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中成卫星:自主创新的双界面卡制造及应用

来源:RFID中国网      2010/6/25 21:22:46

    双界面卡上世纪面试以来长期都是一个橱窗精品,可望不可及,大家知道有这么一个东西,但是哪里在应用,哪里在生产?好像只能在橱窗里可以看到。它优良的性能、高难度的制卡工艺,加上高昂的价格,在今天核心技术双界面CPU的模块设计和制造都已经有了不少国产化的品牌,比如说握奇,刚才讲课的,握奇其实在很早的时候就已经搞了双界面。我们也针对双界面卡的市场需求和功能定位,可能各位也会注意到,在这次展览会上很多都会看到双界面,很新的包括SIM卡的双界面都有了,那就说明这个市场已经是成熟了,已经是存在了。

    我们针对需求和功能定位,在北京市嵌入式系统重点实验室的努力下共同开发了DI301的双界面芯片,采用的工艺是具有自有知识产权的自主研发的SF33算法,也符合7816标准,也符合143TOP1标准,实现了高安全性大容量化快速非接触数据交换,兼容已经成熟的读写设备,为我国的应用市场做出了应有的贡献。

    其实双界面卡的应用是一回事,制作是一回事。现在的说法通常有几个,我们都说双界面卡,其实很多概念上在新兴的行业当中还是有很多有创造性的名称,对于我们的生产和应用来说还是需要搞清楚的。接触智能卡系统和非接触系统是一种物理的组合,比如说低频和高频的,接触的和非接触的是两个芯片,两个产品,承压或者复合在一个卡片上,或者是两个相互独立的。另外一种接触式智能卡系统和非接触式智能卡系统彼此的操作都是独立的,没有任何关联。但是内部存储空间还是有的,这是比较少数的,最多的还是第一种。最后一种是真正的一种双界面卡,也就是两个界面或者两个接口共用一个CPU,这样一个卡片或者一个载体,也许这个载体我们也不停留在卡片的概念上,就是一个载体,一个芯片,一个CPU卡。这样一个所谓真正的双界面卡片,遗憾那些复合卡实际上有它的用途,不是说在这里说这个问题就把它一棍子打死,实际上有很多要求远程和近程的各种产品都逐渐的衍生出来了,而真正的双界面卡是它有独特的应用领域、范围和功能。双界面卡的构成是基于一个单芯片的,集接触式和非接触式为一体的智能卡,这两个接口是一个处理器。操作系统存在着同样的东西,卡片是采用无缘的,尤其是非接触的,现在用的ISO1443,很熟悉这个行业的人都很喜欢用S450来说话,因为我们讲ISO标准的话就讲这个。

    双界面卡的技术,目前各种的设计潮流都是以嵌入式系统的开发和应用为主的,CPU是一个嵌入式系统的心脏,以前在制作过程当中的线性工艺很多的都受当时技术的限制,而CPU是整个系统软件一个最核心的部分,具有很高的数据处理能力、计算能力和存储量,而且非常安全。双界面卡的应用系统主要是一些卡的电源供给,因为双界面卡的IC卡电源供给不是很困难的问题,它是一个通过读写器的接触直接接触供电,而难的是非接触的供电,所以这也是一个设计中的难点,而且这个供电不稳定,因为这个卡的位置不稳定,它是非接触的,用户不可能按照你的规范或者放在哪个角度,放在哪个高度,因为这里面在供电上是一个比较大的难点。双向认证接口也都是加密、返回、卡对卡的认证,其实这些各家公司都有各家公司的特点,目前双界面卡大唐微电子、复旦微电子盖有上海华虹都出了各自的产品,也就说明都是按照市场需求在各自快马加鞭。实际上双界面卡出来那么多的芯片厂商设计,精美的设计或者周密的设计都会面临着后面的问题,怎么样把双界面卡的应用拿到我们每个用户的手中,那就要把它做成一个双界面卡。做双界面卡绝对不是想象中的,把接触卡和非接触卡的两个工艺简单的来做。因为阻碍这个的发展,实际上它的工艺难度远远的超过了以前的非接触卡,因为非接触卡在中国真正的推广和发展也应该是上世纪98年以后非接触卡比较多的发展,我讲的非接触卡不是低频的卡,而是讲的当时用的还没有确认的,要回到当时就是飞利浦的卡,这些都是非接触的方式。在98年、99年开始逐渐应用和推广。也许大家不太相信,当时一张非接触卡的价格是人民币300元一张。

