淺析無(wú)芯片RFID的技術(shù)發(fā)展與應用領(lǐng)域

　　隨著(zhù)廣泛運用，RFID技術(shù)日益強大。然而，只有當包括安裝費在內的標簽價(jià)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(shū)籍等最大的RFID應用領(lǐng)域內全面實(shí)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(yōu)勢。每年這些最大的應用領(lǐng)域潛在的銷(xiāo)售量就高達十萬(wàn)億，但是由于硅芯片價(jià)格昂貴，所以尚不能形成此類(lèi)標簽的市場(chǎng)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(zhù)大多數大容量的RFID標簽必須直接安裝到產(chǎn)品和包裝上才能保證安裝費用低于1美分。無(wú)芯RFID技術(shù)在這種需求下浮出水面。
 

　　什么是無(wú)芯RFID?

　　無(wú)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(wú)芯標簽的主要潛在優(yōu)勢在于其最終能以0.1美分的花費直接印在產(chǎn)品和包裝上，以更靈活可靠的特性取代每年十萬(wàn)億使用量的條形碼。

　　無(wú)芯標簽的主流是類(lèi)似于硅芯片的可以數字解碼的以及能在超過(guò)一毫米范圍工作的標簽。他們的潛在市場(chǎng)超出了低價(jià)大容量標簽的潛在市場(chǎng)，因為這種標簽除了價(jià)格低之外還有其他的一些特性。實(shí)際上，目前這種標簽在某些情況下的銷(xiāo)售價(jià)格高于硅芯片標簽，而在其他情況下銷(xiāo)售價(jià)格低于硅芯片標簽。這種狀況還會(huì )持續一段時(shí)間。個(gè)性簽名以及類(lèi)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(lái)，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(jiǎn)單的討論，統計中也忽略不計。

　　未來(lái)十年我們將會(huì )看到無(wú)芯標簽的市場(chǎng)份額迅速增加。全球銷(xiāo)售量將從2006年占0.4%的5百萬(wàn)增加到2016年占45%的2670億。按價(jià)值計算的話(huà)，無(wú)芯標簽將從2006年只占0.1%的120萬(wàn)美元增長(cháng)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(cháng)都是依靠?jì)r(jià)格優(yōu)勢。包括制造業(yè)、軟件業(yè)和服務(wù)業(yè)在內，2016年將有28億美元的無(wú)芯RFID系統市場(chǎng)。其后，無(wú)芯標簽將通過(guò)最具技術(shù)含量的芯片，例如具有微處理器的金融卡，迅速主宰整個(gè)RFID市場(chǎng)。用于不停車(chē)道路收費的5.8 GHz標簽或者用于實(shí)時(shí)定位系統的超寬帶標簽將繼續使用硅芯片。

　　第一代無(wú)芯技術(shù)不少但鮮有成功

　　第一代無(wú)芯技術(shù)不滿(mǎn)足許多服務(wù)供應商使用的開(kāi)放標準，并且也沒(méi)有試圖制定此類(lèi)標準。有許多無(wú)芯技術(shù)，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(dòng)時(shí)發(fā)出高頻的表面聲波(SAW)裝置和化學(xué)物質(zhì)。然而，只有在醫療中使用的避免誤差的聲磁標簽和無(wú)間斷道路收費以及制造業(yè)中使用的SAW標簽銷(xiāo)售量達到了一百萬(wàn)。AstraZeneca的聲磁標簽排在位居榜首，年銷(xiāo)售量將持續450萬(wàn)。然而，這一計劃很難進(jìn)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(wú)芯技術(shù)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(shù)上的限制，很難應用于市場(chǎng)。

　　第二代無(wú)芯RFID標簽

　　和以上第一代無(wú)芯標簽相比，SAW標簽在技術(shù)上有所提高，價(jià)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(zhù)他們可以成為大規模的閉環(huán)和開(kāi)環(huán)系統的基礎。事實(shí)上，最初是由EPCglobal將SAW性能標準整合到ISO。另外兩種技術(shù)也很有前途。新的參與者已經(jīng)提出了基于紙張或低價(jià)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(jià)格的塑料薄膜上進(jìn)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(jìn)行操作是極其重要的，因為過(guò)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(shū)館、洗衣店、藥品和郵寄物品的首選頻率。第二代無(wú)芯技術(shù)的主要商業(yè)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(xiāo)售者又是使用者。這其中包括IBM, 惠普 施樂(lè ), 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(yè)巨頭Mreal, MeadWestvaco和 International Paper也包括在內。然而，平衡這些技術(shù)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(shù)采用的是無(wú)毒材料并且與硅芯片相比具有潛在的生產(chǎn)設備成本低的特性。

　　最佳特定應用類(lèi)型

　　最具有前途的無(wú)芯技術(shù)將最佳定向于特定的應用領(lǐng)域。盡管那樣，在這些應用領(lǐng)域和一些諸如空運行李和動(dòng)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(wú)芯標簽的地方不過(guò)是一些物品(工廠(chǎng)名冊、圖書(shū)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(dòng)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(guān)者，主題公園及其它高價(jià)值物流。

　　最后，我們比較整理了有芯片RFID與無(wú)芯片RFID技術(shù)應用領(lǐng)域，兩種技術(shù)既有競爭關(guān)系，又在某些方面是互補的。