如(ru)今，超(chao)高頻(pin)已經(jing)成(cheng)為了(le)RFID應用的重要實(shi)施方(fang)向，攻(gong)克了(le)物流、零(ling)售(shou)等流動(dong)性(xing)強、終端龐雜的應用場(chang)景，并逐步向傳統高頻(pin)應用市場(chang)滲透。同(tong)時具有核心技術、成(cheng)本控(kong)(kong)制和安(an)全可控(kong)(kong)能(neng)力的御芯(xin)微已經(jing)走出了(le)一條國產化(hua)道(dao)路。
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(nian)來受到的(de)關注程度不斷提高，相關技術與產品也在快速成長(chang)。
其中，RFID堪稱(cheng)是(shi)我們最熟悉、應用最廣泛、最成熟的(de)(de)無源(yuan)物聯網(wang)技術，隨著應用的(de)(de)發展，如今談來(lai)也并(bing)不過(guo)時，相(xiang)反，隨著數(shu)字化程度的(de)(de)加深，無源(yuan)超高頻(pin) RFID技術迎來(lai)了(le)新的(de)(de)春天，并(bing)將在各垂直行(xing)業(ye)釋放出更(geng)大(da)的(de)(de)應用價值。
過關斬(zhan)將(jiang)，超(chao)高頻RFID正當時
經過(guo)十(shi)余(yu)載的發(fa)展，RFID產業(ye)鏈已經非常成熟，無(wu)源(yuan)RFID標(biao)簽、尤(you)其是超高(gao)頻(pin)無(wu)源(yuan)RFID標(biao)簽的價格也(ye)已經具(ju)備(bei)了(le)規(gui)模(mo)化(hua)應用的基(ji)礎，同(tong)時，超高(gao)頻(pin)無(wu)源(yuan)RFID標(biao)簽無(wu)需供電，與(yu)讀(du)寫器配(pei)合即可(ke)實現能量驅動的特(te)點也(ye)進一步(bu)推動了(le)其在資產管理、倉儲物流、服貿(mao)零(ling)售、醫療、煙酒、能源(yuan)等(deng)各個行業(ye)的落地。
以(yi)物流(liu)倉儲行業(ye)(ye)(ye)(ye)為(wei)例，對(dui)(dui)于目前(qian)業(ye)(ye)(ye)(ye)內應用較為(wei)廣(guang)泛(fan)的(de)二維碼(ma)與條形碼(ma)而(er)言，對(dui)(dui)貨物進行識(shi)別、定(ding)(ding)位和軌跡(ji)規劃(hua)的(de)前(qian)提是(shi)對(dui)(dui)“碼(ma)”進行精準識(shi)別。行業(ye)(ye)(ye)(ye)使用最多(duo)的(de)識(shi)別方式便(bian)是(shi)手(shou)持掃(sao)碼(ma)器或AI視覺系(xi)統，但因必須(xu)要(yao)精準掃(sao)描才能識(shi)別，所(suo)以(yi)普遍存(cun)在人工作業(ye)(ye)(ye)(ye)效(xiao)率低、易出錯、漏讀(du)、成本高且需要(yao)定(ding)(ding)時(shi)維護等問(wen)題。
尤其(qi)是利(li)用(yong)視(shi)覺(jue)系統掃描(miao)二(er)維碼(ma)/條形(xing)(xing)(xing)碼(ma)時很容易(yi)出現(xian)因(yin)多(duo)個貨(huo)品、快(kuai)遞疊(die)放而導(dao)致的二(er)維碼(ma)/條形(xing)(xing)(xing)碼(ma)被遮擋，從而導(dao)致遺(yi)漏或識別錯(cuo)誤。此外，視(shi)覺(jue)識別二(er)維碼(ma)/條形(xing)(xing)(xing)碼(ma)對于環境(jing)光線與(yu)通信穩定性要求較高，在智能化程度不足(zu)的倉庫或昏暗的“黑燈工廠(chang)”內容易(yi)受限。
