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RFID技術(shù):市場發(fā)展初期的多頻段應(yīng)用

2007-03-02 10:18 RFID世界網(wǎng)

導(dǎo)讀:RFID產(chǎn)品種類繁多,工作頻率范圍廣,從低頻125KHz到高頻13.56MHz,再到超高頻900MHz和2.4GHz,幾乎覆蓋了所有的主要頻段。不同頻段的RFID技術(shù)的應(yīng)用狀況也不盡相同。其中,低頻和高頻的RFID應(yīng)用市場已經(jīng)成熟,而超高頻RFID產(chǎn)業(yè)發(fā)展較慢,處于起步階段。

RFID產(chǎn)品種類繁多,工作頻率范圍廣,從低頻125KHz到高頻13.56MHz,再到超高頻900MHz和2.4GHz,幾乎覆蓋了所有的主要頻段。不同頻段的RFID技術(shù)的應(yīng)用狀況也不盡相同。其中,低頻和高頻的RFID應(yīng)用市場已經(jīng)成熟,而超高頻RFID產(chǎn)業(yè)發(fā)展較慢,處于起步階段。

目前RFID技術(shù)仍以非物流應(yīng)用為主。例如在中國,RFID主要用于第二代身份證、交通卡等證卡領(lǐng)域,處于市場發(fā)展初期。但對于RFID產(chǎn)業(yè)未來的發(fā)展,業(yè)內(nèi)人士表現(xiàn)出了較強的信心。據(jù)水木清華研究中心預(yù)測,到2008年中國超高頻RFID技術(shù)和標準將成熟,由此將帶動RFID產(chǎn)業(yè)的規(guī)模效應(yīng),屆時RFID標簽的需求量將達到44億只,到2010年將上升為55億只。

面對潛力巨大的市場,恩智浦半導(dǎo)體(NXP)、意法半導(dǎo)體(ST)、德州儀器(TI)、上海華虹集成電路公司、上海復(fù)旦微電子股份有限公司、深圳遠望谷信息技術(shù)股份有限公司等廠商,加大了技術(shù)開發(fā)和市場拓展力度,針對證照防偽、出入控制、物品管理、電子支付、生產(chǎn)制造、倉儲物流等領(lǐng)域,不斷推出新產(chǎn)品,促進RFID市場快速發(fā)展。

多種標準,多種產(chǎn)品

RFID技術(shù)應(yīng)用范圍廣泛,所涉及的國際標準有ISO11784/85、ISO14443、ISO15693、ISO18000等。不少芯片廠商針對不同的標準,推出適用于不同領(lǐng)域的的芯片產(chǎn)品。雖然RFID市場還是培育期,但競爭卻已激烈。

吳堅:解決RFID的難題,需要整個產(chǎn)業(yè)鏈、政府和管理機構(gòu)共同努力。

NXP大中華區(qū)識別產(chǎn)品區(qū)域市場經(jīng)理吳堅介紹道:“NXP芯片覆蓋了所有頻段,不僅支持國際標準,還提供了EPC GEN2 標準?!盢XP推出的Mifare系列芯片,所采用的技術(shù)已成為ISO14443 typeA標準的主要基礎(chǔ),應(yīng)用于各種短距離識別和支付領(lǐng)域。同時,針對高頻ISO15693標準,NXP推出的ICODE系列產(chǎn)品,在圖書館、藥品、服裝和物品追蹤等應(yīng)用市場獲得了快速發(fā)展。NXP還針對高安全等級的應(yīng)用,推出了接觸和非接觸式CPU卡產(chǎn)品,成為銀行卡、電子護照等領(lǐng)域的主要芯片供應(yīng)商。

吳堅還介紹說:“NXP推出的SL3ICS1001芯片,實現(xiàn)了EPCglobal超高頻電子產(chǎn)品編碼第一類第二代標準(EPC Lass1 Gen2),有助于統(tǒng)一全球RFID 供應(yīng)鏈基礎(chǔ)架構(gòu)?!?SL3ICS1001兼容了ISO18000-6C編碼結(jié)構(gòu),在防沖撞算法方面性能良好,能工作于UCODE EPC1.19、UCODE HSL Ics硬件架構(gòu)上,簡化了EPC Gen2升級。SL3ICS1001應(yīng)用于供應(yīng)鏈管理、資產(chǎn)管理、集裝箱標識、托盤追蹤等領(lǐng)域。

