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RFID成本之外

作者:DESIGN NEWS China
來源:來源網(wǎng)絡(luò)(侵權(quán)刪)
日期:2007-03-04 11:46:18
摘要:近十年來,“五美分標簽(nickel tag)"一直很難實現(xiàn),但信息主管們都在耐心的等待。專家們預言這種標簽將在上萬億的日常用品中得到應用。甚至有傳聞說,歐洲中央銀行正在策劃把五美分射頻識別標簽放到貨幣的纖維里。這樣一來,一旦五美分的目標達到,電子標簽的應用就沒有任何限制了。
關(guān)鍵詞:RFID標簽成本芯片
近十年來,“五美分標簽(nickel tag)"一直很難實現(xiàn),但信息主管們都在耐心的等待。專家們預言這種標簽將在上萬億的日常用品中得到應用。甚至有傳聞說,歐洲中央銀行正在策劃把五美分射頻識別標簽放到貨幣的纖維里。這樣一來,一旦五美分的目標達到,電子標簽的應用就沒有任何限制了。

  然而,供應商們表示射頻識別本身比五美分標簽更值得關(guān)注。

  “我們已經(jīng)討論這種虛構(gòu)的五美分價格多年了,”Mike Liard,Venture Development公司的RFID執(zhí)行主管談到,“這可能嗎?是的,但是它有可能并不是你們需要的那種標簽?!?BR>
  事實上,RFID芯片和所謂的inlays(包括芯片、天線和基片)的制造商們都知道這一點,所以大多數(shù)都沒有急于把5美分標簽投向市場。相反的,2000年以來,他們都滿足于每年以5%~10%的速度穩(wěn)步降價,同時改進技術(shù)。結(jié)果,盡管他們沒有能力達到五美分價格,但是用戶們早在十年前就已經(jīng)意外地使用上了這種標簽。例如,在拉斯維加斯的McCarran國際機場,帶偶極天線的“箱包標簽”被貼在行李上,以確保無論這些行李在傳送帶的任何位置,處理系統(tǒng)的RFID閱讀器都能夠與所有的行李進行通訊。這種雙極天線標簽并沒有達到價格的底線,每一個大概要20美分,但卻擁有今天5美分標簽所不能具備的能力。同樣的,零售商們開始使用帶專用天線的標簽,使堆在下面的衣服能夠與RFID閱讀器成功的進行“交談”。再次重申,便宜的標簽可達不到這種功能。

  實質(zhì)上,當RFID供應商們降低價格和改進技術(shù)的時候,他們已經(jīng)為自己開拓出了新的市場。 RFID標簽正逐漸的應用于貨盤、紙盒(箱)、衣服、行李、DVD機表面、藥瓶和圖書館圖書。專家預計,未來還會應用于便宜的日常用品上,從口紅盒到谷類食品包裝盒等。雖然這種標簽并不會很快的代替條形碼,但是提供了非視距的能力,這意味著無需個別處理他們就能夠搜集到自己所在之處的信息。從而有效的防止了偷竊和仿造。

  “RFID不是勞動集約型的,”麻省理工學院(MIT)機械工程系的副教授以及Auto-ID 中心的研究主管Sanjay Sarma談到,“它給你提供了條形碼所不能提供的信息,除非你有一支軍隊的人來替你掃描每一個商品?!?BR>
  
成本仍然是關(guān)鍵

  仍然是5美分標簽的老問題。每個10~20美分的價格或者更高,電子標簽仍然比條形碼貴出很多,這也是為什么還要繼續(xù)向五美分推進的原因。
 “目前業(yè)內(nèi)這種朝著五美分進軍的勢頭是非常有益的,好消息是這已經(jīng)超出了研究的范圍,而進入了發(fā)展的階段,許多公司正致力于實現(xiàn)五美分的目標。”Sarma談到。

