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大唐微电子:“芯”系安全 创新应用

——本文刊登在《中国电子报》2013年12月10日第5版智能卡特刊

本报记者    万林

        智能卡市场一直是推动中国IC产业发展的重要领域,随着国家对信息安全、户籍制度、医疗制度等领域的信息化提出新的举措,智能卡市场又将迎来新一轮快速成长,应用领域将进一步扩大。目前,电信、金融、医疗、移动支付、身份识别等都是智能卡快速渗透的行业。在此过程中,国内芯片设计企业如能“以芯片为核心,在立足通信、政府与企业应用等传统领域的同时,面向以银行卡产业升级为代表的金融与安全领域,提供综合性解决方案”必将获得新的发展契机。


从通信智能卡到金融IC卡 国产IC设计实现跨越
大唐微电子首创的OTA业务推动了移动增值业务的发展。 
        中国IC企业的成长在很大程度上受益于智能卡的带动。我国的智能卡市场从上世纪九十代初起步,至今已经过十多年的发展,应用领域以电信SIM卡为开端,先后抓住第二代身份证、社会保障卡、金融IC卡等重大市场机遇,并向税务、交通、建设及公用事业、卫生、石油石化、组织机构代码管理等多个领域辐射,成为信息技术推动社会和经济发展的重要应用。在此过程中,大唐微电子、华虹设计、华大电子、上海复旦等一批本土企业迅速成长,同时又以技术创新为手段,大大推动了相关行业的发展。
        作为我国智能卡产业的代表企业,大唐微电子在这十年中的市场经历,就是我国智能卡市场发展的一个缩影。“从大唐微电子的发展历程来看,主要经历了电信智能卡、二代身份证、社保卡三大阶段,在获得企业发展的同时,也带动我国智能卡实现了跨越式发展。”大唐电信副总裁、大唐微电子公司总经理王鹏飞说。
        在电信智能卡方面,我国移动通信发展初期移动通信智能卡市场被国外企业所垄断,移动通信智能卡功能少、容量小,但是价格高、附加值低,造成运营商的采购及创新成本过高,限制了移动通信智能卡的发展。随着大唐微电子为代表的一批国内智能卡厂商逐渐崛起,各厂商都开始以技术创新为手段来实现市场发展。经过几年的竞争,国内企业已占据了移动通信智能卡市场的领先地位。大唐微电子首创的OTA业务,基于STK技术的移动通信增值业务空中下载系统,帮助运营商实现了业务的更新和下载,并能在后台实现数据统计和分析,极大推动了移动增值业务的发展。
        同时,大唐微电子也是中国第二代居民身份证芯片设计与模块供应的主要厂家,积极为政府提供安全可靠的身份证芯片,自主研发了“DMT-CTLS”系列芯片,并以之为基础形成了完整的安全芯片解决方案,为民生保障、信息安全、特种安全等行业提供支撑。
        在金融社保卡市场领域,大唐微电子坚持以芯片安全技术为核心,并为客户提供全方位的金融行业整体解决方案。大唐金融社保卡安全芯片的高可靠性在用户的使用过程中得到了验证,并在2012年底获得了工业和信息化部颁发的“中国芯”最佳市场表现奖,大唐微电子也成为社保芯片模块的主流供应商之一。
        目前为止,在社保领域,大唐微电子加载金融功能的社保芯片相继已经在山东、江苏、安徽、广东、山西、北京、河北、陕西、江西、吉林等二十几个省市推广应用,累计供货上亿只,有力地支撑了整个金融社保卡的发行工作。在第二代居民身份证领域,每四人中就有一人的身份证芯片是大唐微电子提供的。在移动通信SIM卡领域,每五个用户中就有一人使用大唐的芯片。