楊軍良:在RFID市場需求量上升后,芯片成本壓力會淡化。

而ST憑借EEPROM技術(shù)的優(yōu)勢,開發(fā)了符合ISO14443-TypeB,ISO15693和EPC標準的產(chǎn)品。其中,SRIX4k是一款基于ISO14443 Type-B標準的RFID標簽芯片,與另外一款Type B讀寫芯片CRX14配合使用,可以實現(xiàn)防偽功能。ST智能卡及RFID事業(yè)部銷售工程師楊軍良解釋說:“在SRIX4k和CRX14芯片內(nèi)都設(shè)有法國電信的防偽算法,能與控制單元一起進行三方驗證。而且用戶可以定義數(shù)據(jù)加密算法,提高了ISO14443 Type B的安全性?!贝送?,SRIX4K還設(shè)有2個防撕裂功能的減法記數(shù)器,特別適用于電子錢包等應(yīng)用。

楊軍良還介紹了符合ISO15693標準的RFID標簽芯片LRI64和LRIS2k。其中,LRIS2k針對中高端應(yīng)用,將2K bit的用戶存儲存儲空間分為64個區(qū)塊,每個區(qū)塊可選擇3個密碼中的一個進行讀/寫保護,具有標簽自毀功能和電子防盜功能(EAS),支持6.6、26、56Kbit/s3種傳輸速率。而且,ST推出了符合EPC G2規(guī)范的超高頻產(chǎn)品XRAG2,工作頻率為860MHz-960MHz,基本滿足了全球各個地區(qū)對超高頻RFID的頻率要求。

在國際RFID芯片公司中,TI也推出了適應(yīng)各個頻段的產(chǎn)品。除了國際芯片公司不斷推出產(chǎn)品之外,不少本土芯片公司也推出了代表產(chǎn)品。上海華虹推出的解決方案應(yīng)用于公共交通、身份證卡、防偽、物流等領(lǐng)域,上海華虹總工程師謝文錄博士介紹說:“1998年我們就開始研究應(yīng)用于第二代身份證的芯片,如今我們是中國第二代身份證芯片的主要供應(yīng)商之一。”據(jù)悉,僅廣州地區(qū),有400萬張外來人口卡采用了上海華虹的方案。

李蔚:RFID應(yīng)用面臨兩大壓力:成本和安全性。

另外,復(fù)旦微電子推出了全系列高頻RFID產(chǎn)品,包括低成本的ID類電子標簽、邏輯加密電子標簽和集成CPU的RFID等,而且還推出了超高頻產(chǎn)品。復(fù)旦微電子技術(shù)總監(jiān)李蔚說:“和國內(nèi)其他RFID公司一樣,我們的產(chǎn)品集中在高頻FRID上,已出貨的高頻RFID芯片超過1億顆?!?在市場上,復(fù)旦微電子推出的解決方案有公交卡應(yīng)用系統(tǒng)、地鐵/軌道單程票應(yīng)用系統(tǒng)、旅游景區(qū)/公園門票系統(tǒng)、校園卡應(yīng)用系統(tǒng)以及建設(shè)行業(yè)務(wù)工人員管理系統(tǒng)等。據(jù)了解,復(fù)旦微電子新推出了基于手機終端應(yīng)用的解決方案SMAP(智能手機應(yīng)用平臺),將促進RFID應(yīng)用與移動通訊技術(shù)的結(jié)合。

鐘書華:采用先進設(shè)備,控制封裝成本。

在超高頻RFID技術(shù)應(yīng)用方面,深圳遠望谷在鐵路運輸領(lǐng)域取得了成功。遠望谷市場總監(jiān)鐘書華說:“遠望谷絕大部分市場銷售業(yè)績,來自用于鐵路系統(tǒng)的RFID產(chǎn)品的銷售?!睋?jù)透露,遠望谷主要采用NXP的超高頻芯片,目前已經(jīng)采購了1,000萬片NXP芯片成為NXP在中國最大的客戶。