  無論五美分是不是他們的終極目標,芯片和inlays的制造商們已經(jīng)把降低成本作為了目標。例如芯片設(shè)計者Impinj 公司,正通過一種全新的半導體技術(shù)來削減成本,這種技術(shù)使公司掌握了低成本CMOS工藝并應用于RFID器件中。與傳統(tǒng)的RFID芯片制造不同,Impinj的工程師們采用了“自適應硅片”,而典型的傳統(tǒng)方法是采用特殊的光掩模和工序在RFID芯片上造出非易失性EEPROM或FLASH存儲器。 利用這種新技術(shù),他們制造出特殊的門級晶體管,這些門可以作為存儲器使用。有了這樣的晶體管,他們就可以制造出非易失性存儲器而不再采取EEPROM或FLASH需要的光掩模和工序了。


I m p i n j 公司的Monza 芯片尺寸僅0.5×0.5mm。四個角上白色襯墊用來連接天線。

  “自適應硅片使我們能用最簡單的CMOS工藝制造出非易失性存儲器,” Impinj公司的市場部副總裁Dimitri Desmons告訴我們。

 


Alien 公司的低成本Squiggle 標簽:應用了叫做流控自裝配的概念。
Alien 公司稱這種技術(shù)每小時能裝多達二百萬個芯片。

  Impinj公司的工程師們說,這種自適應技術(shù)可以潛在的削減芯片的成本。另外,如果和大容量集成方法相結(jié)合的話,如Alien Technology 開發(fā)的那些,這種技術(shù)可以更進一步的減少成本。采用了一種叫做流控自裝配(FSA)技術(shù)的Alien公司最近宣稱,經(jīng)過努力他們已經(jīng)把inlay的成本減少為每個不足12.9美分。據(jù)報道,它的這種裝配技術(shù)可以在一個小時內(nèi)把二百萬個芯片裝入電子標簽,傳統(tǒng)方法只能裝一萬個。該技術(shù)最初是由公司的一個創(chuàng)始人開發(fā)的,他在玩一個兒童游戲時需要設(shè)法把鋼珠放入微型槽內(nèi)。公司稱,竅門在于把半導體器件懸于液體中,然后讓他們流經(jīng)洞口,在那里滴下并自動排列。自裝配技術(shù)與逐步擴大的生產(chǎn)規(guī)模相結(jié)合,

使Alien公司近期的電子標簽成本從原來的每個23美分下降了近50%。

緩慢應用的原因為什么RFID的應用總是比預期的滯后呢?專家指出了幾個合理的原因,包括:
  ● 潛在用戶總是不能輕易的理解采用的好處。
  ● 加工過程的改變需要時間,特別是當人們必須被重新培訓,而機器必須被重新編程的時候。
  ● 開發(fā)RFID 的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)需要大量的資金投入。


  另外一些供應商從不同的角度著手來降低成本。例如Symbol Technologies 公司,從多方面努力來削減電子標簽的價格,其中比較重要的就是把銀質(zhì)天線換成了鋁質(zhì)。制造高性能RFID系統(tǒng)的公司有能力把高傳導性的銀替換成低傳導性的鋁,他們通過開發(fā)芯片上的“電荷泵”來幫助推進天線接收到的射頻信號的連貫性和強度。

  Symbol公司已經(jīng)把這種天線用在了所謂的箱包標簽上,正在McCarran國際機場使用。電子標簽集成了兩個互成90度的天線,從本質(zhì)上確保了與機場RFID讀卡機的通信,而無論行李是怎樣被投擲在傳送帶上。

  “如果你想采用低成本的方案只用一個天線的話,行李就不得不按某個確定的方向進行放置,并且按確定的方式通過閱讀器,但是用了我們的電子標簽,行李的方向就無所謂了。”Symbol公司電子標簽產(chǎn)品管理的高級主管Alan McNabb談到。

  
一個“物的互聯(lián)網(wǎng)”

  這些技術(shù)影響了RFID,例如Symbol公司已經(jīng)把類似的技術(shù)用于藥瓶,為了謹防假冒的制藥業(yè)。

 “制藥業(yè)面臨一個巨大的問題就是造假產(chǎn)品充斥市場,因此他們要求使用RFID的聲音非常大?!?飛利浦半導體的RFID市場經(jīng)理Dirk Morgenroth談到。