相比之下，使用超高頻無源RFID標簽則可(ke)以在最(zui)大程度上避(bi)免環(huan)境(jing)(jing)與(yu)(yu)人為(wei)因素引起的識別誤差。不(bu)同(tong)于二(er)維(wei)(wei)碼或條形碼，超高頻RFID技術具有一(yi)定的穿透(tou)性，無需刻意搬(ban)運包裹即可(ke)讀(du)寫。同(tong)時，RFID標簽還具有二(er)維(wei)(wei)碼與(yu)(yu)條形碼不(bu)具備的防水防磁、耐(nai)高溫、使用壽命(ming)長、讀(du)取距離遠、數據時效性強、標簽數據可(ke)加(jia)密(mi)、存儲數據容量大、全電子化操作、信息可(ke)溯源不(bu)易(yi)篡(cuan)改等優(you)點，更不(bu)用受限(xian)于環(huan)境(jing)(jing)光線。更重要的是，無源RFID標簽的成本(ben)低且無需維(wei)(wei)護，卻依(yi)然能夠實現相對高精(jing)度的定位與(yu)(yu)批量識別，而高準確(que)率(lv)的快速自(zi)動識別還能提升工作效率(lv)。
簡而言之(zhi)，RFID標簽在(zai)(zai)讀寫便利性(xing)、時效性(xing)、安全性(xing)、可溯(su)源等優勢的(de)(de)加(jia)持(chi)(chi)(chi)下，不僅在(zai)(zai)倉儲環境中(zhong)(zhong)加(jia)速(su)普及，同時也在(zai)(zai)持(chi)(chi)(chi)續擴展(zhan)應用(yong)場(chang)景。然而，也正是在(zai)(zai)實際(ji)應用(yong)淬(cui)煉中(zhong)(zhong)，傳統(tong)高頻RFID技(ji)(ji)術識別(bie)(bie)距離近、不支(zhi)持(chi)(chi)(chi)群(qun)(qun)讀、識別(bie)(bie)準確率低、自動化管理難(nan)等問(wen)題逐漸顯現，超高頻RFID技(ji)(ji)術則憑借群(qun)(qun)讀能力強、識別(bie)(bie)距離遠、可多次讀寫、數據的(de)(de)記(ji)憶容量大等特點異軍突起，成長為(wei)RFID領域的(de)(de)“強力軍”。
考(kao)慮到龐大(da)的(de)終(zhong)端數(shu)量，超高(gao)(gao)頻標(biao)(biao)簽相比高(gao)(gao)頻標(biao)(biao)簽在制造成本方(fang)面具備極大(da)優勢。隨著超高(gao)(gao)頻RFID讀寫器(qi)成本逐(zhu)步(bu)降(jiang)低，有望(wang)替(ti)代NFC門禁等大(da)部分(fen)近距離應(ying)用(yong)(yong)場(chang)景(jing)。可(ke)以說，超高(gao)(gao)頻已(yi)經成為了RFID應(ying)用(yong)(yong)的(de)重要實(shi)施方(fang)向，攻克了物流、零售等流動性(xing)強(qiang)、終(zhong)端龐雜的(de)應(ying)用(yong)(yong)場(chang)景(jing)，并逐(zhu)步(bu)向傳統(tong)高(gao)(gao)頻應(ying)用(yong)(yong)市場(chang)滲透。
超高(gao)頻RFID工作頻段為840MHz～960MHz，世界領先的(de)零售商沃爾瑪于2020年(nian)起(qi)開始在零售服裝行(xing)業開始采用(yong)UHF RFID(超高(gao)頻RFID)標(biao)簽(qian)，從那時(shi)起(qi)，庫(ku)存管(guan)理得到了顯著的(de)改善，從而為客戶帶來了更好的(de)店內購(gou)物體(ti)驗(yan)，同時(shi)增加了顧客的(de)回(hui)購(gou)率，最(zui)終提(ti)高(gao)銷(xiao)售潛力。其還于2022年(nian)初宣布，在2020年(nian)成功(gong)推動UHF RFID標(biao)簽(qian)應(ying)用(yong)于零售服裝的(de)基(ji)礎上，計劃將RFID的(de)使(shi)用(yong)擴展到其他(ta)零售部(bu)門。
國產(chan)超(chao)高頻RFID何以(yi)立身?
