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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(biāo)簽(nickel tag)"一直很難實(shí)現(xiàn),但信息主管們都在耐心的等待。專家們預(yù)言這種標(biāo)簽將在上萬億的日常用品中得到應(yīng)用。甚至有傳聞?wù)f,歐洲中央銀行正在策劃把五美分射頻識(shí)別標(biāo)簽放到貨幣的纖維里。這樣一來,一旦五美分的目標(biāo)達(dá)到,電子標(biāo)簽的應(yīng)用就沒有任何限制了。
近十年來,“五美分標(biāo)簽(nickel tag)"一直很難實(shí)現(xiàn),但信息主管們都在耐心的等待。專家們預(yù)言這種標(biāo)簽將在上萬億的日常用品中得到應(yīng)用。甚至有傳聞?wù)f,歐洲中央銀行正在策劃把五美分射頻識(shí)別標(biāo)簽放到貨幣的纖維里。這樣一來,一旦五美分的目標(biāo)達(dá)到,電子標(biāo)簽的應(yīng)用就沒有任何限制了。

  然而,供應(yīng)商們表示射頻識(shí)別本身比五美分標(biāo)簽更值得關(guān)注。

  “我們已經(jīng)討論這種虛構(gòu)的五美分價(jià)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(biāo)簽?!?BR>
  事實(shí)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(diǎn),所以大多數(shù)都沒有急于把5美分標(biāo)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(jià),同時(shí)改進(jìn)技術(shù)。結(jié)果,盡管他們沒有能力達(dá)到五美分價(jià)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(biāo)簽。例如,在拉斯維加斯的McCarran國際機(jī)場,帶偶極天線的“箱包標(biāo)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(jìn)行通訊。這種雙極天線標(biāo)簽并沒有達(dá)到價(jià)格的底線,每一個(gè)大概要20美分,但卻擁有今天5美分標(biāo)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(biāo)簽,使堆在下面的衣服能夠與RFID閱讀器成功的進(jìn)行“交談”。再次重申,便宜的標(biāo)簽可達(dá)不到這種功能。

  實(shí)質(zhì)上,當(dāng)RFID供應(yīng)商們降低價(jià)格和改進(jìn)技術(shù)的時(shí)候,他們已經(jīng)為自己開拓出了新的市場。 RFID標(biāo)簽正逐漸的應(yīng)用于貨盤、紙盒(箱)、衣服、行李、DVD機(jī)表面、藥瓶和圖書館圖書。專家預(yù)計(jì),未來還會(huì)應(yīng)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(biāo)簽并不會(huì)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(gè)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(dòng)集約型的,”麻省理工學(xué)院(MIT)機(jī)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(duì)的人來替你掃描每一個(gè)商品?!?BR>
  
成本仍然是關(guān)鍵

  仍然是5美分標(biāo)簽的老問題。每個(gè)10~20美分的價(jià)格或者更高,電子標(biāo)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(jìn)的原因。
 “目前業(yè)內(nèi)這種朝著五美分進(jìn)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(jìn)入了發(fā)展的階段,許多公司正致力于實(shí)現(xiàn)五美分的目標(biāo)?!盨arma談到。

  無論五美分是不是他們的終極目標(biāo),芯片和inlays的制造商們已經(jīng)把降低成本作為了目標(biāo)。例如芯片設(shè)計(jì)者Impinj 公司,正通過一種全新的半導(dǎo)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(yīng)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(yīng)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(chǔ)器。 利用這種新技術(shù),他們制造出特殊的門級(jí)晶體管,這些門可以作為存儲(chǔ)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(chǔ)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(gè)角上白色襯墊用來連接天線。

  “自適應(yīng)硅片使我們能用最簡單的CMOS工藝制造出非易失性存儲(chǔ)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(biāo)簽:應(yīng)用了叫做流控自裝配的概念。
Alien 公司稱這種技術(shù)每小時(shí)能裝多達(dá)二百萬個(gè)芯片。

  Impinj公司的工程師們說,這種自適應(yīng)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(jìn)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(gè)不足12.9美分。據(jù)報(bào)道,它的這種裝配技術(shù)可以在一個(gè)小時(shí)內(nèi)把二百萬個(gè)芯片裝入電子標(biāo)簽,傳統(tǒng)方法只能裝一萬個(gè)。該技術(shù)最初是由公司的一個(gè)創(chuàng)始人開發(fā)的,他在玩一個(gè)兒童游戲時(shí)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(dǎo)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(dòng)排列。自裝配技術(shù)與逐步擴(kuò)大的生產(chǎn)規(guī)模相結(jié)合,

