Neuer NFC-Chip deklassiert die Konkurrenz

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Deutlich höhere Sendeleistung und Empfindlichkeit: Mit der „radikal neuen Architektur“ seines NFC-Chips PTX100R will Panthronics aus Österreich etablierte Anbieter wie STMicro, NXP und Infineon überholen. Patentierte DiRAC-Verbindungstechnik, 4- bis 5-mal kleinere Antennen, Split-Stack-Software-Architektur und EMVCo-3.0-Konformität lassen aufhorchen.

80% mehr Ausgangsleistung und 80% bessere Empfindlichkeit gegenüber dem Wettbewerb verspricht Newcomer Panthronics für seinen NFC-Chip PTX100R. Dessen neue Architektur, die präzise Wellenformung, dynamische Leistungsregelung und Hardware-Beschleunigung für das Verarbeiten zeitkritischer Signale auf einem Chip integriert, soll das Entwickeln und Prototyping von kontaktlosen NFC-Applikationen signifikant beschleunigen. POS-Gerätehersteller könnten so von einer schnelleren Zertifizierung und einer kürzeren Markteinführungszeit profitieren. Doch wie soll ein erst 2014 gegründetes Unternehmen die etablierte Konkurrenz derart übertrumpfen können?

Hinter Panthronics stehen erfahrene HF-Experten, von denen viele ihre Sporen über mehrere Dekaden bei etablierten Anbietern wie STMicro, NXP, Infineon oder auch AMS verdient haben. „Unsere Gründer und mehrere unserer leitenden Angestellten haben sichere, gut bezahlte Jobs in marktführenden Unternehmen verlassen, um Panthronics aufzubauen – darunter auch ich“, sagt Mark Dickson, Chief Marketing Officer, mit unverkennbar schottischem Akzent. Bereits seit 2003 lebt und arbeitet er in Graz. Der Ort in der österreichischen Steiermark – 2003 war er Kulturhauptstadt Europas – gilt als Mekka für Kurzstrecken-Funktechniken wie NFC, RFID. Infineon beschäftigt dort rund 700 Mitarbeiter, NXP etwa 800.

Auch Halbleiterhersteller AMS, derzeit hauptsächlich wegen der Übernahmeschlacht um Lichtspezialist Osram in den Medien, hat nahe Graz seine Hauptniederlassung. Dickson ist damals zunächst dem Ruf von AMS gefolgt und hat hier in den Folgejahren Wireless-Lösungen entwickelt. Später war er maßgeblich am Verkauf der Wireless-Sparte von AMS an STMicro beteiligt, und folgte kurz darauf dem Ruf der Franzosen. Aktuell hat Panthronics rund 40 Mitarbeiter, über die Hälfte davon sind Entwickler. Ende nächsten Jahres will das Unternehmen profitabel sein.

Immer höhere Anforderungen an NFC-Reader

Warum verlässt man einen festen Job und steigt in ein junges Unternehmen mit ungewisser Zukunft ein? Auf die Frage folgt in sympatischem Highland-Stakkato: „Die Panthronics-Gründer haben erkannt, dass sich der NFC-Markt anders entwickelt als ursprünglich prognostiziert – und passende Lösungen fehlen werden.“ Den entsprechenden Weitblick hätten sich Panthronics CTO Jakob Jongsma und CEO Dawoodi Kambiz nicht zuletzt durch ihre langjährigen Engagements unter anderem bei Branchengrößen wie Infineon und Texas Instruments (TI) erarbeitet.

Herkömmliche, aus Komponenten von unterschiedlichen Herstellern zusammengesetzte Lösungen könnten die neuen Anforderungen an die sichere kontaktlose Datenübertragung nicht oder nur mit hohem Aufwand erfüllen. Beispielsweise würden mobile POS-Geräte immer kleiner. Der Platz für die Antenne ist dadurch sehr begrenzt und das Metallgehäuse behindert die Ausbreitung von HF-Signalen. Bei Kassenterminals würden verrauschte Displays Störungen in die nahegelegene NFC-Antenne einkoppeln. Laut Dickson entstehen so für Kurzstreckenfunk sehr problematische „noisy“ Umgebungen. Gleichzeitig sei der für kontaktlose Bezahlsysteme bestimmende EMVCo-Standard immer strenger geworden und würde eine deutlich bessere Interoperabilität fordern als früher.

