TI对RFID的投入可追溯到1989年,后于2001年1月正式将相关产品线定名为TI-RFid,其特色在于涵盖所有频段,早期主要以ISO 18000标准为主,近来随着EPC(Electronic Product Code)的日益普及,TI亦积极开发相应产品,日前再推获得EPCglobal Inc认证的第二代(Gen2)超高频硅芯片技术,可显著提高标签性能,从而增强零售供应链商品的识别速度与可见性。在长达16年的创新历史基础上,TI-RFid的应用领域遍及汽车防盗、门禁、生物追踪、防伪识别、物流及仓储管理等。
低频:门禁控制、电子票证、
汽车防盗展雄风
在低频(LF,操作频率为134.2kHz)市场,结合方便安全的特性,TI-RFid的感应器可以多种形式执行任务;例如:贴在汽车的挡风玻璃上、像名片一样收藏在个人钱包中,甚至做成钥匙圈随身携带。一个著名的“变形”应用案例是FedEx(联邦快递)。这个世界上最大的包裹快递公司之一,每天须递送超过320万件的包裹物品,并管理全世界42,500辆递送包裹的车辆,使得FedEx快递人员每天都要花费相当多的时间来进行车辆钥匙管理。
此时,TI腕表式的碟型感应器设计,让FedEx货车车厢的自动门能凭感应自动开关,对提升工作效率及降低失误风险有莫大助益。更智能化的设计是其“Remote Kill”催毁功能,必要时可通过一个网络指令将芯片内所保存的信息完全删除;一旦不幸将腕带钥匙丢失,系统可在几秒钟内取消原有编码,并重新制作一个腕带钥匙。当快递员将带有相应感应器的腕带钥匙靠近读卡机的6英寸范围内,感应器的编码将被系统读取,并与系统内的记录逐一比较;如果匹配,门将在5秒钟内打开。
再者,对于一些公众休闲场所来说,RFID系统能够提供一系列的开放式门禁系统来进行票证管理。门票既可用带有RFID技术(含有可读写式电子标签,Tag-it系列)的条码打印机简单制作,也可将RFID卡片制作成会员卡、月卡或年卡,只需放在身上就能读取。另在汽车安全防盗方面,TI的只读式感应器早在1993年便正式被厂商使用,并获世界最大的Allianz保险公司承认其为汽车防盗器的标准配备。
TI亚太区无线射频识别市场及销售经理顾雷在接受我刊专访时表示,TI在该市场拥有近50%的份额,其中在福特和丰田车系,更几乎囊括100%的市场。“此外,TI在全球的活体动物识别也有高达80%的市占率,以澳洲、欧洲和美洲的应用最多,涵盖整个生命周期的追踪以及屠宰后的流向控管”,顾雷补充道。
高频:包裹识别、防伪、
与金流结合显实力
在高频(HF,操作频率为13.56MHz)的ISO 15693/14443标准上,TI亦有所崭获。英国航空公司率先于1999年采用TI的Tag-it试行智能标签,尔后玛莎百货(Marks and Spencer)的400万个物流管理标签和应用在图书出入注记的2,500万个电子标签也展开运作。另一个值得留意的是在医疗领域的应用,TI日前刚宣布与AARFID公司于美国密西西比州血液服务机构完成改进库存管理的首次试运行,以满足他们对产品较短的存储保质期和冷藏要求,加强安全性流程和提高对医院的交货效率。
试运行结果显示,同样的流程在应用自动化RFID系统后,将从原来的数小时缩短至1小时、甚至更少的时间。当承载多个血袋的托盘通过传送带系统临近检验门时,所有血袋可同时被读取,并将血袋上的信息同步与血液服务机构的数据库进行比对检查。其间最需要克服的技术难点在于:-30℃的超低温要求。在此环境下,射频信号会有衰减作用而导致工作频率偏移。为了达到精准度和稳定性,TI凭借芯片到嵌入式标签(Inlay)的集成生产能力,将每张Inlay都用激光调节,以便维持在13.56 MHz的最佳工作频率。
高频的另一个务实的应用在打击仿冒品。TI去年即分别与VeriSign和3M公司联手推出RFID防伪平台,用意在加强药品安全与监督。此防伪平台采用ISO/IEC标准的13.56 MHz RFID,可对单件成药进行鉴别,也可在场外任一流通环节中,对监督系统内的所有药品交易进行确认。该平台采用“公钥基础”(PKI,对于识别特殊对象、数据自动采集以及多点鉴别十分有利)、数字签名和数据加密技术,可让企业在货品发送接收过程中标明物主身份或确认物主身份。采用PKI技术后,物品也可以由委托的第三方进行鉴别,且加密信息可在相关单位之间传递。