RFID的發(fā)展壓力

在眾多產(chǎn)品中,高頻RFID已成為應(yīng)用主流,并在寵物、牲畜管理以外的應(yīng)用領(lǐng)域,逐漸取代低頻RFID。而超高頻RFID雖在操作距離上有優(yōu)勢,在現(xiàn)代物流領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊,但距離市場成熟還有很長的路。

復(fù)旦微電子的李蔚指出:“RFID的應(yīng)用面臨兩大壓力:成本和安全性?!背杀臼荝FID應(yīng)用面臨的最大難題,隨著采用新的工藝制程,RFID芯片面積已趨于后段加工極限,RFID成本將由封裝成本所主導(dǎo)。同時,在RFID應(yīng)用普及的過程中,信息安全被越來越多地關(guān)注,特別是在小額金融消費、防偽等領(lǐng)域尤為突出。因此,RFID必將由ID類型轉(zhuǎn)為加密認證類型,由邏輯加密類型轉(zhuǎn)為CPU加密類型。

但李蔚也認為:“RFID所面對的壓力,也是發(fā)展機遇。”為了克服封裝成本帶來的問題,復(fù)旦微電子對下游新型RFID封裝企業(yè)進行策略性投資,共同打造RFID產(chǎn)業(yè)鏈。而且針對封裝技術(shù)難題,例如超薄卡片、紙質(zhì)標簽加工的可靠性問題和掛件加工的天線匹配問題,復(fù)旦微電子提出了解決方案,在晶圓減薄的應(yīng)力釋放、超小面積die切割、射頻天線設(shè)計等方面,提高了RFID加工質(zhì)量。

同樣,上海華虹也與下游廠商密切合作。謝文錄博士表示:“上海華虹一方面與模塊、天線及卡廠保持良好關(guān)系,解決功耗、兼容性問題;另一方面,隨著新一代封裝技術(shù)的興起,與部分封裝廠合作?!睋?jù)了解,上海華虹在與RFID封裝廠商合作時,利用自身實力與封裝廠商共同開發(fā)封裝技術(shù),提高封裝水平;并且,能及時提供產(chǎn)品供封裝廠商試樣,為封裝測試提供資源。

對于封狀成本帶來的壓力,深圳遠望谷的鐘書華也深有感觸,他說:“我們采用了先進的生產(chǎn)設(shè)備,來控制封裝成本?!?006年,深圳遠望谷引進了法國RFID標簽生產(chǎn)設(shè)備,建立了2條生產(chǎn)線,年生產(chǎn)能力總和達1億片。

ST也在破解芯片成本帶來的壓力。楊軍良認為:“雖然目前RFID芯片成本占到了總成本的55%左右,但隨著市場的發(fā)展,芯片成本會降低;而且在RFID產(chǎn)品市場需求量上升之后,芯片成本壓力會逐步淡化?!盨T還與下游廠商研究RFID芯片存儲空間增大帶來的壓力,但楊軍良表示:“作為芯片廠商,ST雖然與下游廠商有合作,但不會介入下游標簽封裝、系統(tǒng)集成、中間件開發(fā)等業(yè)務(wù),這將有助于RFID產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?!?

顧雷:上下游合作共同推動RFID在高端應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展。

同樣,NXP的吳堅也認為:“解決RFID特別是超高頻RFID的發(fā)展難題,需要整個產(chǎn)業(yè)鏈、政府和管理機構(gòu)共同努力?!?RFID應(yīng)用需要產(chǎn)業(yè)鏈上相關(guān)的企業(yè)共同的參與和配合,不斷累積經(jīng)驗完善體系,建立最佳生態(tài)鏈。NXP正與產(chǎn)業(yè)鏈中的各個環(huán)節(jié)合作,推動RFID在醫(yī)藥、圖書館、食品安全等領(lǐng)域的發(fā)展。TI的顧雷也表示:“TI通過與下游廠商合作,共同推動RFID在高端應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展?!?

