中国POS机市场已经处于最后准备阶段。

不过令人尴尬的是,虽然入市者有如过江之鲫,但数据显示,即使在2007年,全年的税控机招标量也不过区区20万台。相比当初预测的500万台的年需求量,这样的数据显然太过寒酸。一些实力较弱或者产品单一的税控机厂商开始退出市场。“通过政府资质认证的100多家生产商中,将近半数企业已倒闭或主动退出这个市场。”恩智浦(NXP)半导体多重市场半导体事业部中国区高级产品市场经理金宇杰表示。他认为,无论市场形势如何,最后市场都将会集中到少数几家具有实力的供应商手中。

不过,随着政府信息化建设速度的加快以及金税工程的开展,中国POS机市场的前景依然被众多市场人士所看好。“目前中国的POS机厂商市场规模总体还相对有限,但是随着国内金融受理环境的日益成熟,预计未来几年POS机市场将会大幅度增长。仅以银联入网POS机为例,截至2004年年底,银联入网POS机仅为45万台,但是银联已计划在2008年底前将这一数量提高到120万台,这意味着近30%的复合增长率。”金宇杰说。

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Mark Cambridge:中国POS机和触摸屏市场的增长潜力尤其可观。

税控机市场也将走出一度低迷的状态。上海、北京、湖南、大连、长春及广东等六省市已经完成了税控机系统的招标项目,而其他省市也将有望在近期完成招投标工作。鉴于此,意法半导体(ST)大中国区多系统部应用中心资深主管Leslie Leong表示:“中国税控机业务将很可能在短期内实现大规模量产。2008年奥运会以及2010年世博会将会推动该市场的迅速增长。包括银税一体机在内的税控机市场将在今后3~5年内增长到1,000万台的市场规模。”而NXP的金宇杰则更直言,中国POS机市场已经处于最后准备阶段。

全球POS机市场的发展也值得一提。由于POS机不再只是传统意义上简单的记录设备,这使得其能够在多个细分市场获得增长的动力。“POS的含义已经从销售终端(Point of Sales)变成了现在的服务终端(Point of Service)。集中型系统、安全系统以及税务系统等各个领域都将看到该类产品的身影。”Leslie Leong说。

POS机在税务系统的应用就是已经提到的税控机。此外,POS终端上获取的信息还能够被用于包括分销商/物流管理、海量数据管理、监控管理(比如统计顾客回头率、畅销产品排行等)在内的集中型系统。而企业也可以利用POS机来管理本地/全球网络、进行银行业务,甚至还可以在不进行操作时在屏幕上显示多媒体广告。在安全方面,如今的POS机也早已具备了防窃(Anti-Temper)、数据安全、身份认证等功能。

PC-Base仍占主流,AL组合后来居上

预计2007年,全球POS机出货量大约为290万台。虽然就目前来说,大部分的POS机还都是基于PC(采用CPU以及Windows操作系统)的方案,不过Leslie Leong却指出,采用ARM平台和Linux操作系统的方案正在悄悄蚕食PC-Base方案的市场。

市场调研公司IHL的数据也证明了这一点:2006年,EMEA(欧洲、中东、非洲)市场基于Linux系统的POS机出货量增长了22%,在北美市场,这个数字更是高达44%。

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肖巍: 嵌入式Linux操作系统具有很强的稳定性、灵活性,能够方便地扩展丰富的软件功能。

与基于PC的POS机相比,ARM+Linux的组合无论在成本、性能还是性价比上来说似乎都具有一定的优势。华恒科技的市场部副经理肖巍表示,嵌入式Linux操作系统具有很强的稳定性、灵活性,能够方便地扩展丰富的软件功能。而Leong则指出,市场上已经出现了采用“奔三”、“奔四”CPU的方案,甚至双核、四核的CPU也都在POS机舞台上披挂上阵。但POS机是否真的需要如此强大的通用CPU? 因为除了本身价格昂贵之外,通用CPU还需要在显卡、DRR内存、南北桥芯片组等价格不菲的周边设备上的进行投资,这将直接对系统成本造成压力。“ARM+Linux的整体成本也只有90~100美元,而单个奔腾CPU的价格就高达50~60美元。很显然,基于PC的方案实在太贵了。”他说。

