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RFID标签与晶片技术演进与比较

作者:庄汉钧 来源:台湾经济部RFID公领域应用推动办公室 2009-05-08 09:26:33

摘要:根据ABI Research对于RFID产业的市场调查分析报告指出。 2007年RFID整体市场规模约为37.8亿美元,而至2012年整体的市场表现,预计可达84.9亿美元。其中,仍以读取器与标签的产值所占的比例最大。

关键词:晶片[4篇]  RFID标签[60篇]  标签市场预测[0篇]  物流标签[0篇]  Near-FieldRFIDTag[0篇]  ILT[0篇]  

  RFID标签驱势预测 

  根据ABI Research对于RFID产业的市场调查分析报告指出。 2007年RFID整体市场规模约为37.8亿美元,而至2012年整体的市场表现,预计可达84.9亿美元。其中,仍以读取器与标签的产值所占的比例最大。 



图1、ABI Research所做的2006-2012年RFID市场规模预测  

  若单就标签的销售量而言,2007年标签的产值约为14亿美元。其中,LF与HF约占整体销售量的70%以上。若针对使用情境进行区分,以security/access control、toll collection及asset tracking分居应用案例数之前三名,此分布情形与LF与HF约占整体销售量7成以上之结果吻合。由于标签,在RFID系统的角色为资讯之携带者,故标签贴附在欲追踪的物件上之后,是否依旧能够正常读取,此为RFID系统能否被使用者所接受的重要因素之一。 

  根据VDC的RFID市场调查预测,未来5年内,RFID用于ticketing、contactless payment及item-level tracking (ILT)之应用情境将最具成长爆发力。其中,ticketing及contactless payment的应用,在技术层面上的发展已相当成熟。而导入的问题,主要还是在标签的售价。但随着RFID的应用日益普及,标签的售价预计将随之降低,如此更能加速ticketing及contactless payment在市场上的推动速度。图2为RFID标签售价现况与未来售价预测。 



图2、ABI Research所做2006-2012年RFID标签市场预测

  预计在2012年,HF的标签售价将可降至0.94美元,UHF的标签售价更能降至0.09美元。此对于未来RFID推动将带来十分庞大之助益。 

  未来应用需求所在 

  若就RFID标签的整体出货量进行分析,由下列数据可发现,LF及HF的出货量于往后之市场应用将呈现稳定平缓的成长而未来UHF标签的出货量将呈现较为大幅度的增加(UHF passive成长率约为60%;UHF active成长率约为20%)。此与item-level tracking (ILT)之应用,预计于未来将大幅被采用有密切的关系。下图3为RFID标签全球出货量预测。 



图3、ABI Research所做2006-2012年RFID标签出货量预测 

  item-level tracking (ILT)应用 

  item-level tracking (ILT)一直以来都是物流厂商导入RFID的最终目的。然至今物流厂商对于item-level的标签贴附问题一直都无法做有效的克服。综观其问题,主要之问题点在于标签贴附商品外观之多样化(贴附标签尺寸受限)、商品内容物及其外包装种类繁多复杂(若含有水分及金属将造成读取时的问题) 、整体读取率不佳、标签售价仍太贵...等因素。 

  在此,对物流业者所需的RFID标签需求做一整理,其所需要的功能如下︰ 

  标签贴用物件不受限制。 

  更高的读取成功率。 

  更便宜的标签售价。 

  更为稳定的读取距离。 

  能符合item-level tracking (ILT)应用的标签。 

  若要满足以上之需求,未来标签必须朝小型化、高敏感度、低售价、稳定的读取效能...等研发方向前进。当然标签的天线尺寸,决定了RFID设备的读取距离,但为追求item-level tracking (ILT)应用情境之目的,势必得对读取距离做出些取舍。就目前市售之4×6的物流标签而言,其读取效能十分稳定且读取距离亦能达3米以上,但就item-level的标签贴附应用而言,其过大的尺寸,实在难以直接贴附于物件之上。造成相关标签厂商必须另行发展小型化标签产品,以符合使用者对于item-level tracking (ILT)之实际需求。 

  微型化的持续发展 

  为此,目前已有厂商提出利用Near-Field的RFID技术,实际推出了微型化的标签,如此能减少标签贴附物件受限之问题。然由于标签的天线尺寸实在过于微小,导致标签晶片藉由天线所转换RF电波而来的电能,仍不足以驱动标签IC ,进而造成整体的读取稳定度依旧离item-level tracking (ILT)应用仍有段差距。故研发更低耗能的标签IC为目前各标签晶片厂商所积极克服的问题之一。 

 

图4 、 Impinj所推出的Near-Field RFID Tag 

  灵敏度、增加记忆容量 

  汇整以上分析,一如知名RFID设备厂商Avery Dennison所提未来发展趋势,如图5,RFID产品未来的发展蓝图似乎已被勾勒出雏型。 



图5、Avery Dennison所提RFID产品未来发展趋势

  若针对标签的部份(含IC、Inlay及Tag)进行探讨,可以发现针对标签IC的部份,将朝加强灵敏度,缩小体积,增加记忆容量的方向发展。标签IC可谓是RFID Tag中的灵魂角色,标签IC的主要功能包含资料储存、标签与读取器沟通的控制单元…等,同时标签IC亦占整体标签成品售价的50%以上。若针对未来item-level tracking (ILT)的应用,标签的售价将是此应用可行与否的重要关键之一。故增加标签IC的记忆容量(标签能携带更多资讯,更符合实际应用所需)、缩小标签IC体积(每一晶圆能切割的标签IC数量更多,能够压低标签IC的成本)、加强标签IC灵敏度(增加读取距离,降低标签IC运作时所需电力,增加整体读取成功率)。 

  至于针对Inlay的发展部份而言,所著重的是改善天线生产的技术,提升整体良率,以便压低整体售价。同时发展Near-Field天线设计技术,用以制造小尺寸、高性能之Inlay产品,以符合未来应用需求所需。而就Tag的发展层面而论,为因应未来日益增加的标签需求,相关厂商也日益重视如何提高整体的标签产能,同时在提高产能之同时亦能兼顾标签之品质。以便压低标签成本,提升整体的使用动机。 

  国际大厂的发展现况 

  截至目前为止,已有数家RFID标签IC厂商推出数款新形式的RFID标签IC,用以提升标签之读取效能。由这些新IC的规格中,可以隐略嗅出国际大厂目前的研发方向的确是朝item-level的应用方向前进。兹以大厂近期发表产品与现行IC做差异分析,如下表所示: 



表1、Alien Technology-Higgs 3 chip 



表2、Impinj-Monza 3 chip 



表3、NXP Ucode G2XM chip 

  若以上述厂商推出产品之特色而言,针对读取距离、晶片灵敏度(晶片驱动功率)、使用记忆体容量…等功能,都有做进一步之更新与加强。若以supply chain的应用层面(目前仍在case level的应用情境)而言,增加读取距离与提高晶片灵敏度皆有助于解决现行读取时的困难点。 

  若进一步推行到零售端,隐私权的争议,在此次推出的新品亦加强了read/write password function之功能;同时提供更大的使用者记忆体空间,更是替导入单位未来后续加值应用预留了更大的弹性。 

  更多的应用案例将可见 

  此种新款IC所制成之标签,目前已逐渐有相关制品在市场上流通。由于标签读取效能之改良,过往RFID在导入时,所面临的前端设备读取效能问题,亦能获得部分之解决。相信在RFID硬体设备售价降低与读取效能提高的发展趋势下,未来会有更多的应用案例被使用者所接受与采纳。
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