作為RFID 市場的一種傳統(tǒng)的主要產(chǎn)品——跟蹤貨盤,
針對消費者的RFID,能夠獲益于價格的降低。

  制造商們,包括飛利浦、德州儀器、Inpinj和Alien,已經(jīng)把他們的RFID產(chǎn)品用在了襯衫、褲子和針織衫等服裝產(chǎn)業(yè),以及圖書館圖書、DVD和CD盒上。
  然而,目前業(yè)界最成功的應用是在歐洲,據(jù)說歐洲中央銀行與供應商合作要把RFID放到貨幣的纖維里。這種技術(shù)(最有可能集成在大面值的鈔票里)讓錢幣能夠承載它的歷史。因此,對綁匪來說要求拿到“無標記的鈔票”更加困難,同時也使執(zhí)法機構(gòu)在非法交易中能“跟蹤鈔票”。


Impinj 公司的“propeller”inlay 是為不同國家的不同的
超高頻而設(shè)計并應用的,無需改變芯片或天線。

  最早在Wired and EE Times刊物上報道的這個項目,被預計會影響歐洲2005年的貨幣。在二月份宣布開發(fā)出了世界上最小的RFID芯片,尺寸僅0.4 × 0.4 mm × 7.5 祄 的日立公司常常出現(xiàn)在歐洲的報道中。然而日立公司卻否認參與了該項目。歐洲中央銀行的發(fā)言人也告訴Design News,“我們不能談論此事,同時也要求我們的供應商簽署共同的承諾不去談論此事?!?


日立公司的μ-Chip被認為是世界上最小和最薄的芯片。厚度僅7.5μm,微小得像鹽粒。

  然而,即使這種項目不能成功,專家們也對RFID終將成為一項計劃中的主力而充滿信心,研究人員把這項計劃稱作“一種物的互聯(lián)網(wǎng)”,幾乎所有的一切,無論大小都通過網(wǎng)絡(luò)連接在一起。該計劃已經(jīng)描述了硬件和軟件協(xié)議,要求產(chǎn)品上所有的信息都由基于可擴展標記語言(XML)的代碼來編寫。這些代碼為每個項目組成了一種網(wǎng)頁,并通過電子標簽連接到互聯(lián)網(wǎng)服務器上。因此,所有的產(chǎn)品都能在任何地方被立即識別。商業(yè)巨頭的廣泛聯(lián)合,包括可口可樂、國際紙業(yè)、強生、金佰利、百事、寶潔以及其他一些公司都通過MIT的Auto-ID Center對這些努力給予了支持。


Symbol Technologies 公司的“箱包標簽”采用了偶極天線,
從而確保在機場傳送帶上的每個行李袋都能被讀到。

  當然,低成本是這項計劃的關(guān)鍵,但是研究人員也已經(jīng)突破了這一點。他們說,最終日常用品都將集成RFID,不是在粘貼的標簽上,而是通過集成放置在紙板盒的波紋里。研究人員說,在該領(lǐng)域正在進行的努力將是降低RFID成本的關(guān)鍵,因為它消除了對標簽某些部分的需要。今日事今日做,而不是事后再做,這些技術(shù)應該在紙板制造過程中被集成,也因此能降低成本。
 MIT的Sarma談到,“在未來很長一段時間內(nèi),這些RFID技術(shù)都將和條形碼共存。但是他們能夠提供條形碼所不能提供的信息?!a(chǎn)品到達銷售層了嗎?冰箱里的肉放的足夠久了嗎?’用條形碼你將不知道這些答案?!?BR>
  Sarma說,當生產(chǎn)規(guī)模達到“雪崩點”時這些技術(shù)將被廣泛采用。當這一切發(fā)生時,成本會降到足夠低的水平來推動RFID在日常用品中的使用。專家稱,對于零售商來說,特別是沃爾瑪,奮力推進RFID并不是不切實際的做法。

  “現(xiàn)在的問題是雪崩點,什么時候能到達那個百分點,使你說出‘我正在把標簽放進波紋中’?下一年,我們或許就能看到它實現(xiàn)。” Sarma補充說。