性能方面,显示也是ARM+Linux组合更胜一筹——通用CPU往往具有GHz级的工作频率,但是高频率也意味着随之而来的EMI干扰,这会引起系统可靠性的降低。Leong表示,对于大多数POS机方案来说,50MHz的频率已经足够。除了类似于“大马拉小车”的浪费之外,采用CPU还要进行EMI方面的进一步投资,显然,这还是浪费。

“我们崇尚‘刚好够用’的原则。”Leong强调,ARM+Linux方案能够满足POS机的基本需求,且具有一定的价格优势,这令其得到中国厂家的夹道欢迎。“许多中国厂家都在POS机领域进行了四年以上的开发,他们中的大部分都采用的是基于ARM平台和Linux操作系统的方案。”Leong说,“随着这些厂商在日本、意大利、法国、英国、美国、墨西哥以及非洲等市场不断取得进展,他们将会给全球市场带来冲击。”

集成vs分立,SoC前途未卜

与其他任何电子产品一样,POS机市场同样有集成和分立两种解决方案。比如以苏州国芯为代表的国产芯片厂商就推出了专门针对税控收款机市场的高集成专用芯片。将POS机常用的功能都集成到一起,最大限度地降低了芯片本身的成本。这些厂家还同时提供了包括参考设计、软件代码在内的完整解决方案。Leong承认,集成的SoC具有系统设计简单、硬件成本低等优点,且在EMI和产品尺寸方面兼具优势。“但此类方案的开发周期较长,开发成本较高,因此比较适合出货量较大的市场。另外,它并不适合快速变化,尤其是政策容易变化的市场。”他说。

与Leong的观点相似,NXP的金宇杰也指出,SoC方案的缺点是可扩展性差。“随着市场的发展、新标准的制定以及一些地方政府和某些行业的特殊需要,可能需要对POS机在国标的基础上进行一些功能扩展。受限于片上资源和外设接口等,SoC限制了客户的进一步开发和系统升级。”金宇杰说,“另外,这类芯片往往采用自行设计的CPU核,用户需要从头熟悉开发环境和工具,从而拉长了研发周期,导致研发成本升高。而且对于这种通用型较差的CPU,工程师的学习热情也不高。最后,其号称的低成本优点也将面临很大的挑战:由于只针对POS机应用,在这一市场没有完全启动之前,如果没有很大的出货量来支撑,其成本反而会居高不下。”

如此看来,在仍然处于变化中的POS机市场,采用通用MCU的分立方案似乎是比较谨慎的选择。目前市场上该类方案从8位到32位,从80C51到ARM,MIPS甚至X86等,能够满足高低端市场不同的要求。诚然,在设计简单化和某些性能方面,MCU与SoC方案还有一些差距,不过金宇杰指出,MCU方案具有配置灵活、功能扩展性强、升级方便、兼容性好等优点。并且有些厂商也针对POS的标准和要求设计了参考方案,为POS机供应商的近一步开发提供了很大便利。此外,在POS机市场启动之前,这些MCU已经在其他行业得到了广泛应用,其可靠性等已经得到了验证,而批量生产时供货周期也能够得到保证。

针对分立和集成两种方案,方案供应商华恒科技的市场部副经理肖巍也指出,目前市面上的集成方案主要是基于32位处理器进行设计,该类方案能够运行操作系统,并具有销量、销售额统计、PLU录入等各种丰富功能。而分立式方案由于各部分的控制功能由专门的控制芯片实现,功能较为单一,但是当前阶段在成本上还是有一定的优势。“两种方案针对的客户类型是不同的。”她表示。

“许多POS机生产商,供应商以及分销商都进行了POS机SoC的开发工作。”Leong补充道,“在这当中,有些以失败告终,有些则刚刚发布,有些还需要经过市场的检验。SoC方案是否已经在POS机市场取得成功,现在还很难说。”

稳定、安全、成本,一个都不能少

对于POS机半导体方案来说,哪些参数更为重要?Leong表示,系统稳定性、系统性价比以及系统安全性是POS机方案最重要的选择标准。而肖巍也指出,无论是在哪一小类细分市场,稳定性、安全性高,同时又具有成本优势的方案一定会受到市场追捧。