自主核心技术 保障信息安全
大唐微电子一款安全芯片产品于2013年初获得了国际EMVCo认证证书
         大唐微电子等一批中国IC设计企业之所以能在智能卡市场披荆斩棘、取得跨越式发展,得益于多年来积累形成的一系列以信息安全为核心的专利技术。随着信息化的飞速发展,信息安全受到了广泛重视,作为诸多关系国计民生信息载体的智能卡,对安全性的要求也越来越高。面对严峻的信息安全形势,如何保证信息的高安全性也成为了社会对智能卡行业新的要求。
        王鹏飞表示:“大唐微电子多年来一直专注于智能卡安全芯片的设计研发,承担着保障国家信息安全的责任。面对新的机遇与挑战,我们将不断加强芯片安全技术,提高自主芯片产品的安全性能,让国家信息化发展的成果更深一步的惠及广大人民群众。大唐微电子一直坚持以芯片安全技术为发展核心。在芯片安全领域,我们是国内最早从事芯片安全技术研究的企业之一,很早就对国际最权威最先进的芯片安全技术进行跟踪和研究,现在芯片安全技术的积累基本上可以与国际同步,并有一款产品于2013年初获得了国际EMVCo认证证书,这表明大唐微电子在国内芯片攻击安全防护技术方面处于领先地位。截至目前,大唐微电子共向国家知识产权局申请专利逾200项,其中已授权专利近130项,有一项发明获得世界知识产权组织和国家知识产权局颁发的专利金奖,两项获得信息产业部重大技术发明奖,是国内拥有专利数量较多,创新能力一流的集成电路设计企业。”
        采访中记者了解到,智能卡的安全保障涉及方方面面,从硬件来说是芯片安全,从软件来说是芯片操作系统COS的安全。大唐微电子在这些方面有着诸多核心技术。在安全芯片技术上,目前已知的针对芯片的攻击手段多达31种,针对这些攻击手段,大唐微电子开展了多项的芯片防护技术研发,极大提升了芯片的安全防护能力。典型防护措施包括:采取对关键信号线进行特殊处理等措施,防止物理探测并提高对芯片测试态的保护;利用真随机数发生器,随机处理来加大幅值噪声水平,随时处理中断引入的时间噪声和不同的时钟频率;加入各种传感器,包括电压检测器,频率检测器,温度检测器,光检测器等,如果传感器监测到环境参数的临界值,就会触发告警;对存储器和总线系统进行加密处理等。
        在CPU技术上,大唐微电子拥有自主知识产权的8位、16位、32位多种CPU芯片技术,分别基于DMT51S、DMT251、DMT32S内核设计,并形成系列化产品,广泛应用于电信、社保、金融、二代身份证、USBKey、SOC等市场领域。
        在非接触射频技术上,大唐微电子自主研发设计了基于13.56M频率的非接触射频CPU芯片和逻辑加密芯片,遵循ISO/IEC14443 TypeA/B标准,拥有多项非接触射频核心技术,具有芯片容量大、安全性高、功耗低、兼容性好、稳定性强等特点。同时,大唐微电子还在900M、2.4G非接触射频领域积极进行研究和探索,形成了基于900M和2.4G的产品及解决方案。
        在操作系统OS技术上,芯片操作系统(COS)依据技术平台不同,可分为NATIVE、JAVA和国内自主知识产权的银联N3 PlatForm等多种平台架构模式。大唐微电子拥有支持不同平台不同应用的多个COS系统,可支持多应用管理,并能结合高安全性的软件防火墙隔离技术实现“一芯多用”。大唐微电子的COS技术完全自主设计开发,具有安全性高、应用方便、可扩展性好等特点。


聚焦4大市场 推进智能卡安全芯片快速成长
着力发展面向芯片设计、产品创新和方案集成三方面的核心竞争力
        随着社会信息化程度的不断提高,身份证、银行卡、社保卡、健康卡、校园卡、居住证、积分卡、员工工作证,以及各种代表不同群体身份、实现不同功能的证卡等进入日常生活,人们对智能卡的认识和接受程度日益提高,由此也使得中国的智能卡市场处于一个全新的、快速发展的时期。
        对此,王鹏飞表示:“随着技术的发展,智能卡已经广泛地应用到电信、金融、医疗、移动支付、身份识别等领域。在十八届三中全会发布的《中共中央关于全面深化改革若干重大问题的决定》中对国家安全、户籍制度、医疗制度等诸多领域都提出了新的改革思路,而这又将为智能卡行业带来新的发展契机。大唐微电子将以持续强化终端芯片和智能卡安全芯片设计与业务能力为核心,着力发展面向芯片设计、产品创新和方案集成三方面的核心竞争力,同时将聚焦4大市场,推进智能卡安全芯片的快速增长。”
        未来一段时间中国智能卡存在4个极具成长性的市场空间。首先是金融社保卡。2011年7月,人力资源与社会保障部和央行联合发布了《关于社会保障卡加载金融功能的通知》,明确要求从2013年起开始全面推广金融社保卡,所有地区新发卡均需采用单一芯片卡。预测2013年底全国社保卡发卡量将达到4.8亿张,2014、2015年社保卡增量发卡量为每年1.5亿张以上。从目前市场发卡情况来看,金融社保卡市场未来二年高速增长较为确定。
        其次是移动支付商机。随着去年年底中国人民银行推出国内移动支付标准,国内移动支付市场已全面启动。今年年初,中国移动、中国联通和中国电信积极同国内各商业银行合作,均已推出各自的NFC手机支付业务。2013 年是中国推进移动支付的开端,会带来产业链全面启动和繁荣,未来五年国内移动支付用户数将达到6 亿,由此可见,国内移动支付市场潜力巨大。
        再次是金融IC卡。央行要求金融机构2013年新增金融IC卡占所有新增发卡量比重要达到30%,而根据最新的统计信息,2013年累计金融IC卡发卡量已达到3.4亿张,国内金融IC卡市场前景巨大,已进入EMV迁移高峰期。
        最后是居民健康卡。健康卡业务主要由国家卫计委推动,一方面在功能上结合电子病历、健康档案、跨机构医疗、新农合、区域医疗卫生互联互通等市场需求,将在一定时期内发挥积极意义。另一方面,健康卡可采用非接触式/双界面两种产品形态,不排斥公共事业应用,并且双界面产品也是智能卡市场未来发展的趋势。因此,健康卡产品在行业应用上的丰富性,也许会为市场带来更大发展的机遇。
        结合上述发展机遇,成为行业整体解决方案提供商是大唐微电子近年发展的重要工作目标。为适应整个智能卡行业的飞速发展,大唐微电子通过对技术、产品性能、质量本身的综合提高,实现从单一产品提供商向整体解决方案提供商的转型目标。公司围绕芯片设计安全技术、制造工艺、产品设计、安全防范、检测认证、配套环境体系等方面,推进产业体系建设和提升。