關于超高頻芯片的那些事

不同頻段標簽芯片的基本結構類似，一般都包含射頻前端、模擬前端、數(shù)字基帶和存儲器單元等模塊。其中，射頻前端模塊主要用于對射頻信號進行整流和反射調制；模擬前端模塊主要用于產生芯片內所需的基準電源和系統(tǒng)時鐘，進行上電復位等；數(shù)字基帶模塊主要用于對數(shù)字信號進行編碼解編碼以及進行防碰撞協(xié)議的處理等；存儲器單元模塊用于信息存儲。上一篇我們聊到市場主流高頻（HF）芯片，今天我們來聊聊超高頻（UHF）的市場主流芯片及發(fā)展趨勢。



從芯片符合的空口協(xié)議來看：目前國內常見的超高頻RFID空口協(xié)議有國際標準、國家標準、行業(yè)標準、企業(yè)標準等。市場的主流芯片基本上是參照ISO/IEC 18000-6C。
（1）國際標準為ISO/IEC 18000-6系列標準，含ISO/IEC 18000-6A（61）、ISO/IEC18000-6B（62）、ISO/IEC 18000-6C（63，EPC C1 GEN2）、ISO/IEC 18000-6D（64）；
（2）國家標準：中國國家標準GB/T 29768-2013 信息技術射頻識別 800/900MHz空中接口協(xié)議；國家軍用標準GJB 7377.1-2011 軍用射頻識別空中接口第1部分:800/900 MHz 參數(shù)
（3）行業(yè)標準：中國交通行業(yè)電子汽車標識（ERI）標準等，用于車輛的高速識別。
（4）企業(yè)標準：IPICO 的IP-X標準，愛康普科技（大連）有限公司的漢協(xié)議等。

從芯片的封裝形態(tài)來看：常見的超高頻芯片封裝形態(tài)主要有Wafer、QFN、SOT三種！Wafer晶圓成本比較低，可以直接采用倒封裝；QFN與SOT是在wafer的基礎上進行二次封裝，可以直接做為Chip件采用SMT的方式跟PCB、FPC或陶瓷天線進行焊接，主要用于做一些抗金屬類的特種標簽。
從芯片主流應用來看：目前市面上應用最為廣泛的芯片：Higgs 3（H3）、Higgs 4（H4）、Impinj M4E Impinj M4QT、Impinj M5 Impinj R6、NXP Ucode 7。

Higgs-3
Higgs-3 在極低功率下仍然可以提供足夠的反射信號在更大的范圍上讀取標簽。Higgs-3可以在很低的RF功率下進行正常寫入，結合定制命令（Loadimage）可以高速寫入數(shù)據(jù)。Alien Higgs-3使用了低成本的CMOS工藝和EEPROM技術。該芯片還具有一個64位工廠編程不可更改的唯一序列號，結合EPC編碼該芯片可以為要標記的物品提供一個獨特的“指紋”。

Higgs-4
　 Higgs-4 工作在極低的功率級別下仍然能提供足夠的反射信號擴展讀取標簽的范圍。Higgs-4還能在低射頻功率下寫入數(shù)據(jù)，也可以使用Alien的快速寫(QuickWrite?)指令高速的對標簽寫入數(shù)據(jù)。 爆炸寫(BlastWrite?)功能還能在大數(shù)量標簽的零售應用中對多標簽同時寫入數(shù)據(jù)。Higgs-4完全支持最新的行業(yè)標準“序列化方案”。該芯片還具有工廠寫入的不能改寫的64位序列號，結合EPC代碼芯片可以針對被標識的物品提供一個唯一標識。

Impinj Monza 標簽
Monza 系列標簽芯片，提供獨一無二的性能、內存及擴展功能，解決最具挑戰(zhàn)性的RFID應用問題。結合優(yōu)良的抗干擾能力，具備卓越的靈敏度，Monza支持芯片級的序列化，全向天線，內存擴展和封裝選項。Impinj Monza 標簽的功能特性：
擁有業(yè)界最佳讀寫靈敏度和出色的抗干擾能力，實現(xiàn)卓越的讀寫可靠性，更小標簽設計，更長讀取范圍
第二代標準自定義功能，利于庫存讀取難讀的標簽，快速訪問序列號
易于部署，可靠和可擴展的芯片序列化方法，支持散貨和在線編碼
2個完全獨立的天線接口，實現(xiàn)無盲點標簽
多種內存選項，支持大容量用戶內存和數(shù)據(jù)資料，保證敏感信息的安全和隱私
48位序列化的標簽識別碼（TID）內存
產品身份驗證和防偽造應用的支持


Monza 6
基于Impinj Monza 6基礎上的RAIN RFID標簽芯片為大規(guī)模物品智能化應用提供了無與倫比的性能和數(shù)據(jù)完整性，這些應用需要大批量、高性能、序列化的標簽。Monza 6標簽芯片適合于零售、醫(yī)療和數(shù)據(jù)完整性，這些應用需要大批量、高性能、序列化的標簽。Monza 6標簽芯片適合于零售、醫(yī)療、票務和其他應用的單品級應用。所有的Monza 6標簽芯片包含了自動性能調節(jié)、自我診斷和耐久結構等特性，在提高標簽的質量和讀取性能的同時也降低了標簽應用的成本。



NXP UCODE 7
NXP UCODE 7可在密集標簽環(huán)境下實現(xiàn)RFID標簽的遠距離讀取和快速庫存。采用UCODE 7芯片設計可制造出符合全球規(guī)范且具有一流性能的全球通用RFID標簽。該器件針對96位EPC提供預序列化，同時提供可以改進并簡化標簽初始化過程的并行編碼功能。UCODE 7還提供用于優(yōu)化RFID標簽初始化的標簽電源指示燈以及用于商品電子防盜系統(tǒng)(EAS)應用的產品狀態(tài)標志。

主要超高頻芯片特性對比圖（部分）


從芯片的發(fā)展趨勢來看
超高頻芯片正走向兩極分化的趨勢，體現(xiàn)在“一增一減”。

一類是“減功能簡單化”，芯片越做越小，如impinjR6尺寸為465μm*400μm，這類芯片功能簡單、容量小，有的甚至沒有User區(qū)，但在芯片的靈敏度與多標簽防沖撞性能上面有了很大的提升。如impinjR6、NXP Ucode 7、Alien Higgs EC的讀取靈敏度分別為-22.1dBm，-21dBm，-22.5dBm，擦寫靈敏度18.8dBm，-16dBm，-19dBm。這類芯片主要的應用領域在于服裝、零售、物流、圖書館等。

另一類是“增功能復雜化”，芯片從簡單的“身份識別”的功能向AES加密、Tamper Detection偵測、UHF&HF雙頻、溫濕度Sensor，比方NXP Ucode DNA、NXP G2IL+、EM4423、AMS SL900A，這類芯片的特點對靈敏度的要求是其次，重點是如何適合于特定的應用場景，通常用于智慧交通、溯源防偽、資產管理、冷鏈物流等領域，單一芯片的市場量不大，但價值較高。