多元應用帶動全新想像 ST展現記憶體智慧風貌

智慧化浪潮襲來，使用者對電子設備的先進功能需求愈來愈高，記憶體作為嵌入式裝置的關鍵元件，其效能也需與時俱進，在持續扮演資料儲存角色的同時，還需肩負起更多任務，對此意法半導體日前舉辦之「智慧產品的記憶體應用新趨勢」線上研討會，深入探討了新世代記憶體的發展脈動。

意法半導體NFC/RFID策略行銷經理黃鐙誼表示，記憶體是電子設備的關鍵元件，就功能與架構來看，此元件可分為揮發性與非揮發性兩種。揮發性記憶體內儲存的資料，會隨著電源中斷而消失，DRAM、SRAM即屬於此類；非揮發性記憶體的內部資料不會因無電源供應而消失，具指標性的產品包括Flash(快閃記憶體)、EEPROM(電子抹除式可複寫唯讀記憶體)。

EEPROM智慧進化Serial Page架構展現強大效能

ST長期深耕記憶體領域，旗下的EEPROM每年生產量接近90億件，總值高達2億7,600萬美元，市佔率約33.4%，已連續17年高居全球第一。ST旗下的EEPROM產品多元，包括工規、超工規、車規與DIMM，封裝部分則有SO8N、TSSOP、DFN8& DFN5、WLCSP、Bare Die等。介面部分，ST的EEPROM則提供了I2C、SPI與Microwire，記憶容量從1Kbit～4Mbit，工作電壓涵蓋1.6V至5.5V。ST的EEPROM能廣獲市場信賴的主因在於超高的穩定度與品質，黃鐙誼表示，該公司所有EEPROM品均採最嚴格的車規測試，失效率低於0.1 PPM，此外可協助客戶快速完成採購的一站式供貨模式，也有助於縮短產品上市時程。

ST的EEPROM可分為Serial(串列)與Serial Page(串列頁)兩類產品。串列產品包括採150nm製程的F8H(記憶容量為2Kbits至2Mbits)與110nm製程的F9V(記憶容量為256Kbits至4Mbits)。至於Serial Page則為ST領先業界推出的產品，採用40nm製程，記憶容量為8Mbits至32Mbits，具備獨步業界且前所未有之讀寫靈活性、讀寫效能和超低功耗等效能。

Serial Page EEPROM特殊之處在於使用頁式架構，每頁容量為512Kbit，搭配獨創的Smart Page讀取模式，每次讀取一頁，相較於以Byte為讀取單位的傳統EEPROM，Serial Page效率無疑更高。在傳輸介面部分，ST的Serial Page EEPROM採用QSPI，大幅提升傳輸速度，工作電壓則僅略高傳統 EEPROM，帶遠低於快閃記憶體，因此耗能比非常理想。此產品家族目前已推出32Mbit的M95P32，封裝方式有SO8N、DFN8與WLCSP，適用於對超低功耗、線上韌體更新(FOTA)、系統登入與事件記錄、安全性有高度需求的產品。

從Serial Page EEPROM可看出市場對記憶體的需求變化，無線存取功能就是記憶體的重要趨勢之一，要讓無線存取功能效益最佳化，必須倚賴NFC/RFID技術。黃鐙誼以ST25DV Dynamic Tag(動態電子標籤)為例，此產品的獨特能量採集功能技術、超低功耗I2C傳輸介面、高相容性射頻介面，並搭配ST的MCU與EEPROM產品，將可協助客戶順利打造效能與穩定度兼具的無線存取記憶體產品。

深耕NFC/RFID多年 ST打造完整產品線

ST的NFC/RFID產品布局相當完整，產品線可分為電子標籤、動態電子標籤(Dynamic Tag)與讀取器等三大類。其中電子標籤產品的銷售量已連續數年拿下全球第一，這三類產品都已通過NFC Forum與兩大行動通訊標準iOS、Android的認證。

電子標籤部分，ST的產品可區分為ISO 14443、ISO 15693兩大非接觸介面標準類型，前者為短距傳輸，後者為長距傳輸。ISO 14443分為A、B兩種，ST的ST25TB為ISO 14443B，ST25TN與ST25TA則是ISO 14443A，這兩種均可支援數位簽名之功能。長距傳輸標準的產品包括ST25TV與ST25TV-ANDEF兩種。ST25TV為一般的15693電子標籤，ST25TV-ANDEF則可支援數位簽名及增強型NDEF之功能。黃鐙誼特別介紹ST25TV512C/02KC兩款電子標籤產品，ST25TV512C/02KC的特色包括可配置的使用者記憶區塊、數位簽名的克隆保護、長達60年數據保留機制與10萬次的擦除寫入功能，適用於產品身分識別、資產追蹤、消費性市場、遊戲產業

ST的動態電子標籤為ST25D系列，也依ISO 14443、ISO 15693兩大標準區分，ISO 14443標準部分有M24SR，ISO 15693則有M24LR、ST25DV-I2C、ST25DV-PWM等產品。黃鐙誼表示，此產品適用於工業、照明、智慧儀表、消費性、健康照護、物聯網等系統。業者如果以ST25D動態標籤取代EEPROM，使用者就可利用其無線傳輸特色，在電子產品故障時輕鬆取出內部資料。

