ST強大技術能量與產品布局 以完整資安設計掌握聯網商機
- 賴品如／台北
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個人電子產品的智慧能力持續升級，NFC成為強化使用體驗的重要技術，在供各類先進功能的同時，資安議題也漸受產業與消費者種是，意法半導體（ST）長期投入創新半導體解決方案，滿足使用者聯網資安需求，近期攜手合作夥伴文曄，舉辦「新世代安全連網設備研討會」，深入探討連網安全、產品設計、無線通訊等熱門議題，並分享ST在 ST25、 STM32、EEPROM、 STSAFE、ST4SIM等產品線的最新進展與解決方案。
ST為全球半導體領導廠商，於全球設有14座生產基地與80餘處業務據點，服務超過20萬客戶。服務範圍包括汽車、工業、消費性電子，以及通訊設備/電腦及週邊設備等四大領域。ST台灣連網安全部門行銷經理黃鐙誼先從「解鎖次世代安全物聯網產品設計」、「連結元宇宙和現實，開啟無限永續可能」兩大議題，剖析近期物聯網的資安與元宇宙當下發展態勢。他指出該公司提供的安全與連網產品相當多元，ST25 NFC、ST4SIM M2M行動通訊、STSAFE系列，以及適用於各種工業和消費應用的EEPROM都是旗下產品。
在物聯網產品開發方面，ST著重產品的可靠度、安全性、成本效益、使用者友善和低功耗等特性。可滿足智慧感測節點、閘道器和接取網路等產品需求。為確保產品安全，需考量機密性、完整性、可用性、真實性及不可否認性等面向，常見技術包括加密、數位簽章、使用者認證及災難復原計畫等。
ST產品眾多，其中NFC/RFID系列解決方案已成為此領域領導品牌，ST25系列NFC產品提供多種讀寫器和標籤，支援多種標準和資料傳輸速率，適用於消費者互動、資產追蹤、門禁管制等應用。NFC標籤應用廣泛，可用於直接存取網頁、應用程式下載、電子保固卡和產品識別等場景。此外，ST推出的STSAFE安全產品，也提供認證、安全連線、儲存等功能，其基於JavaCard作業系統的產品適用於認證和安全儲存，符合TCG 2.0和FIPS140-2標準的STSAFE-TPM系列提供平台完整性、安全開機和韌體升級功能。
在元宇宙領域，ST透過區塊鏈技術和先進的安全解決方案，無縫連接元宇宙與實體世界，並在醫療、教育、工業等多領域推動創新應用。元宇宙應用範疇涵蓋遊戲、醫療、旅遊、零售、會議、教育、建築、運輸、軍事及社交等領域，而元宇宙所需的裝置包含視覺呈現、運算處理和動作感測控制等設備。此外ST 在虛擬資產的安全性也有所著墨，黃鐙誼指出，虛擬資產的唯一所有權確保機制非常重要，ST25TA-ECC晶片可支援區塊鏈，藉由ST25T實現新世代NFC電子簽章證書，確保虛擬資產具備實體世界的憑證或證書。
ST目前已有VR/MR眼鏡的配件整合方案，同時推出新世代智慧眼鏡及智慧戒指，上述產品可利用ST25R和ST25D提供NFC WLC無線充電技術。在新一代金融卡、物聯網服務安全和工業物聯網安全領域，ST也提供了多種創新的產品和解決方案，有助設備業者於提升使用者體驗、保護物聯網應用的安全性滿足現代金融和物聯網市場的需求。
對於物聯網設備的安全連接議題。黃鐙誼強調無論是從感測器到雲端的測量數據，或從雲端到執行端的指令，期不可篡改性和可信來源都相當重要。ST的STSAFE-A技術可內建於設備中，透過認證確保數據完整性和機密性，提升設備的安全連接和資料儲存。另一款產品ST4SIM產品系列是最先進e-SIM解決方案，可提供M2M、工業和物聯網場域，多元的行動網路支援和安全性，由此可見ST在e-SIM領域的創新作為。
完整天線設計工具與安全認證方案 加速設備聯網和車載應用開發
天線設計是提升無線傳輸設備的關鍵，ST 技術專案經理李慶嘉在「ST25天線設計」演講中，詳細介紹涵蓋設計步驟至調校全過程的ST25 NFC標籤與讀取器天線設計流程。他指出NFC標籤天線設計步驟包括選擇ST25DV電容值、確定目標電感、定義天線尺寸、建立±5%誤差測試矩陣，使用者可透過ST設計工具進行模擬，並利用網路分析儀或標準實驗室儀器測試確定最適合的線圈，設計原則必須檢查最後的諧振頻率，以確保選擇正確的電容和電感以符合所需效能。
李慶嘉提到，NFC讀取器的天線設計須考量電感、EMC濾波、匹配串聯電容、匹配並聯電容及Q參數等因素，其中天線電感範圍建議在0.5至2μH間，EMC濾波器截止頻率目標為12 MHz。匹配串聯電容主要用於阻抗匹配及切斷直流通路，匹配並聯電容調整共振頻率至13.56 MHz，Q參數的調整可決定天線電路品質因數，影響場強、資料速率及感應喚醒靈敏度。在設計過程中，建議使用ST25R天線匹配工具，此工具提供模擬匹配電路及評估匹配阻抗功能。