“如果POS机厂商是第一次选型的话,符合行业规范/可扩展性/高性价比是最重要的。”金宇杰更加详细地解释说,“此外,半导体芯片所支持的接口、内存大小、CPU性能以及芯片价格等通常是考虑的主要因素。”他特别强调说,经过几年的发展,一些厂家已经推出了针对高中低端不同市场的方案,这些厂家现在需要的是在原有方案基础上的功能扩展或升级。而目前POS机的市场已经渐渐进入实质性的招投标阶段,产品上市时间就尤为重要。对于半导体厂商来说,要尽量帮助客户缩短研发周期。

“具体而言,对需要升级的中低端机,半导体厂商提供的代码移植性要好,使得能够在现有方案的基础上迅速完成新方案的开发,尽量提供相同的开发平台开发工具等。而对于需要新开发的高端机,则需要尽可能的为客户提供技术支持,包括操作系统,设备驱动程序等方面的支持,以缩短系统工程师的研发周期。”金宇杰说,“同时,芯片的价格也要能够适应POS机市场可能的降价需求。”

精彩纷呈,半导体方案大比拼

凭借强大的综合实力,ST和NXP为代表的半导体大鳄都采取提供了一站式方案的策略来满足POS机市场的需要。比如2006年7月才开始开发税控机方案的ST就提供了以ARM926为内核的MCU、集报税与安全功能于一体的双核SoC等器件。此外,除了提供S-Touch触摸屏技术外,龙芯系列CPU也可以满足基于PC的POS机对于功耗和性能的双重要求。而金宇杰则表示,NXP提供的MCU、接口器件、实时时钟、IC卡在内的多种关键器件都可以用于POS机应用。

据Leong介绍,ST在POS机目前有税控器和银税一体机两种方案。其中前者成本较低,需要安装在电脑上进行操作,类似于显卡、声卡这类电脑周边配置,ST已在去年11月拿到了政府认证。不过他认为,税控器只是一个暂时性的市场。至于不开发税控机而直接跳到银税一体机,则是因为税控机的卖点还不够大。“随着2008奥运会与2010年世博会的临近,人口流动率将会越来越高,届时刷卡需求将会越来越多。”Leong解释说,“如果届时再将银行业务加入到税控机中,难度会比较大。相比之下,银税一体机的概念更有前瞻性,而且既有的银行业务用户在政府强制普及税控机时也不再需要二次投资。”

ST将在近期发布一款全新的银税一体机方案。尽管不便透露过多细节,不过Leong称,不同于其他供应商,除了将CPLD(用以保护半导体厂商的IP)、NAND、SDRAM以及智能卡接口集成到CPU中外,ST的方案也不需要由第三方公司提供银行业务模块。“现在银税一体机中税控模块价格约为30~40美金,而由于全球仅有两家公司提供银行业务模块,其价格更是高达60美金。ST的优势是,我们能在一个模块上实现两种业务,除了可靠性更高外,我们并不收取任何NRE和版税费用,整套方案的价格只有30美元左右。”Leong说,中国市场上主要的税控机制造商和采购商大都已经或准备采用ST的方案,特别是银税一体机。“ST的方案已经能够满足POS机系统90%的需求。”他说。

再来看NXP的相关产品。金宇杰称,由于采用了ARM7内核,LPC2000在税控机的各个控制模块中都可作为主控器件:在中低端机,通常采用内嵌高速flash的LPC2214或低成本的LPC2220;高端机则采用接口更加丰富(以太网、4个UART、USB OTG、LCD接口)管脚更多以及内存更大的LPC2468/LPC2478。至于税控器,则一般使用小管脚小封装的LPC213x系列。而一些衍生产品如税控打印机等也会使用到LPC2132。他强调,由于涵盖了税控机市场各个层次的应用,这给客户选型带来了很大便利,使得他们在产品升级和功能扩展方面具有一定优势。另外,良好的EMI特性(2层版可通过国家电磁兼容B级标准)也使LPC2000能够适应POS机复杂的应用环境。