TI-RFid标签设置在每一件单品上面,标签会发出远程可读的安保信息(包括数字签名),在Public-key的支持下,再把鉴别信息传递到供应链的各个环节。通过网络,供应链的参与各方即使没有读取器也能鉴别标签真伪。如此慎密的方式所引发的另一个反向思考是:若有些人不想让人知道自己所购买的药物信息,又当如何?顾雷解释,在公钥基础上,有一套严谨的加密算法,配合数字签名(DSC)和逻辑加密,一般人是无从得知详情的;真有必要时,最后的杀手锏是通过程序,以“Remote Kill”指令清除所有保存纪录,一劳永逸。特别一提的是,TI的RFID已通过MasterCard的PayPass认证。
超高频:ISO和EPC乍现融合之势
Gen2芯片成主流
以一个领导厂商的角度观之,什么样的具体应用会是最大的商机所在?顾雷认为,除了防伪用途,贵重物品管控、图书馆和国内特定政府项目外,“超高频”(UHF,操作频率为860MHz~930MHz)RFID也有很大的机会增长点,而驱动这些市场的重要力道则来自于两方面:首先,.产品须符合国际标准,具有极佳的通用性;其次,供应商须拥有独特而专业的技术能力,以及时迎合当前管理需求──例如为提高EPC Gen2的读取效率,以晶圆与条状芯片形式提供的TI Gen2硅芯片由最先进的130nm模拟工艺节点开发而成。
顾雷说,之所以采用130nm这个工艺,主要是基于对功耗和反应速度的考虑;内置的肖特基二极管提高了射频(RF)信号能量的转换效率,从而实现了低功耗与芯片至读取器的更高灵敏度。即使在典型供应链厂房与库房环境中普遍存在背景电磁干扰(EMI)的情况下,用户也可以在最低RF功率的状况下对TI芯片完成写入。对于那些已经部署UHF RFID系统的公司来说,TI Gen2技术将使它们有望提高包装箱与托盘通过制造和分销渠道时的标签读取率。无论是在标准还是在高密度读取器工作模式下,TI芯片均能提供高度可靠的读取范围性能。因此,针对RFID读取器设置与放置的限制条件有所减少,这将更便于用户获得有效结果与最大读取率。
TI以3种简便的型式为内嵌、标签与包装制造商提供Gen2硅芯片,从而为客户带来更高的设计灵活性:一是裸片晶圆,以支持多种组装工艺;二是经过处理的晶圆(有凸起,用背磨锯出),适合立即用于商用内嵌设备;三是条状硅片(Strap),适合自行印制天线的标签与包装制造商。全新UHF Gen2硅芯片技术已经获得EPCglobal认证标志,这意味着TI硅芯片技术能够满足EPCglobal Gen2空中接口协议标准(于2004年12月获得批准)的测试与工作要求。有关芯片具备的192位存储器可满足EPCglobal Gen2与ISO/IEC 18000-6C要求的所有规范,除了满足标准的要求外,该技术亦能通过支持块写入与块删除等命令实现更多功能。TI Gen2硅芯片技术主要用于860MHz~960MHz工作频带范围内无源RFID标签产品的制造。
结语
兼具市场及技术两项关键要素,也正是TI得以在芸芸RFID供应商中屹立不摇的原因。此外,TI还拥有一个发展策略上的特长──可帮助客户进行封装作业,以“半成品”的型式交付。顾雷指出,由于超高频RFID产品对“水”等外来干扰物质十分敏感,因此对于天线材质的选择和封装工艺是马虎不得的。加上设备客户对于天线的开发投资相当巨大,为此,TI将其芯片封装成“Inlay”出货;客户既省时又方便,还能节省制造成本。
此外,TI还可提供参考天线设计,帮助客户进一步优化硅芯片技术的标签。据悉,TI也是目前惟一有能力提供此类增值服务的供应商。总的来说,除了人身证照应用尚未涉及外,TI在低频和高频已拥有性能稳定的完整读写产品,且正以和第三方伙伴合作的方式耕耘超高频市场,共同为客户提供参考设计、核心固件和用做噪声处理的DSP,“未来也不排斥往模拟前端发展”,顾雷最后透露说。挟着半导体巨人的雄厚资金与强大的研发能力,TI在提供Total Solution的质量与实力上是勿庸置疑的;它的下一个光荣里程碑,相信很快就有佳音传来。