智能卡IC在存储密度和安全性方面又有新的提高

智能卡IC在存储密度和安全性方面又有新的提高

     在欧洲，由于受到预付电话卡市场饱和以及欧洲3G移动电话发布严重推迟的双重影响，智能卡市场正迅速失去其快速发展的势头，而在上个世纪的最后十年，智能卡的年增长率一直是两位数。
    
     法国Schlumberger公司智能卡业务部总裁Jorgen Rasmussen指出，甚至所谓的多用途智能卡的销售也让人失望，人们本来以为它会大大推动带有更大存储器和更强处理功能的高级卡的发展。
    
     不过，智能卡供应商和向他们提供芯片的半导体公司则在近期举办的智能卡大会上展示了技术方面的新进展。意法半导体公司新推出了一种用于更高密度智能卡的Page Flash存储器，MIPS Technologies公司则展示了一种安全性高并可授权使用的32位内核MIPS32 4KSd，它专门为高安全度智能卡而设计。
    
     此外，欧洲家用计算机的领头羊NEC Computers International表示，为了刺激对安全计算机的需求，他们会把Wave Systems公司的Embassy芯片集成到家用计算机之中。
    
     飞利浦半导体公司高级副总裁兼身份识别业务部总经理Karsten Ottenberg声称，这个市场的大趋势，例如双接口(接触式和非接触式)智能卡的增长和向开放式架构发展的强烈趋势，并没有出现减弱的迹象。“多用途卡的发展的确不象我们当初期望的那样快，”Ottenberg说。业界必须建立一个共同的架构以便“一个智能卡上的应用(程序)可以在每一个消费设备上执行。”
    
     尽管仍处于开发阶段，索尼和飞利浦之间最近的一个研究计划旨在定义近域无线电通信(NFC)技术的一个新的超集，Ottenberg补充说，它是推动这个事业的一个好例子。消费电子界这两大巨头把NFC看成是非接触式智能卡的一个共同接口，能够和两套不同的协议(索尼的Felica和飞利浦的Mifare)进行对话。
    
     除了在目前的GSM移动电话和银行服务市场大力发展之外，智能卡业界还正在家庭娱乐市场上寻找机会。当被问到下一个市场会是什么时，Schlumberger公司的Rasmussen列举了“数字权利管理、家庭娱乐、多媒体应用、带有智能卡安全码的WiFi、3G移动消息发送、电子合法签名以及数字授权”，作为扩展智能卡应用的领域。
    
     “我们正在瞄准多媒体应用，智能卡可以为这类应用带来更高的安全性，”Schlumberger公司微软项目经理Bruno Blanchard解释说。在智能卡大会上，Schlumberger演示了它的.Net Card技术，这是一种智能卡平台，可以让开发人员在基于微软公司Common Language架构的不同类型的多媒体设备和应用之间建立起安全的链接。Schlumberger希望通过提供这种技术和其他软件巨头一起把微软的.Net扩展到基于智能卡的产品之中。
    
     NEC Electronics也看好家庭应用，它宣布了同Wave Systems的伙伴关系，Wave Systems专长于智能卡阅读器用安全电子商务芯片的开发。NEC将成为第一家把Embassy芯片集成于一种智能卡阅读器上的第一家计算机公司，这种智能卡阅读器可以连在家用计算机上。Wave Systems的总裁兼首席执行官Steven Sprague表示，这样形成的高保密计算机将“编码和保护任何二进制文件，”可以提供加密的电子邮件、基于欧盟安全智能卡阅读器规范（即金融用阅读器）的智能卡应用以及安全数字钱包。
    [page]
     “它还可以把密码和识别信息安全地存放在Embassy芯片或智能卡上，”他补充说。尽管配有Embassy的智能卡阅读器起初是通过USB连到计算机上的，但NEC透露他们计划在2003年第一季度把该阅读器集成到键盘之中。
    
