史上最完整的分析，预演一场苹果和谷歌的无线芯片撕逼之战

■    椭圆曲线演算非首例

苹果并非是第一个采行椭圆加密演算的业者，2003年大陆提出其国家Wi-Fi加密标准WAPI(WLAN Authentication and Privacy Infrastructure)，该标准在对称密码系统上采SM4(由大陆中科院吕述望教授提出，原称SMS4，2012年改名为SM4)演算，在非对称密码系统上采ECC演算。

2003年大陆向国际标准机构提交WAPI，期望申请为国际标准，但ISO于2004年通过IEEE 802.11i标准，此标准在对称方面采AES演算，非对称方面采RSA演算，并在2006年退回大陆的WAPI提案，2009年再次提交，但2011年大陆自行撤回，ISO也随即撤销WAPI相关审议。


■    苹果高标要求非首例

对消费性电子应用采非对称密码系统及Cureve25519演算，似有小题大作之感，但高标要求非首例，2010年4月苹果提出其移动广告平台iAd，同年8月华尔街日报报导香奈儿(Chanel)退出该平台，之后10月Business Insider也报导爱迪达(Adidas)对苹果的广告审核过严感到不满因而取消广告计划。


■    部分芯片商决议改进芯片

目前通过苹果HomeKit认可的芯片主要为德州仪器(TI)、博通(Broadcom)、Marvell，对于运算过久导致遥控反应缓慢，博通与Marvell已表示将推出新的无线通讯芯片加以因应，有可能加速现有处理器的运算速度(Marvell现行芯片已采用Cortex-M3)，或可能加入硬体加速演算电路，若为后者可进一步减少电力损耗。

HomeKit伙伴博通、Marvell将因应推出加速版芯片
 

推敲Weave的无线通讯芯片要求

相对于苹果的HAP协定，Google提出的是Weave协定，若Weave协定与原有的Nest Weave相容，或与Thread技术相近，则可推敲出其芯片的安全需求，如前述，Nest Weave可使用IEEE 802.15.4及IEEE 802.11，而Thread仅可使用IEEE 802.15.4。

无论使用802.15.4或802.11，原有加密标准均为对称式密码系统，并使用128位元AES演算法，部分芯片业者甚至提供更高规的256位元AES加密演算，或以选用方式提供超标功能。

因此，最差状况为"Weave采行与Thread相同的要求"，如此对系统硬体商而言也必须更动设计，必须加入具有802.15.4无线射频芯片，甚至追加设置天线(如果使用的频段不是2.4GHz，而是915MHz或868MHz时)，而相关运算与韧体程式，可由原有系统的主控芯片负担。

虽由主控芯片负担，但一般而言不会产生如HomeKit支援开发时的状况，即不会过于耗电或产品反应效率明显拖慢，理由在于，无论ZigBee、Thread等以802.15.4标准为基础的网路协定，特别是ZigBee，仅以8位元微控制器的运算效能便可以实现，硬体需求度相当低，现行主控芯片多有余裕可因应，而Thread也相当强调省电特性。

若要追加芯片，则现有诸多芯片商均有提供802.15.4标准的无线射频芯片，如恩智浦(NXP)、德州仪器、Silicon Labs、飞思卡尔(Freescale，已由恩智浦购并)、Marvell、Microchip、GreenPeak等，不胜枚举。

相反的，Weave支援的最佳的状况为"现有Wi-Fi即可执行传递"，如此终端消费者有机会自行更新Wi-Fi路由器的韧体以获得Weave协定功能，不需重购路由器。


无线芯片企盼明确整合方向

在苹果未提出HomeKit、Google未提出Weave前，无线通讯芯片即已吹起整合、复合(combo)发展趋势，例如将Wi-Fi的无线射频芯片(Physical；PHY、Radio Frequency；RF)与Wi-Fi的基频芯片(MAC/BB)合一，形成系统单芯片，蓝牙也有类似的趋势，或将Wi-Fi与蓝牙整合成单一芯片，或加入调频调协器(FM tuner)、近场通讯(Near Field Communication；NFC)控制器等。

但芯片商提出的多功能整合，一方面运用摩尔定律的电路微缩精进，有更多的电路面积可发挥运用，另一方面多由芯片商推猜系统商可能的需求与应用情境，以决定新加入、整合的功能。

然而实际上，系统商因芯片商停供旧芯片，新芯片的价格、功耗、体积与旧芯片相仿，但内建更多功能，例如同时具备古典蓝牙(Bluetooth Classic)与低能源蓝牙(Bluetooth Low Energy或Bluetooth Smart)的通讯能力，系统商依然只使用古典蓝牙，而关闭(disable)或闲置(idle)低能源蓝牙的功能电路。

以实例而言，Apple Watch智能表内用及博通的BCM43342芯片，该芯片具备Wi-Fi、蓝牙、NFC、FM等4种功能，但截至2015年8月苹果多未强调Apple Watch的收音机功能，有可能永远关闭不用。

而HomeKit与Weave的出现，若日后逐渐成为主流大宗的家庭物联网协定，则有可能改变与引领无线通讯芯片的新整合、设计方向，例如加入硬体加速电路，加快轻椭圆曲线演算，同时精省用电。或者未来的Wi-Fi路由器芯片可能整合IEEE 802.15.4射频电路、基频电路，使Wi-Fi路由器能支援ZigBee、Thread、Weave等协定的通讯。

若有明确的新大宗应用路线出现，芯片商将减少以推猜方式发展其整合芯片，而由应用引领整合路线，或也可能针对某一明确应用专精发展，精简其电路功能与设计，进而减少电路面积，使每个晶圆可切割出更多颗芯片，以更大量、平价满足市场需求，如100Mbps、1Gbps乙太网路芯片即在后期、成熟发展时采此路线。

最后，现实状况是物联网主流协定尚未浮现，目前芯片业者不敢贸然推出更专注支援某协定的芯片，多以既有芯片因应需求，而制定协定的业者联盟，即便推出改版协定，也尽可能不去冲击、更动现有硬体，尽可能只以韧体程式量来实现，例如蓝牙4.1版、4.2版均标榜现有蓝牙芯片只要更新韧体便能支援。

若系统商要求更高的芯片整合度，则在一个芯片封装内拼凑多个裸晶，裸晶间以传统打线方式，或较先进的矽穿孔(Through-Silicon Via；TSV)方式加以连接，换言之为系统性封装(System in Package；SiP)，苹果Apple Watch表内的S1、三星的ARTIK等均采此路线。

此属规模需求未出现，但又有高整合度的妥协作法。芯片商期望HomeKit、Weave/Thread等能快速普及，让无线通讯芯片的新发展有更明确的技术、市场指引。

Apple Watch表内S1采SiP封装实现