IC卡芯片设计企业寻求新市场突破口

来源：中国一卡通网  作者：中国电子报  发布时间：2007-01-10 09:11:51  字体:[大 中 小]

关键字：IC卡  芯片  华大电子  大唐微电子  SMAP技术  电子标签  复旦微电子  ASIC芯片  

摘   要：非接触卡与手机终端相结合是必然趋势，既是移动通信行业未来的重要发展机会，也是智能卡行业的重要发展契机。SMAP移动智能应用平台的推广是一个跨行业的利益重新整合的系统工程，成立由各相关行业的骨干企业发起成立的跨行业的技术联盟应尽快地提上议事日程。

北京中电华大电子设计有限责任公司总经理刘伟平：  

　　北京中电华大电子设计有限责任公司(华大电子)，从2002年改制成立以来，销售收入和利润直线上升，年均销售收入增长超过80%。华大电子目前主营业务有三个方面：IC卡系列芯片产品、无线通信芯片产品以及EDA工具，在每个业务方面都确立了自己独特的地位。  

　　在IC卡芯片方面，华大电子目前已经对外供应芯片超过1.5亿颗；在无线通信芯片方面，技术达到了国际一流公司的技术水平，相应的芯片产品即将面市；在EDA方面，公司是国内唯一的具有自主知识产权的EDA产品供应商，产品已经在全球销售，也为我国在EDA软件产品的知识产权方面树立了良好的形象。  

　　近年来，华大电子在公司规模、市场占有率、产品研发等方面都有了一个质的飞跃。  

　　自改制以来，华大电子成功实现了由研发设计中心到企业化经营运作的转型，在新产品开发、市场拓展方面取得了令业界瞩目的成绩。2004年，华大电子成为中国第一张第二代身份证专用芯片的提供商，从此一直占据1/4强的市场份额；在加油卡市场，华大电子占据超过90%以上的市场份额；在社保卡市场，华大电子的芯片市场占有率超过40%。自成立至今4年左右的时间内，已经有超过1.5亿颗华大芯片在市场上使用，成为中国智能卡芯片设计方面公认的翘楚。  

　　华大电子的EDA产品   

熊猫九天工具，客户遍及北美、日本、东南亚，其中不乏国际著名的芯片设计企业，包括我国香港的晶门科技，美国的Fairchild Imaging(仙童公司)，日本的Sanyo公司等。在“十五”期间，华大电子EDA的销售收入年平均增长超过30%。作为唯一本土的EDA产品，熊猫九天工具很好地支持了我国集成电路设计业的健康发展，也为我国在知识产权方面树立良好的国际形象作出了积极的贡献。  

　　每年研发投入数千万元  

　　华大电子非常注重研发投入，自成立以来每年投入研发资金数千万元，为企业的发展奠定了深厚的技术基础，并结出了丰硕的成果。  

　　产品系列不断丰富。商品化的智能卡产品，从成立之初的1-2个产品，发展到多个系列，几十个产品；无线通信产品从无到有，公司进入通信芯片供应商的行列。  

　　技术能力不断增强。华大电子自主开发的8位、16位CPU以及ECC算法等技术及IP，性能上均达到了国际同类产品的水平。在“十五”期间，公司积累了大量自主研发的技术，共计申请各类专利，超过40项。  

　　4年多来，华大电子员工队伍不断发展壮大，从80多人发展到目前接近250人，拥有了一支在研发、营销等方面能够打硬仗的队伍。同时，“积极主动，追求成功”的企业文化开始在公司形成，员工积极性和主动性的发挥，为公司的发展壮大提供了原动力。  

　　2010年销售收入20亿元  

　　华大电子的目标是到2010年实现销售收入超过20亿元。另外，加大新领域的开拓力度。  

　　在智能卡芯片方面，继续丰富产品系列，开发更多市场容量大的产品。同时继续加大国际市场拓展力度，扩大在东南亚、南非等地的市场份额，并扩展到其他的地区；在无线通信用芯片方面，华大电子将继续加大投入力度，提高无线通信产品销售额在公司整体销售中的比重；开拓面向消费类电子应用的新的数字音视频芯片产品业务，目标是在2009年产品进入市场。  