    封装双界面卡就是通过模具注塑,开辟比较细的模具间隙,按照7816的标准,0.82的水平来做。要有注塑机,要有精良的模具,最难的就是把模具和天线进行定位,怎么样定准了很重要,当注塑的东西冲进去不会被移位或者破坏,而且还有很高的温度。原来芯片的连接都是很精密的东西,当把高温的注入进去以后,会不会将原有的焊但脱焊等等。还有就是成压,非接触的天线,就是以传统的制卡来说,标准的结构就是0.1毫米直径的漆包线铜丝,绕成品率要求以后,两个触点跟模块连接,连接以后嵌入在一个开槽的窗口里边,形成一个非接触卡的中间层,很遗憾,到今天为止没有一个很好的中文翻译方法,就是铜线连接模块的方式,这个是专门制作于PVC卡的。做双界面卡就是在IC模块所固定的位置上,开一个锡槽,这是标准的IC模块槽,再加上两个点的非接触槽,这个难度就是要在0.1毫米直径的线上再隔开三分之一的漆包线深度,留出可焊接、可连接的铜线,再与非接触的触点连接。问题在哪里呢?在成压的时候PVC和天线经过压力加温,这个线不是在老的地方,会上下左右移动,因为PVC材料在加热冷却的时候会也大约2%的收缩,这个线还会移动。在这样的状态下洗两个非常小的孔,深度要达到0.1毫米,就是头发丝的一半那样的深度,把非接触与借助相连接,用什么连接?一般用导电胶,导电胶怎么样使它的寿命保持的长一点?因为比较昂贵。

    另外还有抗扭弯和抗弯折,必须有这个实验,这个卡做出来,IC卡是可以的,但是由于弯折实验在实际应用当中非接触触点脱开了,所以这是很头疼的问题。由于工艺和导电胶的问题,一些卡片、天线和触点的连接不稳定,经常会在测试或者使用一段时间以后不能正常工作,不能正常工作的比例是造成非接触的故障最多的事情,接触的还可以,但是非接触的地方就不能工作。因为本身就是两个界面工作,不能实施的话这等于也是没有达到最终的用户目的。

    双界面的优势我不想多讲,包括一卡多用,高安全性,符合那么多的加密算法,良好的兼容性。正因为有那么多的优势,所以大家才会用它,也许对于优势的阐述我们下面的专家和同行比我更清楚。我主要讲一讲双界面卡的生产问题,刚才已经讲到了问题,上世纪末,金卡工程期间,实际上就是刚才的握奇公司,那是99年宣布双界面卡的工艺,我们台下的听众全都在鼓掌,欢呼雀跃有那么好的东西,当时信产部的司长很有兴趣,就讲台下哪位能做双界面卡?当时台下顿时没有一点声音,大家面面相觑,因为谁也做不出来,这是99年当时的环境。到今天为止,我还没有听到哪家公司规模化、量产化、较高成品率的生产出来,制造技术都是很简单的,只有我们想在这方面有所突破和克服。

    在今天无论是CPU技术还是制卡工艺都有进步,加上异军突起的射频识别RFID技术,双界面卡的优势和优越的功能,以及更大的领域,已经重新引起了更多的关注,比如说移动支付,SIM卡的应用,还有包括我们前面一些应用的介绍都是有双界面卡的需求。市场上的门槛也逐渐在消融,CPU卡的内存还有它的功能不再止步于当时的情况,现在超过128K也是轻而易举的事情。制作工艺也出现了一些进展,因为以前的双界面卡是严格按照PVC卡的工艺,而现在有了RFID的工艺,它的天线印刷、石刻、电镀等等,材料有铝和铜等等各种材料,我们称为硬达膜,另外由于硬达膜里面的天线宽的多,就给加工提供了新的趋势。我们现在在应用新的双界面卡已经应用在军民学同共建工程,实现了一卡多用,身份识别、小额支付、健康档案等等,还有其他的一些收费或者金融交易,而且银行卡都非常关注这样的情况。

    在探索、开发、制作双界面卡成功之路上,我们一定会坚持不懈,我们尊重传统,摒弃落后,将以崭新的工艺使双界面卡不再是一个橱窗里的展览品,谢谢各位!

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