淺析無芯片RFID的技術發展與應用領域

　　隨著廣泛運用，RFID技術日益強大。然而，只有當包括安裝費在內的標簽價格下降到1美分以下，才有可能在諸如包裝消費品、郵遞物品、藥品和書籍等最大的RFID應用領域內全面實施。使用RFID有許多好處，但是綜合考慮，還是不能證明其具有更大的優勢。每年這些最大的應用領域潛在的銷售量就高達十萬億，但是由于硅芯片價格昂貴，所以尚不能形成此類標簽的市場份額基礎。即使是不考慮硅芯片的花費，安裝費用就相當于目前所使用的條形碼費用的95%，這就意味著大多數大容量的RFID標簽必須直接安裝到產品和包裝上才能保證安裝費用低于1美分。無芯RFID技術在這種需求下浮出水面。
 

　　什么是無芯RFID?

　　無芯RFID標簽指的是不含有硅芯片的射頻識別標簽。最具有前景的無芯標簽的主要潛在優勢在于其最終能以0.1美分的花費直接印在產品和包裝上，以更靈活可靠的特性取代每年十萬億使用量的條形碼。

　　無芯標簽的主流是類似于硅芯片的可以數字解碼的以及能在超過一毫米范圍工作的標簽。他們的潛在市場超出了低價大容量標簽的潛在市場，因為這種標簽除了價格低之外還有其他的一些特性。實際上，目前這種標簽在某些情況下的銷售價格高于硅芯片標簽，而在其他情況下銷售價格低于硅芯片標簽。這種狀況還會持續一段時間。個性簽名以及類似于鈔票上的磁條或證件用紙上的微波反射纖維能在一毫米以外被檢測出來，因此這符合我們RFID的定義，但是他們很少用于防偽。因此我們在這份報告中只作了簡單的討論，統計中也忽略不計。

　　未來十年我們將會看到無芯標簽的市場份額迅速增加。全球銷售量將從2006年占0.4%的5百萬增加到2016年占45%的2670億。按價值計算的話，無芯標簽將從2006年只占0.1%的120萬美元增長到13.9億美元——保守估計占2016年RFID標簽收入的13%，因為大部分突破性增長都是依靠價格優勢。包括制造業、軟件業和服務業在內，2016年將有28億美元的無芯RFID系統市場。其后，無芯標簽將通過最具技術含量的芯片，例如具有微處理器的金融卡，迅速主宰整個RFID市場。用于不停車道路收費的5.8 GHz標簽或者用于實時定位系統的超寬帶標簽將繼續使用硅芯片。

　　第一代無芯技術不少但鮮有成功

　　第一代無芯技術不滿足許多服務供應商使用的開放標準，并且也沒有試圖制定此類標準。有許多無芯技術，包括聲磁、電子掃頻的RF感應器電容陣列以及電磁RF濺射薄膜——每種都是多位的三種常用防竊標簽之一。其他的還有二極管陣列、移動時發出高頻的表面聲波(SAW)裝置和化學物質。然而，只有在醫療中使用的避免誤差的聲磁標簽和無間斷道路收費以及制造業中使用的SAW標簽銷售量達到了一百萬。AstraZeneca的聲磁標簽排在位居榜首，年銷售量將持續450萬。然而，這一計劃很難進一步降低成本，并且還有諸如剛性等性能的限制。大多數第一代無芯技術的主要特征是其主要應用于一些資金不足的小公司，并且還有技術上的限制，很難應用于市場。

　　第二代無芯RFID標簽

　　和以上第一代無芯標簽相比，SAW標簽在技術上有所提高，價格卻大大下降，并且能存儲足夠多的數據以及能在通用頻段上使用傳統的芯片RFID操作。這意味著他們可以成為大規模的閉環和開環系統的基礎。事實上，最初是由EPCglobal將SAW性能標準整合到ISO。另外兩種技術也很有前途。新的參與者已經提出了基于紙張或低價格塑料薄膜的導電油墨印刷條紋的電磁標簽。另外，大約有四十家公司從事薄膜晶體管電路(TFTC)——大多數能在低價格的塑料薄膜上進行高速印制。TFTCs可以擁有和硅RFID芯片一樣的電路，所以，受使用材料的限制，可以采用同芯片RFID一樣的頻率和標準。能在13.56MHz進行操作是極其重要的，因為過去制造的55%的標簽都是在這一頻段工作的，并且這一比例將在2016年達到70%。這也是卡、票、圖書館、洗衣店、藥品和郵寄物品的首選頻率。第二代無芯技術的主要商業特性是他們受到一些大公司和資金充足的小公司的支持。他們中的許多既是銷售者又是使用者。這其中包括IBM, 惠普 施樂, 3M, 東芝(Toshiba), 大日本印刷,日本凸版印刷(Toppan Printing)和韓國三星。包裝和紙張業巨頭Mreal, MeadWestvaco和 International Paper也包括在內。然而，平衡這些技術是很有難度的，我們把具體情形概括在表格中。

　　此外，這些技術采用的是無毒材料并且與硅芯片相比具有潛在的生產設備成本低的特性。

　　最佳特定應用類型

　　最具有前途的無芯技術將最佳定向于特定的應用領域。盡管那樣，在這些應用領域和一些諸如空運行李和動物等不符合其標準的許多情況也是不適合的。最好的使用無芯標簽的地方不過是一些物品(工廠名冊、圖書館、洗衣店、藥品、消費品、檔案、郵件)，票/鈔票/其他大容量安全文檔，空運包裹，動物，囚犯，假釋人員或者住院或者受監護的人員、殘疾人、休閑設施的參觀者，主題公園及其它高價值物流。

　　最后，我們比較整理了有芯片RFID與無芯片RFID技術應用領域，兩種技術既有競爭關系，又在某些方面是互補的。