　　实行产业链整合，打造公司的核心竞争力。  

　　为适应智能卡芯片需求量巨大、对成本敏感的特点，华大电子将引入模块封装线延伸的产业链，将对降低成本、保证交货期、扩大市场占有率具有非常重要的意义。  

　　华大电子在“十一五”期间对产业的贡献可以表现在以下五个方面。  

　　销售收入方面：华大电子作为北京地区骨干企业的经营规模不断扩大，销售收入不断增长，市场竞争能力日益增强，将为巩固北京集成电路产业在全国的领先地位做出自己的贡献。  

　　发展速度方面：华大电子在“十一五”期间，将继续保持50%以上的年复合增长率，其发展势头远高于产业目前30%-40%的增长水平，对提高产业的增长率做出贡献。  

　　产业链整合：在增强企业竞争力的同时，也为北京成为集成电路产业研发以及生产综合实力最强的地区，做了实际的工作。  

　　EDA工具开发与应用：华大电子将继续深化EDA工具产品的开发，为我国的IC设计业乃至整个IC产业提供最合适的设计工具，支持我国IC产业的健康发展。  

　　支持自主标准的产业化：“十一五”期间，华大电子将大力开发支持以无线局域网WAPI标准及数字音视频AVS标准为代表的我国自主标准的芯片产品并推动其产业化。  

　　大唐微电子技术有限公司总经理赵伦：  

　　为3G应用提供智能化芯片平台  

　　自主产权SIM卡成功商用  

　　大唐微电子得益于国家集成电路的有关政策，已经逐步发展成为国内规模最大的集成电路设计企业之一。  

　　大唐微电子在过去的5年里累计实现销售收入19.99亿元，累计出口创汇426.56万美元，实现利税5.46亿元。按照1元～2元集成电路产品能带动10元电子产品进而带动100元国民经济产值的价值规律，可见其对国民经济巨大的带动作用。  

　　大唐微电子在过去的5年里累计向国家专利局申请国家专利81项，其中发明专利70项，目前已获授权专利35项。其中“采用闪速存储器作内存的智能卡集成电路”获2003年由国家知识产权局和世界知识产权组织联合颁发的第八届中国专利金奖；“基于STK技术的移动通信增值业务空中下载系统”获信息产业部2003年度重大技术发明奖。  

　　大唐微电子在“十五”期间成功开发及批量生产的产品主要包括电话IC卡、移动手机SIM/UIM卡、第二代居民身份证卡及大规模通信SoC芯片等产品。累计完成SIM/UIM卡产品1.5亿张，IC卡模块及芯片2.0亿只，第二代居民身份证卡模块1200万块，通信SoC芯片66万片。  

　　大唐微电子电话IC卡和SIM/UIM卡成功投入使用前，国内应用全部依赖进口，其中每张SIM卡的License费用为10美分左右。大唐微电子具有自主知识产权SIM卡的成功商用，打破了国外厂商在中国移动通信智能卡市场的长期垄断局面，使其市场价格迅速回落到合理的水平，由此结束了国外厂商凭借其垄断地位获得超过100%、200%甚至更高暴利的历史，为国内运营商节约了巨额的采购成本。当大唐微电子宣布其SIM卡研发成功，8K SIM卡的价格迅速降至35元，至大唐微电子正式推出时该产品价格已经下落到了25元左右。以SIM/UIM卡每年两亿张的市场规模来计算，仅这一项就为国内移动运营商节约超过数十亿元的采购成本。  

　　可喜的是大唐微电子拥有较完整的产业链，从SIM/UIM卡芯片设计、模块封装到卡发行等环节全部自主完成，产品目前在国内市场处于领先地位。  

　　二代证芯片模块产业化  

　　大唐微电子是公安部认可的4家第二代居民身份证芯片设计公司之一及3家第二代居民身份证模块封装厂家之一，并且是唯一一家被同时认定为第二代居民身份证芯片设计兼模块封装的厂家。随着国家第二代居民身份证的换发工作的全面展开，大唐微电子的第二代居民身份证芯片和模块已成功实现产业化，目前约占25%的市场份额。第二代居民身份证卡芯片设计、模块封装及卡片生产和发行全部实现国产化。  

　　大唐微电子于2003年承担国家“863”计划超大规模集成电路设计专项重点课题“面向通信的综合信息处理SoC平台”(COMIP)。该课题的成功开发打破了国外少数厂家在SoC平台领域一统天下的格局，结束了我国在面向通信信息处理器方面无“芯”的历史，填补了国内空白。  

　　目前该课题以优秀的验收总评结果顺利通过了国家“863”计划信息技术领域办公室组织的项目验收。该课题的顺利通过验收表明大唐微电子已建立了一套科学规范的SoC开发流程，培养了一支高素质的开发团队和严谨的项目管理体系，同时表明其集成电路设计能力已迈进国际先进水平之列。  