他接著表示，NFC無線充電設計包括發射端和接收端，發射端設計又包含EMC濾波器、匹配網路、靜態電壓分配器、串聯阻尼電阻和NFC線圈天線。接收端則使用ST25處理通訊電路、靜態電壓分配器、電池充電器、整流橋和比較器等 以滿足無線充電接收所需功能。李慶嘉最後表示，天線線圈設計須考量尺寸、圈數、線徑和間距等因素，並在調校過程仔細調整發送及接收兩端之匹配線路，避免微小改變影響整體效能。
近年來智慧車載與IoT成長加速，ST資深行銷工程師陳彥如在「適用於消費、工業，以及車用的STSAFE-TPM解決方案」的介紹中，分享具備強大安全功能並通過高安全認證的STSAFE-TPM。她指出，此系列解決方案應用範圍涵蓋了個人電腦、伺服器、物聯網裝置、電動車充電設備、工廠自動化和網路通訊設備閘道器等領域，提供高安全解決方案，藉此確保裝置安全的驗證、平台完整性、資料機密性和可用性。
STSAFE系列包含優化的STSAFE-A、靈活的STSAFE-J和標準化的STSAFE-TPM，晶片通過EAL5+ 高安全認證，符合嚴格的安全標準。STSAFE-TPM解決方案支援多種通訊介面，並可與STM32 ODE套件無縫整合，提供安全開機、韌體升級和可信賴網路存取等功能，實現高效能和低功耗。在電動車充電領域，STSAFE-TPM提供適用ISO 15118標準與AEC-Q100認證的產品，提供可靠的身分驗證和安全服務，可應用在車輛與充電站之間的身分驗證、訊息儲存與安全的資訊互換，確保充電過程中的資訊安全。為了縮短產品開發時程，ST還提供專用評估工具和軟體，加快市場應用部署。
STM32 MCU 驅動聯網安全與邊緣運算
除了NFC/RFID與聯網安全套件，MCU也是設備聯網的關鍵元件，ST的STM32系列在此領域已居業界領導地位。ST技術行銷經理張世昌在「STM32產品與生態系導覽」演講中提到，STM32產品線及其生態系統，可提供客戶在多元應用領域強大而靈活的支援。STM32系列涵蓋高效能運算到超低功耗應用，應用範圍廣泛，由此可見ST在此市場的創新能力和領導地位。
STM32產品組合包括高效能、超低功耗、無線和主流等多系列MCU。高效能MCU系列如STM32H7家族，效能最高達3224 CoreMark，時脈頻率高達600 MHz，也有採Cortex-M7和Cortex-M4的雙核心架構。STM32MP1系列時脈頻率達1 GHz，採Cortex-A7和Cortex-M4雙核心設計。超低功耗領域，從STM32L0到STM32U5系列，效能範圍75至651 CoreMark，採Cortex-M0+、Cortex-M4和Cortex-M33等核心。無線MCU系列包括STM32WL和STM32WB 和STM32WBA，主要採Cortex-M4, Cortex-M0+及Cortex-M33核心。主流入門款32位元MCU系列涵蓋STM32C0到STM32G0，效能範圍106至142 CoreMark，採Cortex-M0+核心。
2024年，ST已推出新產品線，包括擴展STM32H7單核心更經濟型產品的STM32H7R和H7S系列，以及32位元入門款 STM32C0和超低功耗新成員的STM32U0等新系列，以及具備雙核的STM32MP2 MPU，進一步豐富產品陣容。張世昌表示，STM32優勢不僅體現在硬體產品，其完整生態系統為使用者提供全方位支援。軟體方面提供GUI開發工具、豐富範例程式碼和圖形資源庫；硬體支援包括STM32 Nucleo、探索開發套件和各種評估板。此外，全球FAE團隊、社群網站和技術支援等客戶服務資源，也共同建立強大且活躍的開發者生態系統，可滿足各類型產品開發需求。
STM32的另一重點系列為無線與IoT解決方案。ST技術行銷經理張耀升則指出，ST的MCU和無線解決方案，兼具低功耗、高效能和強大安全性等特色，再搭配旗下完整的生態系統，可因應現代物聯網和邊緣運算趨勢。ST的無線MCU提供STM32WL和STM32WB系列等不同選擇，此系列整合無線電功能，可支援多樣物聯網應用。
張耀升進一步指出，ST無線解決方案涵蓋Sub-1GHz和2.4GHz等頻譜，其長距離通訊和高效電池壽命設計，適用於工業、家庭、城市、計量和資產追蹤等場域。STM32WL則為全球首款單晶片長距離無線MCU，可支援LoRA與多種調變方案。強化無線效能的STM32WBA系列，支援藍牙低功耗5.4、Zigbee、OpenThread和Matter標準，在低功耗和高輸出功率有卓越表現。在安全與法規遵循方面，STM32Trust平台提供了Arm TrustZone技術、安全開機、安全更新、加密硬體和安全除錯等功能，可確保產品符合嚴格安全和效能標準，並遵守RED射頻設備指令和CRA網路韌性法案。
觀察市場趨勢，可發現物聯網與元宇宙正成為驅動未來發展的關鍵技術，安全性、整合性與能源效率將是裝置設計的重點所在，系統與設備業者需要透過完整的硬體、軟體與生態系支援，滿足客戶在新興應用場域的多元需求。展望未來，ST將持續持續創新，提供高整合度與安全可靠的系統方案，協助客戶在激烈競爭中脫穎而出，掌握龐大的設備聯網商機。
