如(ru)今，超(chao)高(gao)頻已經成(cheng)為了(le)(le)RFID應(ying)(ying)用的重(zhong)要實(shi)施(shi)方向，攻(gong)克(ke)了(le)(le)物流(liu)、零售(shou)等流(liu)動性(xing)強、終(zhong)端龐雜的應(ying)(ying)用場景，并逐步向傳統(tong)高(gao)頻應(ying)(ying)用市場滲(shen)透。同時具有(you)核心技(ji)術(shu)、成(cheng)本控制(zhi)和安全可控能力的御芯微已經走(zou)出了(le)(le)一條國產化道路(lu)。
在可以預見的未來，物聯網將是無處不在的，而在加速奔向萬物互聯時代的過程中，節點數量巨大、分布廣泛的智能終端和傳感器在部分應用場景中遇到了更換電池困難或無法直接靠電池供電的情況。面向未來的數百億物聯網節點，供電受限無疑是應用落地的最大挑戰之一，為了解決這只“攔路虎”，“無源物聯網”在近兩年來受(shou)到的關注程度不(bu)斷提(ti)高，相關技術(shu)與產品也(ye)在快速成長(chang)。
其中，RFID堪稱是我(wo)們最熟(shu)悉、應(ying)用最廣泛、最成熟(shu)的(de)無源物聯網技術，隨(sui)著(zhu)應(ying)用的(de)發展(zhan)，如今談來也并不過時，相反，隨(sui)著(zhu)數字化程度的(de)加深(shen)，無源超高頻 RFID技術迎來了新的(de)春天，并將在(zai)各垂直行業釋放出更大(da)的(de)應(ying)用價值。
過關斬(zhan)將，超高(gao)頻RFID正當時
經(jing)過十余載(zai)的(de)發展，RFID產業鏈已經(jing)非(fei)常成熟，無(wu)(wu)源(yuan)(yuan)RFID標簽、尤其是超(chao)高頻無(wu)(wu)源(yuan)(yuan)RFID標簽的(de)價格也(ye)已經(jing)具(ju)備了規(gui)模化應用的(de)基礎(chu)，同時，超(chao)高頻無(wu)(wu)源(yuan)(yuan)RFID標簽無(wu)(wu)需供電，與(yu)讀(du)寫器配合即可(ke)實現能(neng)量驅動的(de)特點也(ye)進一步推動了其在資產管(guan)理、倉儲物流(liu)、服貿(mao)零售、醫療、煙酒、能(neng)源(yuan)(yuan)等(deng)各個(ge)行業的(de)落地。
以物流倉儲行業(ye)為例，對于目(mu)前(qian)業(ye)內(nei)應用(yong)較為廣泛(fan)的(de)二維碼(ma)與條(tiao)形(xing)碼(ma)而言(yan)，對貨物進(jin)行識別、定位和軌跡規劃的(de)前(qian)提(ti)是對“碼(ma)”進(jin)行精準(zhun)識別。行業(ye)使用(yong)最多的(de)識別方式便是手持掃(sao)碼(ma)器或AI視覺系統，但因(yin)必須(xu)要(yao)精準(zhun)掃(sao)描(miao)才(cai)能識別，所以普(pu)遍存在(zai)人工作(zuo)業(ye)效(xiao)率低、易出錯、漏(lou)讀、成本高且(qie)需要(yao)定時維護等問題。
尤其是(shi)利用(yong)視(shi)覺系統掃描(miao)二維碼(ma)/條(tiao)(tiao)形(xing)碼(ma)時很容(rong)易出現因多個貨品、快遞疊放(fang)而導致的(de)二維碼(ma)/條(tiao)(tiao)形(xing)碼(ma)被遮擋，從(cong)而導致遺漏或(huo)識別錯(cuo)誤。此(ci)外，視(shi)覺識別二維碼(ma)/條(tiao)(tiao)形(xing)碼(ma)對(dui)于環境光線與(yu)通信穩定性要求較高，在智(zhi)能化程度不(bu)足的(de)倉庫或(huo)昏暗(an)的(de)“黑燈工廠(chang)”內容(rong)易受限。
