【開(kāi)發(fā)故事】席卷日本的非接觸IC卡，開(kāi)發(fā)源于“快遞”需求（一）

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　　“嗶嗶”、“唰”……

　　刷IC卡過(guò)檢票口或者用IC卡支付。JR集團(tuán)的“Suica”、“ICOCA”和東京圈23家鐵路運(yùn)營(yíng)商、31家巴士運(yùn)營(yíng)商聯(lián)合導(dǎo)入的 “PASMO”、BitWallet經(jīng)營(yíng)的“Edy”和能夠在7-11連鎖店使用的“nanaco”。如今，應(yīng)用于電子車票和電子貨幣的非接觸IC卡已經(jīng)成了日常生活中的一部分。

　　在這些卡片里，安裝著基于索尼非接觸IC卡技術(shù)“FeliCa”的IC芯片。截止目前，全球的FeliCa芯片供應(yīng)量已經(jīng)超過(guò)了2億個(gè)。

　　這些IC芯片與卡片上形成的天線連通，能夠與讀卡器進(jìn)行無(wú)線數(shù)據(jù)交換。從卡接近讀卡器到完成認(rèn)證和數(shù)據(jù)讀寫(xiě)只需0.1秒。支付電子貨幣和月票刷卡都能在這樣短暫的時(shí)間內(nèi)完成。因?yàn)榭ㄆ軌虬炎x卡器發(fā)出的電波轉(zhuǎn)換為電力，所以IC卡本身無(wú)需電池，不用擔(dān)心電源問(wèn)題。

　　FeliCa的開(kāi)發(fā)始于20年前的1987年。和大多數(shù)改變世界的發(fā)明一樣，其最初設(shè)想的用途與現(xiàn)在大相徑庭。

    從快遞的配送管理起步

　　“有事商量”。1987年底的一天。任職于神奈川縣厚木市索尼信息處理研究所的伊賀章迎來(lái)了公司銷售負(fù)責(zé)人。

　　“一家大型快遞公司來(lái)詢問(wèn)有沒(méi)有自動(dòng)分揀包裹目的地的好辦法?！?

　　伊賀聽(tīng)了不禁為之一振。

　　“嗯，有意思。我去找這家快遞公司談?wù)劙?。?

　　當(dāng)時(shí)，索尼的銷售人員頻繁出入研究所，向研究人員直接傳達(dá)客戶要求。FeliCa的開(kāi)發(fā)也要?dú)w功于索尼的這種企業(yè)文化。

　　自從1973年進(jìn)入索尼以來(lái)，伊賀一直任職于研究所。入社伊始，伊賀曾經(jīng)參與過(guò)音樂(lè)播放器用PCM（脈沖編碼調(diào)制）的技術(shù)開(kāi)發(fā)，開(kāi)發(fā)出了日后應(yīng)用于 CD和DAT的魯棒性糾錯(cuò)技術(shù)。之后又挑戰(zhàn)消費(fèi)類GPS接收器的開(kāi)發(fā)并成功地實(shí)現(xiàn)了投產(chǎn)。結(jié)束GPS接收器開(kāi)發(fā)后，伊賀正在找尋下一個(gè)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目。就在此時(shí)，銷售人員提到了上面的需求。伊賀不久便來(lái)到了快遞公司。 

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領(lǐng)導(dǎo)“FeliCa”開(kāi)發(fā)的伊賀章。現(xiàn)任索尼高級(jí)主管SVP，信息技術(shù)研究所所長(zhǎng)。（拍攝：山西 英二） 

　　在分揀現(xiàn)場(chǎng)，工作人員首先要閱讀包裹單上的地址，在包裹箱上寫(xiě)上數(shù)字。然后，另一位工作人員再利用攝像頭識(shí)別傳送帶送來(lái)的包裹箱上的數(shù)字，按下不同按鈕以區(qū)分配送地點(diǎn)。

　　“這樣很容易按錯(cuò)按鈕，造成誤配送。如果能給包裹分配固定的ID，無(wú)線發(fā)送ID，那么配送就能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化”。這就是現(xiàn)在無(wú)線標(biāo)簽的思路。伊賀的腦海中浮現(xiàn)出的是內(nèi)置驅(qū)動(dòng)電池的卡片式無(wú)線標(biāo)簽。

    反射電波即可

　　伊賀用1周時(shí)間對(duì)無(wú)線標(biāo)簽內(nèi)置IC卡的性能參數(shù)進(jìn)行了細(xì)致分析。包裹上粘貼的IC卡在傳送帶上以20m/秒高速前進(jìn)。讀卡器必須在1～2米的距離瞬間讀取標(biāo)簽輸出的信號(hào)。

　　擴(kuò)大發(fā)送距離的最佳方式是使用頻率為2.4GHz的準(zhǔn)微波。但是，使卡片自身輸出電波必須有相應(yīng)的電力供應(yīng)?？紤]到卡片內(nèi)嵌電池的尺寸，令卡片自身發(fā)射電波并不現(xiàn)實(shí)。于是，伊賀想到了由讀卡器發(fā)射電波、卡片進(jìn)行反射的方法。這種方法只要調(diào)制反射波，傳輸代表包裹ID的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，就能夠逐個(gè)辨別包裹。但問(wèn)題在于反射波的調(diào)制機(jī)理。

　　這正好是伊賀可以大顯身手之處。伊賀很快找到了一個(gè)非常絕妙的辦法：把卡片上安裝的天線連接FET。在天線接收電波的狀態(tài)下，當(dāng)FET開(kāi)啟時(shí)，天線能夠發(fā)揮共振器的作用，反射電波。FET關(guān)閉時(shí)則不產(chǎn)生反射波。也就是說(shuō)，利用FET可以調(diào)制反射波的振幅。 

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圖：伊賀為實(shí)現(xiàn)無(wú)線標(biāo)簽和IC卡發(fā)明了使用FET的反射型發(fā)送裝置。通信采用接收方（讀卡器）發(fā)射電磁波，發(fā)送方進(jìn)行反射的方式。發(fā)送方通過(guò)改變天線的阻抗，控制對(duì)電磁波的反射和吸收，讀卡器則通過(guò)讀取反射波的強(qiáng)弱重組信號(hào)。在過(guò)去，改變天線阻抗需要使用二極管。但這種方式的功耗大，無(wú)法應(yīng)用于 IC卡。為此，伊賀想出了利用天線連接的FET的開(kāi)閉控制阻抗的方法。由于信號(hào)輸入時(shí)基本沒(méi)有電流，因此可以應(yīng)用于IC卡等用途。

　　這樣幾乎沒(méi)有功耗。而且，F(xiàn)ET可以集成在CMOS邏輯電路中，從而縮小電路整體規(guī)模。由于卡片自身不發(fā)射電波，因此也無(wú)需無(wú)線電站的設(shè)置申請(qǐng)。簡(jiǎn)直是無(wú)線IC卡的理想技術(shù)。

　　開(kāi)發(fā)啟動(dòng)不久后的1988年1月，伊賀以及下屬大芝克幸為這項(xiàng)日后構(gòu)建起FeliCa無(wú)線技術(shù)根基的技術(shù)申請(qǐng)了專利。專利號(hào)為2705076號(hào)。伊賀隨即投入了IC芯片的試制之中。（未完待續(xù)，記者：淺川 直輝）