Wireless-Experten entwickeln von Grund auf neue NFC-Architektur

Hier kommt Pathronics ins Spiel: Das 2014 gegründete Unternehmen baute ein Team aus HF-Experten auf – und konnte dabei wohl auch Spezialisten der etablierten Branchengrößen für sich gewinnen. „Dieses Team konnte von Grund auf eine neue, natürlich standardkonforme NFC-Architektur entwickeln, ohne sich an bisherige Ansätze halten zu müssen“, erklärt Dickson. Heraus kam nach seinen Worten eine flexible Lösung, die mit erheblich höherer Empfindlichkeit und wesentlich höherer Ausgangsleistung punktet.

Der PTX100R-Chip nutzt die patentierte DiRAC-Technologie, die einen direkten Anschluss der Antenne an das integrierte analoge Frontend (AFE) des NFC-Chips ermögliche und den Dynamikbereich erweitere. Der Sinus-Ausgangstreiber mache zudem eine externe Beschaltung etwa mit einem EMI-Filter überflüssig, erklärt Dickson. Dadurch könne die Antenne eine Ausgangsleistung von bis zu 3 W abstrahlen. „Mehr als doppelt so viel wie jede andere NFC-Architektur!“

Split-Stack-Software-Architektur soll Entwicklung vereinfachen

Stolz ist man bei Panthronics auch auf die integrierte, nach eigenen Angaben ultrapräzise Wellenformung (Adaptive Waveform Control, AWC) und die dynamische Leistungsregelung (Dynamic Power Control, DPC). Da man die gesamte Signalkette „in der Hand habe“, sei es möglich, diese sehr genau abzustimmen. „Dadurch erreichen wir eine sehr hohe Empfindlichkeit von -80 dB – die Konkurrenz schafft nur die Hälfte“, freut sich der Panthronics-Manager. Mit dem PTX100R-Chip könnten POS-Gerätehersteller die EMVCo-3.0-Konformität für kontaktloses Bezahlen mit einer Antenne von nur 900 mm2 erreichen. „Bei unseren Wettbewerbern ist eine etwa vier- bis fünfmal größere Antennen nötig.“ Insgesamt übertreffe der Chip die Anforderungen des neuen EMVCo 3.0 Standards.

Ein wesentliches Merkmal der eigenen NCF-Architektur sei die Split-Stack-Protokollsoftware, gibt Dickson an. Demnach laufen zeitkritische Vorgänge direkt auf dem PTX100R, während der Host-Prozessor das Abarbeiten des NFC-Stack übernimmt. Panthronics liefert den Chip mit einer anwendungsfertigen EMVCo 3.0 L1-Schnittstelle. Dies soll Entwicklern mehr Flexibilität geben und das Prototyping beschleunigen. Beispielsweise sei das Integrieren eines EMV L2-Stacks von Drittanbietern schnell und einfach möglich. Außerdem ließen sich so weniger leistungsfähige und damit auch günstigere Host-Mikrocontroller einsetzen.

Weniger externe Komponenten nötig

Panthronics lässt seinen NFC-Chip bei TSMC im 40-nm-CMOS-Prozess fertigen. „40 nm ist aktuell der Sweet Spot für derartige Techniken“, sagt Dickson. Da der kompakte NFC-Chip mit weniger externen Komponenten auskomme, hätten Produktdesigner auch bei beengten Platzverhältnissen mehr Spielraum. In Zukunft will der NFC-Spezialist sein Portfolio mit Produkten für weitere Wachstumsmärkt ausbauen, darunter Healthcare, Automotive oder auch Gebäudetechnik. Anfang 2020 soll ein NFC-Charger auf den Markt kommen. „Wir verfolgen einen Plattformansatz. Neben unseren Standardprodukten liefern wir auch ASICs“, sagt Dickson. So könne man seinen Kunden schlüsselfertige Lösungen liefern.

Letzte Frage an den Panthronics-Manager: Woher kommt der für einen Wireless-Spezialisten eher ungewöhnliche Firmenname? „Der Panther ist das Wappentier der Steiermark – und unser Name soll klarmachen, wo wir herkommen.“ Vielleicht aber auch deswegen: Ein Panther kommt selten aus der Deckung. Aber wenn, wird es für den oder die Angegriffenen gefährlich.

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