相比之下，使用(yong)超高(gao)頻無(wu)(wu)源(yuan)RFID標(biao)簽(qian)則可以(yi)在最大(da)程度上避免環境與人為因素引起的(de)識別(bie)誤差。不同(tong)于(yu)二維碼或條(tiao)(tiao)形(xing)碼，超高(gao)頻RFID技術具(ju)有一定的(de)穿透性，無(wu)(wu)需(xu)刻意(yi)搬運包裹即可讀(du)寫。同(tong)時，RFID標(biao)簽(qian)還具(ju)有二維碼與條(tiao)(tiao)形(xing)碼不具(ju)備(bei)的(de)防水防磁、耐(nai)高(gao)溫、使用(yong)壽(shou)命長、讀(du)取距(ju)離遠、數據時效性強、標(biao)簽(qian)數據可加(jia)密、存儲(chu)數據容量大(da)、全電子化操作、信息可溯源(yuan)不易篡改等優點，更(geng)不用(yong)受限于(yu)環境光線。更(geng)重要的(de)是，無(wu)(wu)源(yuan)RFID標(biao)簽(qian)的(de)成(cheng)本低且無(wu)(wu)需(xu)維護，卻依然能(neng)夠實現相對高(gao)精度的(de)定位與批量識別(bie)，而高(gao)準確率(lv)的(de)快速自(zi)動識別(bie)還能(neng)提升工作效率(lv)。
簡而言之，RFID標簽在(zai)讀寫便利性、時(shi)效性、安全性、可溯(su)源等優勢的(de)加持(chi)下，不(bu)僅在(zai)倉儲環境中(zhong)加速普及，同時(shi)也(ye)在(zai)持(chi)續擴(kuo)展應(ying)(ying)用(yong)場景。然而，也(ye)正是在(zai)實際應(ying)(ying)用(yong)淬煉中(zhong)，傳統(tong)高頻RFID技術(shu)識別距(ju)離近、不(bu)支(zhi)持(chi)群(qun)讀、識別準確(que)率低、自動化管(guan)理難(nan)等問(wen)題(ti)逐漸顯現，超高頻RFID技術(shu)則憑借群(qun)讀能力強、識別距(ju)離遠、可多次讀寫、數據的(de)記憶容量大等特(te)點(dian)異軍(jun)突起(qi)，成長為RFID領域的(de)“強力軍(jun)”。
考慮到龐大(da)的終端數量，超(chao)高(gao)(gao)頻標簽相比高(gao)(gao)頻標簽在制(zhi)造成本方面具備(bei)極大(da)優勢。隨著超(chao)高(gao)(gao)頻RFID讀寫器成本逐(zhu)步降低(di)，有望替代(dai)NFC門(men)禁等大(da)部(bu)分近距(ju)離應(ying)用(yong)(yong)場(chang)景。可以說，超(chao)高(gao)(gao)頻已經成為了RFID應(ying)用(yong)(yong)的重要(yao)實施方向，攻克(ke)了物流、零售等流動性(xing)強、終端龐雜的應(ying)用(yong)(yong)場(chang)景，并(bing)逐(zhu)步向傳統高(gao)(gao)頻應(ying)用(yong)(yong)市場(chang)滲透。
超高(gao)(gao)頻RFID工(gong)作頻段(duan)為(wei)840MHz～960MHz，世界領先的(de)(de)零售(shou)(shou)商(shang)沃爾(er)瑪于(yu)2020年起開始(shi)在零售(shou)(shou)服裝行(xing)業(ye)開始(shi)采(cai)用(yong)(yong)UHF RFID(超高(gao)(gao)頻RFID)標(biao)簽(qian)(qian)，從(cong)那(nei)時(shi)起，庫存管理得到了顯著(zhu)的(de)(de)改善，從(cong)而為(wei)客戶(hu)帶(dai)來了更好的(de)(de)店內購(gou)(gou)物體驗，同時(shi)增加了顧客的(de)(de)回(hui)購(gou)(gou)率，最終提高(gao)(gao)銷售(shou)(shou)潛力(li)。其(qi)還(huan)于(yu)2022年初宣布，在2020年成(cheng)功推動UHF RFID標(biao)簽(qian)(qian)應用(yong)(yong)于(yu)零售(shou)(shou)服裝的(de)(de)基礎上，計劃將RFID的(de)(de)使(shi)用(yong)(yong)擴展到其(qi)他(ta)零售(shou)(shou)部門。
國產超高頻RFID何以立身?