應(yīng)對未來發(fā)展需要

未來,RFID等智能識別技術(shù)將把人、信息、服務(wù)等要素連接起來,形成一個"物聯(lián)網(wǎng)",帶來更低的成本、更好的服務(wù)和更強的安全保護。不少業(yè)內(nèi)人士預(yù)測,近期RFID市場將在中國快速增長,廣泛應(yīng)用于電子票務(wù)、供應(yīng)鏈管理、食品標簽、身份識別、危險物品管理、防偽等領(lǐng)域。

為了應(yīng)對未來市場發(fā)展,2007年NXP將推出Mifare延伸產(chǎn)品,特別針對人員身份管理產(chǎn)品的應(yīng)用,如學(xué)生卡、員工卡、門禁卡、VIP卡等;廣泛使用的ICODE SLI也將改進安全性,推出應(yīng)用于藥品生產(chǎn)銷售管理的產(chǎn)品;此外,UCODE EPC G2也會推出更新的版本。吳堅說:“RFID產(chǎn)業(yè)不是單個標簽、讀卡器的問題,而是信息和數(shù)據(jù)庫管理的問題,是整個產(chǎn)業(yè)鏈的問題。因此,在RFID市場爆炸性增長的未來幾年里,NXP將努力成為中國RFID行業(yè)最佳合作伙伴?!?

2007年,ST針對RFID芯片變小對后段標簽封裝的設(shè)備要求提高的問題,將推出下一代E-STRAPE封裝模塊,從而后端封裝不需要Flipchip設(shè)備,降低封裝廠設(shè)備投入,而且能提高inlay良品率。楊軍良預(yù)測:“未來,RFID技術(shù)將整合各類傳感器技術(shù),不斷完善和加強目前單一功能的設(shè)置?!崩纾琑FID與溫度傳感器或壓力傳感器相結(jié)合,能應(yīng)用于對溫度或壓力有嚴格要求的物品供應(yīng)鏈中,檢測物品的溫度或壓力。

為了應(yīng)對未來市場對高安全、多應(yīng)用的需求,上海華虹將推出帶CPU大容量RFID產(chǎn)品;并對現(xiàn)有的鄰近距離產(chǎn)品(ISO18000-3)進行優(yōu)化,以便滿足日愈突出的物流、零售等應(yīng)用需要。2007年,在超高頻RFID應(yīng)用領(lǐng)域,上海華虹還將優(yōu)化ISO18000-6C標準芯片的開發(fā)。謝文錄博士分析說:“未來,RFID芯片將出現(xiàn)多種規(guī)格滿足多種需求的局面,并向兩個方向發(fā)展:低成本和復(fù)雜化?!彼€強調(diào),除了依托半導(dǎo)體技術(shù)進步帶來的成本下降之外,通過建立統(tǒng)一的RFID技術(shù)標準、編碼體系等,也是降低成本必不可少的措施。另外,隨著RFID廣泛應(yīng)用于銀行支付卡、電子護照等領(lǐng)域,必然會促使RFID技術(shù)的復(fù)雜化,滿足高安全、多功能、大容量的市場需求。

而復(fù)旦微電子在重點開發(fā)大容量、高安全性RFID芯片時,更側(cè)重于非接觸CPU IC卡應(yīng)用領(lǐng)域,將非接觸IC卡從邏輯加密等級向CPU(3DES或RSA加密)等級提升,并保持產(chǎn)品向下兼容性,支持邏輯加密卡界面。而在超高頻RFID方面,復(fù)旦微電子在開發(fā)完ISO18000-6 type A和type B標準的產(chǎn)品之后,將繼續(xù)開發(fā)type C產(chǎn)品,為即將到來現(xiàn)代物流應(yīng)用做好準備。李蔚認為:“超高頻RFID是未來市場熱點,但其發(fā)展仍需時日;近期新市場應(yīng)用還是集中在高頻RFID上,一卡多用或多種應(yīng)用融合,是主流發(fā)展趨勢?!?/P>