后(hou)疫情時代，“無(wu)(wu)接觸經濟”推(tui)動了RFID在(zai)無(wu)(wu)人零(ling)售(shou)以(yi)及(ji)(ji)醫藥器械溯源等(deng)場(chang)景下(xia)的(de)快速發展，線上(shang)購物的(de)持(chi)續走高(gao)以(yi)及(ji)(ji)物資(zi)流(liu)轉可(ke)視(shi)化需求的(de)提升拉動了RFID在(zai)倉儲(chu)物流(liu)行業的(de)普(pu)及(ji)(ji)推(tui)廣，工廠的(de)柔性化生產(chan)與數字化運營(ying)也在(zai)RFID的(de)助力下(xia)實現了更加高(gao)效的(de)數據采集以(yi)及(ji)(ji)供(gong)應鏈管(guan)理……也正(zheng)是在(zai)多點開花的(de)落地應用中，超高(gao)頻(pin)RFID市場(chang)得到了長足的(de)發展。
據中(zhong)商(shang)產業研究院發(fa)布的《2022年(nian)(nian)RFID市(shi)場(chang)規模(mo)及發(fa)展前景預測分析》顯示，自2010年(nian)(nian)中(zhong)國(guo)物(wu)(wu)聯網發(fa)展被正式列(lie)入(ru)國(guo)家發(fa)展戰略后，中(zhong)國(guo)RFID及物(wu)(wu)聯網產業迎(ying)來了發(fa)展機遇。2019年(nian)(nian)，中(zhong)國(guo)整體(ti)宏觀(guan)環(huan)境遇冷(leng)，市(shi)場(chang)增(zeng)速下(xia)降，但整體(ti)仍保持增(zeng)長趨勢，市(shi)場(chang)規模(mo)約(yue)為1100億(yi)元。2020年(nian)(nian)，基于RFID技(ji)術應用領域(yu)越發(fa)廣泛，RFID市(shi)場(chang)規模(mo)將繼續保持高速增(zeng)長趨勢，2020年(nian)(nian)末我國(guo)RFID市(shi)場(chang)規模(mo)突破1200億(yi)元。預計(ji)2022年(nian)(nian)將進(jin)一步增(zeng)長至1601億(yi)元。
盡管我國RFID產(chan)業始終處于上(shang)升期，但(dan)也仍(reng)在承受著來(lai)自于海外廠商的(de)技(ji)(ji)術(shu)壟斷(duan)壓力以及核心技(ji)(ji)術(shu)不(bu)可控(kong)、原材料價(jia)格波動等帶來(lai)的(de)高(gao)成(cheng)本問題(ti)。同時，如何在低成(cheng)本的(de)被(bei)動標簽上(shang)增強(qiang)隱(yin)私保護也是亟待解決的(de)挑(tiao)戰(zhan)。技(ji)(ji)術(shu)、成(cheng)本、安全的(de)各項問題(ti)一直(zhi)制約(yue)著超高(gao)頻RFID行業應用(yong)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已成功流片(pian)，并進入量產階段。此外，御芯微還推(tui)出了UHF RFID超高(gao)頻射頻識別(bie)標簽芯片(pian)UC8622T，并支(zhi)持無源測溫功能和國(guo)密SM7算法，為客(ke)戶提(ti)供了更(geng)多基礎應用(yong)，并提(ti)高(gao)了系統的安(an)全性。
圖1. UHF RFID讀寫器芯片UC8688
御芯(xin)微針對高(gao)性(xing)能、高(gao)性(xing)價比、低(di)成(cheng)本(ben)、低(di)功(gong)耗、小型(xing)化(hua)等(deng)多樣(yang)化(hua)產(chan)品(pin)需求，聚焦高(gao)、中、低(di)端全(quan)系列(lie)讀(du)寫器(qi)產(chan)品(pin)全(quan)自(zi)主IP內核研發(fa)，目前已(yi)經推出4款讀(du)寫器(qi)模塊(kuai)UCM608/UCM606/UCM602/UCM601，支(zhi)持主流協議(yi)包括EPCglobal UHF clas s 1 Gen 2/ISO 18000-6C，以及國標GB/T 29768-2013。
低(di)端系列(lie)UCM601是基(ji)于UC8688研發的(de)高集成、超低(di)成本UHF RFID讀寫器系列(lie)模塊，包含UCM601和UCM601B兩種不同規格，內置(zhi)板載天線(xian)，識別距(ju)離可達50cm，集成HID芯(xin)片，適(shi)用(yong)于固定桌面式、手機直連等(deng)(deng)應用(yong)場(chang)景，可替代NFC門禁等(deng)(deng)大(da)部分(fen)近距(ju)離應用(yong)場(chang)景。
