몬트리올 지하철 티켓을 작동시키는 작은 칩 내부
NFC 기술 개요
- 몬트리올 지하철 티켓은 NFC(Near-Field Communication) 기술을 사용함.
- NFC 리더기(개찰구)와 NFC 태그(티켓)가 짧은 거리에서 자기장을 통해 데이터를 교환함.
- 리더기는 자기장을 생성하여 태그에 전력을 공급하고 데이터를 전송함.
티켓의 구조
- 티켓은 종이로 만들어졌지만 내부에는 얇은 플라스틱 시트와 금속 호일로 된 안테나가 있음.
- NFC 칩은 매우 작고 얇아서 티켓 내부에서 느낄 수 없을 정도임.
칩의 기능
- MIFARE Ultralight EV1 칩은 저비용의 일회용 티켓용으로 설계됨.
- 칩은 작은 EEPROM에 데이터를 저장하며, 기본적으로 리더기에 데이터를 제공하는 역할을 함.
- 칩에는 고유한 7바이트 식별 코드(UID)가 있으며, 메모리 접근을 비밀번호로 보호할 수 있음.
칩의 사진 촬영 과정
- 칩을 티켓에서 분리하고 실리콘 다이만 남기기 위해 여러 단계를 거침.
- 칩의 표면을 보호하는 층을 제거하여 내부 구조를 관찰함.
칩의 구조
- 칩의 대부분은 디지털 논리 회로로 구성되어 있으며, EEPROM과 전압을 높이는 충전 펌프 회로가 포함됨.
- 안테나 신호를 디지털 데이터로 변환하는 아날로그 회로도 포함됨.
데이터 전송 방식
- 태그는 안테나를 통해 신호를 전송하는 대신, 부하 변조(load modulation)라는 기법을 사용하여 데이터를 리더기로 전송함.
- 리더기는 안테나의 전압 변화를 감지하여 데이터를 추출함.
칩의 제조 공정
- 칩은 180nm 공정으로 제조되었으며, 이는 최신 반도체 공정에 비해 구식임.
- 저비용 시장을 목표로 하여 비용을 최소화하기 위해 구식 공정을 사용함.
표준 셀 논리
- 칩의 디지털 회로는 표준 셀 논리로 구현됨.
- 표준 셀 논리는 자동화 도구를 사용하여 칩 레이아웃을 생성하는 방식임.
EEPROM
- 칩은 데이터를 EEPROM에 저장하며, 고전압을 생성하는 충전 펌프 회로가 포함됨.
결론
- 이러한 NFC 칩은 매우 저렴하게 제조되어 일회용으로 사용될 수 있음.
- 칩은 웨이퍼 단위로 판매되며, 티켓 제조업체는 칩을 안테나 시트에 장착하고 티켓을 인쇄함.
GN⁺의 의견
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NFC 기술의 장점: NFC 기술은 빠르고 편리한 데이터 전송을 가능하게 하며, 다양한 응용 분야에서 사용될 수 있음.
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보안 문제: MIFARE Ultralight 칩은 보안이 약해, 고급 응용 프로그램에는 적합하지 않음. 더 높은 보안이 필요한 경우 DESFire와 같은 칩을 사용하는 것이 좋음.
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제조 비용: 저비용으로 대량 생산이 가능하여 일회용 티켓과 같은 응용 분야에 적합함.
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기술 발전: 최신 반도체 공정과 비교하면 구식이지만, 저비용 시장에서는 여전히 유용함.
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응용 가능성: NFC 기술은 교통, 결제, 접근 제어 등 다양한 분야에서 활용될 수 있음.