     与此同时，在存储器方面，意法半导体(ST)宣称其专有的高性能Page Flash存储器技术将以更高的密度淘汰掉智能卡芯片上的E2PROM芯片。Page Flash的编程速度同标准的闪存一样快，但它可以在几毫秒内擦掉32位的数据字。
    
     ST负责存储器产品的副总裁Maurizio Felici所定义的智能卡三个关键特征是“便携、安全和存储”，他指出，为了推动具有更高存储密度的智能卡的发展，可编程非易失性存储器的发展是不可避免的。
    
     目前智能卡的组成包括一个微控制器、装有操作系统的ROM、面向应用服务的E2PROM、以及加快服务操作的RAM。但是ST淘汰了E2PROM，它把Page Flash和标准闪存同其专有的32位SmartJ微控制器结合在一起。ST在大会上展出的演示芯片集成了ST22处理器、一兆字节的闪存(768K用户闪存程序码、256K的Page Flash代替E2PROM)、128K用户ROM存固定子程序库、以及RAM。该芯片采用0.18微米工艺技术生产。
    
     广泛用于智能卡芯片的E2PROM因其快速编程/擦除性以及可单独改变一个数据字节的能力而显的特别有用。不过，ST相信E2PROM正接近其发展极限，对于采用0.13微米或更细的工艺技术生产的智能卡芯片来说更是如此。
    
     E2PROM编程时所需的高电压(18V)使得“设计能承受18 V的器件越来越困难，”Felici说，因为每一代新技术都减小了制造存储器所用的晶体管的体积。按照Felici的观点，E2PROM对于低密度智能卡仍将有用，但是闪存，特别是标准闪存同Page Flash的结合，“会是高密度智能卡的选择。”
    
     为了让Page Flash的设计“简单”，Felici表示，“我们在工艺技术方面没做任何改变。”因而不需要任何额外成本，标准闪存和Page Flash可以混合在同一块硅片上，而且他声称不需要对现有的闪存生产过程做任何修改。ST计划在明年第一季度让客户对样片进行性能评估。Felici预计，2003年年底将可开始批量生产。
    
     不过，并非所有人都把Page Flash看作更小体积智能卡芯片的最好选择。例如，飞利浦半导体公司的Ottenberg就认为没必要在其新一代芯片上淘汰E2PROM。通过开发一种新的工艺技术，飞利浦已开始生产基于0.18微米的智能卡芯片，它在同一块硅上集成了闪存和E2PROM这两种物理上不同的存储器类型。该公司原先的智能卡芯片是用0.35微米工艺生产的。
    
     不过，不管是ST还是飞利浦都同意未来的智能卡需要新的非易失性存储器。理想的存储器应该比传统的E2PROM功耗低、编程时间短，ST目前在寻求理想存储器时把宝押在FRAM(铁电材料RAM)上，并准备将其用在非接触式智能卡芯片中。ST最近还和Fujitsu公司结成伙伴关系，目的是开发业界第一种使用FRAM和ROM的非接触式智能卡芯片，不采用任何标准RAM。
    
     把1.5K字节的FRAM和ST的基于8位微控制器的ST19智能卡平台集成在一起，再加上片内的加密图算法库，Felici说，两家联合开发的基于FRAM的智能卡芯片“从现在算起一年左右”就可上市。
    
     Felici承认基于FRAM的智能卡芯片要比目前基于E2PROM的芯片贵得多，但他争辩说：速度提高十倍、功耗不到原来的1/10“就能够证明它的市场价值。”
    
     与此同时，飞利浦的Ottenberg强调飞利浦在寻找E2PROM的替代品时，倾向于磁RAM (MRAM)而不是FRAM。飞利浦的研究室已经对MRAM和FRAM进行了研究，但是“我们对摩托罗拉提出的MRAM技术抱有很高期望”。Ottenberg说，ST、摩托罗拉和飞利浦在法国的Crolles联合开展了半导体研究项目。