由于POS机需要较多的串行接口,NXP的UART扩展芯片16C552(可扩展2个串口),16C554(可扩展4个串口)在很多型号上都得到了应用。实时时钟也是POS机的必要功能,在很多行业得到大量应用的NXP PCF8563在POS机中也得到了应用。另外,NXP的一些外围器件如ESD保护二极管,74系列逻辑器件在POS机的控制板上更是无处不在。最后要提到的则是该公司的智能卡控制芯片和读写芯片。据称,TDA8007/TDA8020也是POS机的关键部件之一。而智能卡读写芯片,如符合ISO-7816标准的接触式读写芯片,兼容ISO14443-A/B以及NFC的非接触式读写芯片,都可以满足未来POS机市场的需要。

目前,NXP在北京和广州各有一家合作伙伴来共同推广该公司的POS机方案,其方案已在一些客户中开始批量生产,而更多的客户做了小批量试生产。“特别是在华北、东北、华东以及华南地区,我们对几乎所有具有POS机认证资格的用户都进行了方案推广,拥有很好的客户基础。”金宇杰称。

来自英国剑桥的赛恩科技(Cyan)刚刚发布了面向POS机市场的MCU——eCOG1X。该公司提供的资料称,这款POS机方案为16位MCU。内嵌双智能卡控制器、USB 2.0 OTG、10/100以太网MAC、外部存储器接口和存储器管理单元,最高工作频率70MHz。最终的方案最多可以支持三张智能卡。EMI方面,具有可配置的时序和延迟时间。而24位物理地址线支持每一个片选最大寻址16M字的存储空间。此外,eCOG1X有最多120只通用I/O引脚,两个16位并行接口(用于键盘、中文字符显示液晶模组、收据打印机、抽屉等I/O设备连接)。用户还可用引脚配置阵列在任意I/O引脚上选择所需要的功能,以实现多功能I/O接口,例如PS/2和RS-232。

eCOG1X两个DUART模块支持四个硬件串行连接,USB 2.0 OTG功能使POS能支持下一代具有高速数据的I/O设备。在可选功能方面,可采用双12位逐次逼近ADC和双12位DAC、片上温度传感器和片上电源监测来监测系统的工作温度和系统电源状态。而通过配备冷却风扇并由电机控制PWM定时器来控制,工作温度可以被维持在合适的温度范围内。

“eCOG1X的优势在于很好的弹性和优秀的保密功能,此外,我们的优势还体现在优质的售后服务,并能针对个别客户的要求而作出更改。”赛恩亚洲有限公司总经理伦志文表示,“稳定、安全和售后服务是赢得市场的先决条件。”

触摸屏技术继续发展

最后来看看POS机不可缺少的触摸屏技术。ST在2007年6月底宣布了采用了韩国Atlab公司电容式触摸传感器技术的12通道S-Touch触摸传感器芯片STMPE1208。据称,由于采用了全数字架构,新芯片不再需要用以实现用户触摸时控制界面的片上MCU、内存和固件。S-Touch技术是ST最近发布的基于MCU的QST系列的补充。借助后者,能够为更复杂的应用实现智能触摸感应控制界面。同时在传感器片上MCU能够处理数个次要功能的简单产品中也可使用。

S-Touch技术最引人注目的应该是它的超低功耗特性。据悉,与传统技术相比,其功耗下降了5~10倍,在休眠状态下,其电流仅有1mA。此外,该方案并不需要外部电容电阻,芯片尺寸也仅有2.6×1.8mm,是现有方案的1/5,而2ms的采样周期也创下了新的业界纪录。最快今年上半年客户就可以得到STMPE1208的样片,而量产则计划在今年8月份进行。 来自英国的Zytronic公司也是一家触摸屏方案供应商。该公司执行主管Mark Cambridge表示,对于自助服务观念的普遍接受以及电脑功能的日益强大推动着POS机和触摸屏市场的发展。中国市场的增长潜力尤其可观。

与电容、电阻和表面声波等传统触摸屏感应技术不同,Zytronic公司推崇的投影电容式触控技术(PCT)并非在表面触发。这就避免了日常磨损以及非恶意使用所带来的损坏而造成的不必要的损失。Zytronic目前已经能够提供ZyTOUCH、ZyBRID、ZyPOS三种触控面板,分别面向高、中、低端市场。而ZyBRID和ZyPOS触摸屏皆可用于POS机领域。PCT的技术正在受到越来越多公司的关注。Apple公司就在其下一代杀手级产品iPhone中采用了这种技术,也许这对PCT技术的起飞将是重要推力。


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