RFID：等待破茧的蝴蝶

　　有人将RFID称为射频技术的二次青春，有人将其比作21世纪第一个全球性杀手级应用，在这些溢美之词背后，却掩藏着RFID的些许尴尬——过高的期望和还不完全成熟的技术、标准，以及看似庞大但却又有些陌生的广阔应用空间。毛虫还是蝴蝶，这的确是个难解的谜题。 

现状及发展趋势 

　　RFID产业链涉及到众多的环节，如图1所示。目前整个RFID的产业链日趋完整，众多IT巨头倾注了巨大的热情，加速推动RFID技术的研发和应用进程。Gartner Inc报告称2007年 RFID标签市场为 9.173亿美元，到2012年将增长至 35亿美元，据预测2008年RFID系统在全球供应链领域的市场需求将达到60亿美元，2009年全球市场将猛增到100亿美元。 

　　读写器和标签是一个RFID系统最基本的组成部分，RFID芯片是整个自动射频识别系统的基石，也是整个产业链的原点。芯片的设计并非通用，而是取决于最终的用途，在设计用于不同应用的不同芯片过程中，必须了解架构设计。根据实际应用的不同，需要选择运行的频带(如 900MHz的UHF)以及读取类型(如只读芯片具有很高的安全水平)，另外还要考虑读取信息的适用范围和有没有电池或视线距离限制。RFID芯片采用射频设计技术，芯片设计与制造技术的发展趋势是芯片尺寸尽可能减小、功耗更低，作用距离更远，读写速度与可靠性更高，成本不断降低。芯片技术将与应用系统整体解决方案紧密结合。  

　　芯片与天线封装在一起就成为一个标准的RFID标签，封装技术将和印刷、造纸、包装等技术结合，导电油墨印制的低成本标签天线、低成本封装技术将促进RFID标签的大规模生产，并成为未来一段时间内决定产业发展速度的关键因素之一。目前按照能量供给方式的不同，RFID标签分为有源、无源和半有源三种；按照工作频率的不同，RFID标签分为低频(LF)、高频(HF)、超高频(UHF)和微波频段(MW)的标签。 

　　目前国际上RFID应用以LF和HF标签产品为主；UHF标签开始规模生产，由于其具有可远距离识别和低成本的优势，有望在未来五年内成为主流；MW标签在部分国家已经得到应用。中国已掌握HF芯片的设计技术，并且成功地实现了产业化，比如深圳远望谷公司已经成功上市，同时UHF芯片也已经完成开发。低频RFID芯片(无源)工作在130kHz左右的频率上，当前的主要应用在门禁控制、动物ID、电子锁车架、机器控制的授权检查等。13.56MHz系统将在很多工业领域中越来越重要，因为其具有高度的可小型化特点，在最近几年不断地得到改进，用来获取货物和产品信息，不过系统相对较慢，在某些情况下一次读作业需要几秒钟的时间，不同的数据量所需的具体时间不同。根据不同的种类，ISO 15693标准类型的系统可以对付最大速度为0.5m/s的运动目标，能获得高达26.48kbps的数据传输速度，能实现每秒30个对象的识别。 
　　 
　　UHF和微波系统最终可以允许达到几公尺的覆盖距离；他们通常具有自己的电池，因此适合于例如在装载坡道上货盘内的大型货物的识别，或者甚至是在汽车厂产品在线的车辆底盘。这些频率范围的缺点是大气湿度的负面影响，以及需要不时地或始终需要保持收发器相对于读写天线的方位。RFID读写器包含射频收发设备和数据处理部分，该部分设计与制造的发展趋势是读写器将向多功能、多接口、多制式，并向模块化、小型化、便携式、嵌入式方向发展。同时，多读写器协调与组网技术将成为未来发展方向之一。 

　　随着RFID技术不断发展和推广普及，参与身份证和奥运工程的国内企业航天信息认为，RFID技术的发展将有以下趋势： 

　　① 标签产品多样化。未来用户个性化需求较强，单一产品不能适应未来发展和市场需求。芯片频率、容量、天线、封装材料等组合形成产品系列化，与其他高科技融合，如与传感器、GPS、生物识别结合将由单一识别向多功能识别发展。 

　　② 系统网络化。当RFID系统应用普及到一定程度时，每件产品通过电子标签赋予身份标识，与互联网、电子商务结合将是必然趋势，也必将改变人们传统的生活、工作和学习方式。 

　　③ 系统的兼容性更好。随着标准的统一，系统地兼容性将会得到更好的发挥。产品替代性更强。 

　　④ 与其他产业融合。与其他IT产业一样，当标准和关键技术解决和突破之后，与其他产业如3C、三网等融合将形成更大的产业集群，并得到更加广泛的应用，实现跨地区、跨行业应用。 