使Alien公司近期的電子標(biāo)簽成本從原來的每個(gè)23美分下降了近50%。

緩慢應(yīng)用的原因?yàn)槭裁碦FID的應(yīng)用總是比預(yù)期的滯后呢?專家指出了幾個(gè)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(shí)間,特別是當(dāng)人們必須被重新培訓(xùn),而機(jī)器必須被重新編程的時(shí)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(yīng)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(biāo)簽的價(jià)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(dǎo)性的銀替換成低傳導(dǎo)性的鋁,他們通過開發(fā)芯片上的“電荷泵”來幫助推進(jìn)天線接收到的射頻信號(hào)的連貫性和強(qiáng)度。

  Symbol公司已經(jīng)把這種天線用在了所謂的箱包標(biāo)簽上,正在McCarran國際機(jī)場使用。電子標(biāo)簽集成了兩個(gè)互成90度的天線,從本質(zhì)上確保了與機(jī)場RFID讀卡機(jī)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(gè)天線的話,行李就不得不按某個(gè)確定的方向進(jìn)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(biāo)簽,行李的方向就無所謂了?!盨ymbol公司電子標(biāo)簽產(chǎn)品管理的高級(jí)主管Alan McNabb談到。

  
一個(gè)“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(jǐn)防假冒的制藥業(yè)。

 “制藥業(yè)面臨一個(gè)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(dǎo)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(duì)消費(fèi)者的RFID,能夠獲益于價(jià)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(yīng)用是在歐洲,據(jù)說歐洲中央銀行與供應(yīng)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(duì)綁匪來說要求拿到“無標(biāo)記的鈔票”更加困難,同時(shí)也使執(zhí)法機(jī)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(jì)并應(yīng)用的,無需改變芯片或天線。

  最早在Wired and EE Times刊物上報(bào)道的這個(gè)項(xiàng)目,被預(yù)計(jì)會(huì)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(bào)道中。然而日立公司卻否認(rèn)參與了該項(xiàng)目。歐洲中央銀行的發(fā)言人也告訴Design News,“我們不能談?wù)摯耸?,同時(shí)也要求我們的供應(yīng)商簽署共同的承諾不去談?wù)摯耸??!?


日立公司的μ-Chip被認(rèn)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(xiàng)目不能成功,專家們也對(duì)RFID終將成為一項(xiàng)計(jì)劃中的主力而充滿信心,研究人員把這項(xiàng)計(jì)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(jì)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(kuò)展標(biāo)記語言(XML)的代碼來編寫。這些代碼為每個(gè)項(xiàng)目組成了一種網(wǎng)頁,并通過電子標(biāo)簽連接到互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器上。因此,所有的產(chǎn)品都能在任何地方被立即識(shí)別。商業(yè)巨頭的廣泛聯(lián)合,包括可口可樂、國際紙業(yè)、強(qiáng)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(duì)這些努力給予了支持。


Symbol Technologies 公司的“箱包標(biāo)簽”采用了偶極天線,
從而確保在機(jī)場傳送帶上的每個(gè)行李袋都能被讀到。

  當(dāng)然,低成本是這項(xiàng)計(jì)劃的關(guān)鍵,但是研究人員也已經(jīng)突破了這一點(diǎn)。他們說,最終日常用品都將集成RFID,不是在粘貼的標(biāo)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(jìn)行的努力將是降低RFID成本的關(guān)鍵,因?yàn)樗藢?duì)標(biāo)簽?zāi)承┎糠值男枰?。今日事今日做,而不是事后再做,這些技術(shù)應(yīng)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(shí)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(dá)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(dāng)生產(chǎn)規(guī)模達(dá)到“雪崩點(diǎn)”時(shí)這些技術(shù)將被廣泛采用。當(dāng)這一切發(fā)生時(shí),成本會(huì)降到足夠低的水平來推動(dòng)RFID在日常用品中的使用。專家稱,對(duì)于零售商來說,特別是沃爾瑪,奮力推進(jìn)RFID并不是不切實(shí)際的做法。

  “現(xiàn)在的問題是雪崩點(diǎn),什么時(shí)候能到達(dá)那個(gè)百分點(diǎn),使你說出‘我正在把標(biāo)簽放進(jìn)波紋中’?下一年,我們或許就能看到它實(shí)現(xiàn)。” Sarma補(bǔ)充說。