后疫情時代(dai)，“無接觸經濟”推(tui)動了(le)RFID在無人零售以及(ji)醫藥器械溯源等場(chang)景(jing)下的(de)(de)快速發展，線上購物(wu)的(de)(de)持續(xu)走(zou)高以及(ji)物(wu)資(zi)流轉可視化需求(qiu)的(de)(de)提升拉動了(le)RFID在倉儲物(wu)流行業(ye)的(de)(de)普及(ji)推(tui)廣，工廠(chang)的(de)(de)柔性化生產與(yu)數字化運營(ying)也(ye)在RFID的(de)(de)助力(li)下實現了(le)更加高效的(de)(de)數據采集以及(ji)供(gong)應鏈(lian)管理……也(ye)正是在多點(dian)開花的(de)(de)落地應用中，超高頻RFID市(shi)場(chang)得(de)到了(le)長足的(de)(de)發展。
據中商(shang)產業(ye)研究院發(fa)(fa)布的《2022年(nian)(nian)RFID市場(chang)規(gui)模及發(fa)(fa)展(zhan)前(qian)景預(yu)測(ce)分析(xi)》顯示，自2010年(nian)(nian)中國(guo)(guo)物(wu)(wu)聯網發(fa)(fa)展(zhan)被(bei)正(zheng)式列(lie)入國(guo)(guo)家(jia)發(fa)(fa)展(zhan)戰略(lve)后，中國(guo)(guo)RFID及物(wu)(wu)聯網產業(ye)迎來(lai)了發(fa)(fa)展(zhan)機遇(yu)。2019年(nian)(nian)，中國(guo)(guo)整體(ti)宏觀環境遇(yu)冷，市場(chang)增(zeng)速下(xia)降，但整體(ti)仍保(bao)持增(zeng)長(chang)(chang)趨勢(shi)，市場(chang)規(gui)模約為1100億元(yuan)(yuan)。2020年(nian)(nian)，基于RFID技術應用領域越發(fa)(fa)廣泛，RFID市場(chang)規(gui)模將繼續保(bao)持高速增(zeng)長(chang)(chang)趨勢(shi)，2020年(nian)(nian)末我國(guo)(guo)RFID市場(chang)規(gui)模突破1200億元(yuan)(yuan)。預(yu)計2022年(nian)(nian)將進一步增(zeng)長(chang)(chang)至1601億元(yuan)(yuan)。
盡(jin)管(guan)我國(guo)RFID產業始終(zhong)處(chu)于(yu)上升(sheng)期，但也仍在(zai)承(cheng)受著來(lai)自于(yu)海(hai)外廠商的(de)技(ji)術(shu)壟斷(duan)壓力以及核(he)心技(ji)術(shu)不可控、原(yuan)材料(liao)價格波動等帶來(lai)的(de)高(gao)成本問(wen)題。同時(shi)，如(ru)何在(zai)低(di)成本的(de)被動標簽上增強隱(yin)私(si)保護也是亟待解決(jue)的(de)挑戰(zhan)。技(ji)術(shu)、成本、安全的(de)各項(xiang)問(wen)題一直制約(yue)著超高(gao)頻RFID行業應用的(de)發展。
換言之，大有可為的超高頻RFID市場呼喚具有核心技術、成本控制和安全可控能力的國內企業，在這個極具發展前景的市場中走出一條國產化道路。而今，同時具有這三種能力的御芯微已經成功邁出了堅實的一步——其獨立研發的擁有全自主IP核的UHF RFID超高頻射頻識別讀寫器芯片UC8688/8688E已成(cheng)功流片，并(bing)(bing)進(jin)入量產階段。此外，御(yu)芯微(wei)還(huan)推出了UHF RFID超高頻(pin)射頻(pin)識別標簽(qian)芯片UC8622T，并(bing)(bing)支持無源測(ce)溫功能(neng)和(he)國密SM7算法，為客戶提(ti)供了更多基礎應用，并(bing)(bing)提(ti)高了系統的安(an)全性。
圖1. UHF RFID讀寫器芯(xin)片(pian)UC8688
御芯微針對高(gao)性(xing)能、高(gao)性(xing)價比、低成(cheng)本、低功耗、小型(xing)化等多樣化產(chan)品(pin)需(xu)求(qiu)，聚焦高(gao)、中、低端全系列(lie)讀(du)寫器(qi)(qi)產(chan)品(pin)全自主IP內核(he)研發，目前已經推(tui)出4款讀(du)寫器(qi)(qi)模塊UCM608/UCM606/UCM602/UCM601，支(zhi)持(chi)主流(liu)協議包括(kuo)EPCglobal UHF clas s 1 Gen 2/ISO 18000-6C，以及(ji)國標GB/T 29768-2013。