　　大唐微电子拥有目前在亚洲生产规模最大、完整、先进的智能卡模块生产线，成为全球唯一一家能够同时在芯片级、模块级、成卡级向客户提供全方位产品、服务与解决方案的企业，具有接触卡模块2亿块/年，非接触卡模块1.2亿块/年，智能卡发行能力1.3亿张/年的生产能力。  

　　提供智能化芯片平台  

　　随着3G技术的逐渐成熟，3G业务将变得越来越丰富，而多媒体是3G业务的主要特征。大唐微电子将面向TD-SCDMA移动通信和多媒体应用，开发TD-SCDMA终端多媒体处理芯片，设计与之配套的开发平台和调试环境，为基于TD-SCDMA标准的3G通信终端设备提供智能化的芯片平台，引导自主知识产权的移动通信终端发展。  

　　芯片设计工艺水平将从原有的0.35μm、0.25μm、0.18μm逐步提升到0.13μm、90nm、65nm。  

　　智能卡发展的下一个热点将是非接触、大容量、高性能、高安全级别的集成电路平台，大唐微电子已着手开发这类产品。这类产品需要0.18μm及更小特征尺寸的NVM工艺技术，对我国半导体制造工业势必起到拉动作用。  

　　在未来5年中，大唐微电子将继续完善集成电路设计开发工作，从逐步替代进口向自主创新开发和定义系统级产品发展，提高我国电子产品及芯片的自主程度。  

　　上海复旦微电子股份有限公司市场中心总经理刘以非：  

　　重点关注SMAP移动智能平台技术  

　　看好SMAP技术  

　　国外相关厂商在近年推出了NFC“近场通信”技术，虽说其能支持卡模拟、信息获取以及点对点通信等功能，但从技术和应用上归根结底就是将电子标签和读写器合二为一并与手机结合，使得手机成为移动的电子标签和读写器。目前，我国的移动通信用户超过4亿，手机成为日常生活中必不可少的物品，目前在行业应用中也出现了将电子标签技术集成到手机的需求，在手机上集成电子标签功能将广泛地应用于移动支付、产品防伪、追踪监管、数字签名、身份认证、信息获取等领域，形成智能卡领域和移动通信领域新的业务增长点。上海复旦微电子股份有限公司十分看好这一领域的未来前景，从几年前就开始关注这一技术趋势并预先进行了技术储备，在2006年7月份加入了NFC论坛，成为国内第一家加入该组织的企业。针对中国行业管理的特点和应用的特殊性，在此基础上推出了基于手机与非接触智能卡技术结合的SMAP移动智能应用平台技术方案。  

　　SMAP是将电子标签、读写器、安全解决方案等高度集成的应用解决方案，它是一个逐步发展的过程，从完全采用成熟技术，可以完全满足现阶段客户需求的SMAP1.0到支持各种应用接口，完全兼容NFC的SMAP3.0，形成了一整套逐步发展的适应中国市场特点的移动智能应用平台。SMAP1.0是复旦微电子已开发完成的产品，是利用RFID标签的非接触工作特性及防冲突工作能力，由SMAP模块及独立RFID标签叠加形成。  

　　SMAP模块由复旦微电子提供的ASIC芯片构成，并已在该模块中内置了高频电子标签的操作指令和典型工作流程，与基带芯片之间采用串口通信。独立的电子标签以异形卡方式，和SMAP模块的天线重合放置。手机可以通过控制SMAP模块实现手机读卡器功能，并可以通过非接触方式与异形卡进行交互操作，完成查询、充值等典型应用。因为异形卡是独立放置，可以直接采用成熟系统商的成熟产品，使得卡片模式与现有系统完全兼容，无掉电问题。  

　　完成3.0版本升级  

　　SMAP1.0样机已完成开发，该模式对成熟系统商的影响最小，易于被公交等行业接受，适合前期迅速推出，培养消费者对新消费方式的接受度。SMAP1.0方案通常需要采用调整手机背盖的方式实现，可以对现有手机方案进行少量改动，或者在新手机方案开发同时保持背盖调换方式，实现NFC手机与普通手机共用同一型号，降低手机制造商的库存风险。SMAP1.0与SIM卡关联需要通过基带芯片转接处理，根据复旦微电子前期开发结果，该方式可以达到SIM卡有效参加和管理NFC应用的目的，通过SIM卡的实名制、无线传输通道以及一定的安全能力，实现查询、充值等功能。为防止安全数据泄露，SIM卡和SMAP模块之间可以增加传输加密模式。  