另外業者也可藉此功能，從外部更改產品的韌體與參數，大幅提升工作效率。ST25D系列中的ST25DVI2C-EVO是增強型動態電子標籤，採ISO15693和NFC Type V非接觸介面標準，有256 Byte的緩衝區作為快速數據傳輸，工作溫度可達-40°C至 +125°C，小於1A的待機功耗，讓此產品擁有超長運作時間，I2C則可強化各種功能，包括寫入時間改善、位址配置、接取優先設定等功能。

至於讀取器，ST針對不同電力瓦數與傳輸距離需求推出對應產品，其中ST25R3916為高效能NFC通用設備與EMVCo讀取器，此產品的低工作電壓與待機模式，可降低設備功耗，並可在高噪環境中穩定運作，通過最新的EMVC0認證，則有助於其智慧支付應用。專為智慧車鑰打造的ST25R3920，可讓駕駛利用智慧型手機控制車鎖，這款產品還可延伸出應用於汽車共享機制的開鎖權限分享，協助系統業者開創多元商業模式。此產品也符合車聯網聯盟(CCC)數位鑰匙標準，即便手機電量過低，其電子開鎖功能仍可正常運作。

除了數據傳輸之外，NFC Forum近年也善用NFC/RFID獨特能量傳輸特色，制定出此技術的無線充電標準。此標準架構分為接收端的Listener(WLC-L)與發射端的Poller (WLC-P)，透過收發兩端的NDEF標準交換數據傳輸電力。目前的傳輸方式包含100mW的Static與0.25 W、0.5 W、0.75 W、1W等四種大功率傳輸等級的Negotiated兩種，由於NFC/RFID的瓦數較低，因此無線充電的應用市場鎖定在隨身耳機、智慧手錶、感測設備與數位設備配件等小型週邊設備，目前ST已推出WLC-Poller與WLC-Listener兩種NFC/RFID無線充電開發板，可協助客戶快速完成產品開發。

提供完善天線設計服務 NFC應用百花齊放

在分享NFC/RFID射頻設計重點的介紹中，意法半導體專案經理李慶嘉則表示，NFC的近距傳輸主要依靠電磁轉換，其運作方式是先讓讀取器產生磁通量，再透過天線將電源與訊號傳送至電子標籤，電子標籤收到來自讀取器的電流後，標籤內的IC會產生動作，緊接著讀取器會將資訊傳送至電子標籤，後者進行解調後再將訊號回饋給讀取器，從而完成能量與資料的傳遞。

NFC的運作方式可分為三種，包括讀取器、卡模擬 與點對點等，這三種模式應用場域雖然各異，其訊號與電能傳輸要求也不同，但都需要高品質傳輸，整體而言，NFC的傳輸品質取決於幾大要素，包括傳輸距離、讀取器電源強度、射頻元件靈敏度、天線尺寸、讀取器與電子標籤天線的相對位置、射頻的阻抗調適設計。

ST投入NFC/RFID研發多年，累積大量的天線設計專業，已針對不同標準與應用場域，設計出最佳化的天線架構。為了協助設備業者快速完成開發，ST也提ST25R3916供了設計工具與驗證的相關專業建議，設計工具方面開發者只需輸入天線的長寬、距離、厚度等參數，就會自動產生電感值，藉此降低天線的設計難度。驗證方面，目前市場上已有專業儀器，ST的專業經驗則可協助工程師以最精準做法提升驗證工作效率。

針對NFC的天線設計六大步驟，李慶嘉說明，其依序是釐清自身產品需求、系統可容納的天線空間、天線設計、天線訊號量測與模擬、電路匹配線路計算模擬， 以及最後的實際驗證和調適。對於不同的NFC應用設計而言，ST提供AN2866、AN5276、AN5240等三個參考設計文件，業者可參考藉此縮短產品開發時程。

進入市場多年的ST NFC/RFID，目前已有多元應用案例，韋僑科技行銷部專案經理陳奇憶以「ST25系列RFID標籤，實現智慧生活」為題，說明如何藉由ST的NFC晶片與服務來開發多款標籤產品。韋僑科技專注於挑戰各種複雜的RFID產業應用，並聚焦RFID Transponder的開發設計、製造與銷售，是少數具備完整RFID中下游產品的供應商，產品包括RFID/NFC感應標籤、電子貼標、感應扣及卡片等，應用涵蓋全球消費性、工業管理、健康照護、車載系統、零售與各種客製化RFID場域。

為滿足市場多元需求，韋僑科技採用符合NFC Forum規範的ST25TV與ST25DV兩種NFC晶片。透過ST25TV設計出貼紙型、及塑膠射出型等多種不同外觀的電子標籤，以因應不同場域需求。例如可束綁在管狀物體外部的束線標籤，就可作為資產追蹤管理之用，ST25DV動態標籤則被設計為Dongle USB隨身碟，隨身碟離開電腦時即會上鎖，插入電腦時，則透過手機上的指紋／face ID等生物辨試功能或密碼輸入加／解鎖，藉此優化資訊安全。

黃鐙誼表示，隨著AI邊緣運算趨勢的加快，電子設備對記憶體的功能需求也愈來愈高，NFC/RFID的無電源近距離傳輸特色，可協助業者開發新功能，賦予產品多元價值，ST長年布局此領域所累積的強大產品與技術能量，未來ST將深耕技術，為客戶提供競逐市場的強大助力。