低端系(xi)列UCM601是基于(yu)UC8688研發(fa)的高集成(cheng)、超(chao)低成(cheng)本UHF RFID讀寫器系(xi)列模塊，包含UCM601和UCM601B兩(liang)種不同(tong)規格，內(nei)置板(ban)載(zai)天線，識別距離(li)可(ke)達50cm，集成(cheng)HID芯(xin)片，適用于(yu)固(gu)定桌(zhuo)面(mian)式、手機直連(lian)等(deng)應(ying)用場(chang)景，可(ke)替(ti)代NFC門禁等(deng)大部分近距離(li)應(ying)用場(chang)景。
UCM602基于(yu)UC8688單芯片架構，兼(jian)顧(gu)系統控制和物(wu)理層收(shou)發鏈路，能(neng)夠保證系統識別(bie)(bie)、讀寫效率，提供單天線端口(kou)，識別(bie)(bie)距離可達3m，適用(yong)于(yu)手持機等低(di)功耗、中等距離識別(bie)(bie)場景。
中高(gao)端(duan)讀寫(xie)器UCM606集成MCU芯片(pian)(pian)UC8088和(he)UHF RFID 讀寫(xie)器芯片(pian)(pian)UC8688， 采(cai)用雙CPU架(jia)構，系統(tong)控制和(he)物理層收發任務(wu)并行，極大提高(gao)整(zheng)體(ti)性(xing)能，支(zhi)持4路天(tian)線端(duan)口，識別距離可(ke)達10m，可(ke)滿(man)足(zu)物流、零(ling)售(shou)等大部分UHF RFID應用場景(jing)。
UCM608同樣也采用了雙CPU架構來提升整體性能，讀寫器芯片采用增強性能版UC8688E，提升了接收靈敏度和識別速率，識別距離可達15m以上，可滿足智慧醫療、智慧畜牧等(deng)高(gao)魯棒性、高(gao)性能應用場景。
圖2. 基于UC8688芯片的讀寫器系列
圖3. 基(ji)于UC8688芯片的(de)讀寫器系列
基于獨創自(zi)干(gan)擾消除(chu)算(suan)法、防碰撞算(suan)法等核心技術，御芯微推(tui)出的UHF RFID系(xi)列模塊可(ke)(ke)以(yi)實(shi)現密集標簽識(shi)別(bie)、讀寫，識(shi)別(bie)距離可(ke)(ke)達50cm—15m以(yi)上(shang)不等，峰(feng)值(zhi)盤點速度可(ke)(ke)達30張/秒(miao)—600張/秒(miao)不等，同時還支持國密SM7算(suan)法，可(ke)(ke)用(yong)于防偽溯源(yuan)領域，而全自(zi)主(zhu)研發也在極(ji)大程度上(shang)保障了(le)成本的可(ke)(ke)控，兼顧了(le)UHF RFID的高(gao)安全性(xing)與高(gao)性(xing)價比。
更(geng)(geng)重要(yao)的(de)(de)是，御芯(xin)微擁有(you)(you)全自主(zhu)IP核的(de)(de)UHF RFID讀寫器芯(xin)片UC8688和標簽(qian)芯(xin)片UC8622T支持測溫(wen)功能，而(er)“RFID+溫(wen)度傳(chuan)感(gan)器”的(de)(de)標簽(qian)配(pei)置(zhi)也(ye)使其在產業端的(de)(de)應用(yong)有(you)(you)了更(geng)(geng)大的(de)(de)想象空間。由于(yu)溫(wen)度傳(chuan)感(gan)器不僅市場體量大，而(er)且敏感(gan)性強，其與RFID的(de)(de)結(jie)合(he)也(ye)勢必將以(yi)雙(shuang)贏(ying)之勢在更(geng)(geng)多場景下實現落地。
全自研技術、國(guo)密級別安全保障、成本下(xia)探、集(ji)成溫度信息等諸多能力(li)傍(bang)身(shen)，御芯微(wei)的UHF RFID產(chan)品(pin)目前已經在電力(li)、商(shang)業(ye)服貿(mao)終端系統集(ji)成應用(yong)、自動販售機、能源資產(chan)管理等行業(ye)實現了規模化應用(yong)。
寫在最后
近(jin)年來(lai)，小到半導體(ti)產(chan)(chan)(chan)業(ye)(ye)，大到整個物(wu)聯網(wang)領域，國產(chan)(chan)(chan)企業(ye)(ye)受(shou)制于關(guan)鍵技(ji)術“卡脖子”，在成本與供應鏈(lian)方面處(chu)處(chu)掣肘，而御芯微(wei)始(shi)終堅持(chi)自主研(yan)發，目(mu)前(qian)已成功(gong)(gong)研(yan)發出5款擁(yong)有全自主IP核的(de)物(wu)聯網(wang)芯片，并(bing)已全部成功(gong)(gong)量產(chan)(chan)(chan)。而自研(yan)IP背后不(bu)僅是(shi)核心技(ji)術可(ke)控，同時也可(ke)以通過(guo)本土化(hua)將成本降低，進而推動產(chan)(chan)(chan)品規(gui)模(mo)化(hua)應用。未來(lai)御芯微(wei)還有多款行(xing)業(ye)(ye)芯片，賦能更多細分領域!
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