UCM602基(ji)于UC8688單芯片(pian)架構，兼顧系統(tong)控制和物理層收發鏈路，能夠保證系統(tong)識別、讀寫效率，提供單天(tian)線端(duan)口(kou)，識別距離(li)可達3m，適(shi)用于手持機等低功耗、中等距離(li)識別場景。
中高端(duan)讀寫(xie)(xie)器UCM606集成MCU芯片(pian)UC8088和UHF RFID 讀寫(xie)(xie)器芯片(pian)UC8688， 采用雙CPU架構，系統(tong)控(kong)制和物理層收發任務并(bing)行(xing)，極大提(ti)高整體性(xing)能，支(zhi)持4路天線端(duan)口，識別距(ju)離可(ke)達10m，可(ke)滿足物流(liu)、零售等大部(bu)分(fen)UHF RFID應用場景。
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、智慧畜牧等高魯棒性(xing)、高性(xing)能應用(yong)場景(jing)。
圖2. 基于UC8688芯片的讀(du)寫器系列
圖3. 基于UC8688芯片(pian)的讀寫器系(xi)列
基于獨創自(zi)干擾消除算(suan)法、防碰撞算(suan)法等(deng)核心技術(shu)，御芯微推出的(de)UHF RFID系列模塊可(ke)以實(shi)現密集標簽識別、讀寫(xie)，識別距離可(ke)達50cm—15m以上不等(deng)，峰值盤點速度(du)可(ke)達30張/秒(miao)—600張/秒(miao)不等(deng)，同時還支持(chi)國密SM7算(suan)法，可(ke)用于防偽溯源(yuan)領域，而全(quan)自(zi)主研發也在極大程(cheng)度(du)上保(bao)障(zhang)了(le)成(cheng)本的(de)可(ke)控，兼顧了(le)UHF RFID的(de)高(gao)(gao)安全(quan)性與高(gao)(gao)性價比。
更(geng)重(zhong)要(yao)的(de)(de)是(shi)，御(yu)芯微擁有全自主IP核(he)的(de)(de)UHF RFID讀寫器(qi)芯片UC8688和標簽芯片UC8622T支持測(ce)溫(wen)功能，而(er)“RFID+溫(wen)度(du)傳(chuan)(chuan)感器(qi)”的(de)(de)標簽配置(zhi)也(ye)使其(qi)在產業端(duan)的(de)(de)應用有了(le)更(geng)大的(de)(de)想象空間。由于溫(wen)度(du)傳(chuan)(chuan)感器(qi)不僅市場體量大，而(er)且敏(min)感性(xing)強，其(qi)與RFID的(de)(de)結合也(ye)勢(shi)必將(jiang)以雙(shuang)贏之勢(shi)在更(geng)多場景下實現落地。
全自(zi)研技術、國密級別安全保障、成(cheng)本下探(tan)、集(ji)成(cheng)溫度(du)信息等(deng)諸多能力(li)傍身，御(yu)芯微的UHF RFID產(chan)品(pin)目前已經在電力(li)、商業服貿終端系統集(ji)成(cheng)應用、自(zi)動販售(shou)機、能源(yuan)資產(chan)管理等(deng)行業實(shi)現了規模化應用。
寫在最后
近年來(lai)，小到半導體產(chan)業，大到整個物(wu)(wu)聯網(wang)領域，國產(chan)企業受制于關(guan)鍵技(ji)(ji)術“卡脖子”，在成(cheng)(cheng)本與供應(ying)鏈方(fang)面處(chu)處(chu)掣(che)肘，而御芯微始終堅持自主研(yan)發，目前已成(cheng)(cheng)功研(yan)發出5款擁有全(quan)自主IP核的物(wu)(wu)聯網(wang)芯片，并(bing)已全(quan)部成(cheng)(cheng)功量產(chan)。而自研(yan)IP背后不僅是核心技(ji)(ji)術可(ke)控(kong)，同時(shi)也可(ke)以通過(guo)本土(tu)化將成(cheng)(cheng)本降低，進而推動產(chan)品規模化應(ying)用。未來(lai)御芯微還有多(duo)款行業芯片，賦能(neng)更多(duo)細分領域!
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