　　SMAP2.0为单芯片解决方案，将SMAP1.0若干芯片集成，实现NFC应用的三个功能：读写器模式、卡片模拟模式和点对点通信模式。与国外NFC芯片不同点在于：首先，SMAP2.0内部集成非接触CPU卡及标准逻辑加密卡，CPU卡满足PBOC2.0规范。这意味着SMAP方案可以无需像NFC方案外挂额外智能卡芯片，即可实现手机卡片工作模式。因该卡片通过硬件实现，与现有系统完全保持兼容，CPU卡同时可以支持多应用开发。SMAP2.0同时保留S2C接口，当内部集成的非接触卡容量和功能不能满足要求时，仍可实现其他NFC芯片的卡片模拟方式；其次，内嵌的非接触CPU卡容量8Kb，符合建设部非接触CPU卡规范，是公交行业IC卡的升级产品，部分地区的公交系统已计划采用。  

　　SMAP2.0包含双7816接口，可以作为基带芯片与SIM卡之间的连接桥梁，这样SMAP的应用可以紧密与SIM卡捆绑，实现积分卡、会员卡、银行信用卡信息、防伪等功能并可以将关键数据存储或关联于SIM卡，并且SMAP2.0的7816接口在掉电模式下，可以感应外部能量给SIM卡供电。这种模式通过与SIM卡的有效结合实现对SMAP模块的控制，无需对SIM卡硬件进行改动，现有的SIM卡商可以很快提供产品。另外，读写器模式支持ISO14443 typeA/B以及ISO15693。点对点通信模式目前支持106Kbps。SMAP2.0仍然可以外加独立电子标签，可以满足某些特定行业应用需要，如银行、公交等。  

　　SMAP3.0为SMAP2.0升级版本，将全面支持ISO18092标准，完整实现NFC功能，同时保留SMAP的特点。SMAP3.0将采用先进工艺设计实现，以达到产品低成本目的。  

　　与手机结合是必然  

　　复旦微电子SMAP产品主要针对中国市场应用特点，解决了NFC推广前期移动运营商与现有系统之间结合的问题，强调：第一，SMAP与移动运营商服务紧密结合，而非仅为手机部件。NFC主要功能中信息获取即读卡器模式是最重要的，这也是现在双界面SIM卡方案暂时无法解决的，而该模式必须对现有手机进行改造(双界面SIM卡若不对手机进行改造也无法在现有的所有手机上使用)。没有移动运营商支持，改造手机并最快地将之送达消费者手中，以形成无处不在的读卡器的应用环境是难以完成的。同时许多增值业务，如移动开通、移动查询、移动增值、防伪溯源等都需要和移动运营商紧密合作，特别是在此类业务推广的前期，移动运营商的作用尤为重要。因此SMAP强调和移动运营商结合，和SIM卡紧密关联，部分密钥和保密信息由SIM卡保存，作为移动运营商的组成部分面向消费者。  

　　第二，免除移动运营商与现有系统结合时密钥传递、发卡模式等问题。NFC的推广需要改变消费者的消费模式和习惯，因此其推广特别是前期的推广尤其需要和现有系统结合。如果将现有系统结合到NFC芯片中，需要移动运营商和现有系统间就发卡模式、卡片归属、密钥传递等问题进行复杂的商业谈判，并因为密钥安全等顾虑提升合作障碍。利用SMAP技术采用在手机中叠加异型卡的方式，可以在前期一定程度上解决上述问题，卡片仍然归属现有系统商，对卡片的查询、充值等增值业务同过由SIM卡关联的SMAP模块发起操作，便于此种合作尽快推广。  

　　第三，采用成熟技术，降低各方投入和风险。SMAP1.0完全采用成熟技术，不需要对SIM卡硬件进行改造，只需要将SMAP模块集成在手机主板上，或者通过改造手机后盖方式，降低手机厂商、移动运营商的风险，降低系统总体成本，缩短产品开发进程，利于推广。  

　　同时SMAP模块中推荐使用的非接触CPU卡，硬件上完全兼容国内主要的非接触卡系统，不需要对现有POS机做任何改动，免除了实用软件模拟非接触卡时有可能发生的卡片与POS机兼容性差的问题。由于该卡符合PBOC2.0规范，且容量较大，也解决了现有非接触卡充值安全性问题和随时下载开通多应用的问题。  

　　总之，非接触卡与手机终端相结合是必然趋势，既是移动通信行业未来的重要发展机会，也是智能卡行业的重要发展契机。SMAP移动智能应用平台的推广是一个跨行业的利益重新整合的系统工程，成立由各相关行业的骨干企业发起成立的跨行业的技术联盟应尽快地提上议事日程。

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