标准和成本是RFID面临的最大问题 

　　标准问题 

　　RFID正式面世已经有30多年，其应用潜力受到市场重视则是近十年的事，尽管其价值受到业界的普遍肯定，但这距离大行其道的境界还相去甚远，Unisys公司大中国区总监秦峰表示，在实际应用的层面而言，RFID可以说仍处于起步阶段，只是零星的应用在一些“对口性”特别高的行业，例如物流运输等，而挡路的大山是标准和成本两个因素。这是世界的问题，同样也是中国的问题，易腾迈公司RFID业务拓展经理徐承东表示“中国作为目前世界上最为蓬勃的经济体系之一，为RFID的发展提供了肥沃的土壤，有望成为世界第三大市场。但中国RFID产业今后的发展并非会一帆风顺，有些市场发展瓶颈尚需解决，例如技术标准的问题，以及市场对RFID方案的价值认同有待进一步提高等。” 

　　到目前为止，射频识别技术已经具有了一些国际标准。而在我国，射频识别技术的生产和应用领域仅有一些行业标准，还没有国家标准。制定一个自主的国家标准，并且与国际标准相互兼容，使我国的RFID产品能顺利地在世界范围中流通，是当前重要而急切需要解决的问题。 

　　RFID遇到的问题与曾经的Smart Card的发展相近，现有的Smart Card因为使用不同的数据存储格式，多年来无法一致性统合，只要满足部分产业的应用即可，不需要全产业性的通遍适用。RFID应当尽量避免出现相同趋势，特别是RFID必须因应不同的应用场合而有对应的调整，调整的部分包括芯片、天线与读取器等，光此点就比Smart Card更为复杂，Smart Card的外观、读取器等的一致性远较RFID为高，因此目前想让RFID达到更高一致性才是应该着手解决的问题。RFID技术在国际市场没有一统天下的标准，业界对特定应用制订了专用标准，例如用于追踪畜牲所使用的RFID智能卡便要求较高的数据保密水平，所以市场有多种标准并行使用。目前主流的RFID标准包括EPCglobal和ISO，中国也正着手制定其RFID标准。 

成本考量 

　　在成本方面，随着技术日趋成熟、生产工艺及批量应用达到经济规模，各种RFID设备的价格一直在下降，徐承东预计这个趋势在2008年将会持续，就以RFID标签为例，EPCglobal的其中一个工作目标是通过大批量应用，令含硅片RFID标签能降到每个5美分或以下的水平，业界曾普遍认为每个5美分是一个“井喷临界点”的价格，结果现在5美分的标签已经达到了，这口“油井”的产量虽有提高，但与井喷相去甚远，不久甚至每个1美分也做到了，那又如何？如果纯粹用价格的角度推广RFID技术，效果肯定不理想，对大众消费品厂商、超市等零售产业而言，它们要处理流通的产品数以百万件，就算每个标签的价格只是一美分，这也是一笔非常可观的成本！ 

　　由此可见，用价格角度作为推广RFID方案的切入点多半是行不通的，在中国市场尤为如此。目前，RFID的其它配套方案，包括扫描仪、打印机及读写器等的价格也不断下降。然而秦峰指出，“标准与成本的问题不是一时三刻便消失，至少在2008年它们还会继续存在并带来影响。就以成本来说，尽管RFID产品价格不断下调，但这不表示这就能轻易打动企业的心。目前企业对IT投入的普遍态度是‘少花钱、多做事’，无论RFID方案的价格下降幅度为何，它都会比其他传统自动识别技术为高，虽然不少CIO明白RFID的价值，他们要说服管理高层作出可观投入、改弦易辙转用RFID方案还是不容易的。” 

　　事实上，标签价格对于RFID市场固然非常重要，但是，并非唯一的关键的限制性因素。用户应该将RFID系统的建设和运行成本放在系统收益的背景下来权衡，也就是从投入产出比(ROI)的角度来判断。中国市场的现实情况是，用户对于RFID所能产生的价值，从数量概念上讲是模糊不清的，而且往往被大大低估，与此相反，RFID的系统建设和运行成本却是清晰可见，所以，大家关注和讨论最多的往往是成本，对RFID的成本下降存在着过高的期待。 

　　因此，厂商今后的策略应该是引导市场进一步了解RFID的价值，以零售产业为例，应该让它们知道，采用RFID方案后取得的经济效益将包括：由于能实时准确地掌握商店内的货品情况，这使得零售商得以消除其本身的配送中心，转为使用第三方物流供应商的配送服务，在进一步降低缺货现象发生几率的前提下，有效降低整个供应链上的存货水平，可以大幅度减省成本；实现对仓储物流作业过程的可视化监控，将当前大量存在的纠错改为防止错误的发生是另一个节约成本的效益；此外，进一步而言，RFID所采集的数据让零售商可以对其业务模式及趋向更加了解，从而能作出更明智的商业决定。 

应用带动产业繁荣 

　　最终决定一个技术发展前景的是应用，只有具有了广泛的应用空间，航天信息认为RFID技术将会首先在政府主导的项目中应用，之后随着技术的进一步成熟和成本的进一步降低，逐步应用到各行各业中，目前主要会在以下领域中应用： 
　　●高速公路收费及智能交通系统； 
　　●机动车自动识别与管理； 
　　●电子票证； 
　　●动物跟踪和管理； 
　　●资产追踪管理。 

　　除此之外，RFID还将在门禁管理、防伪识别、生产的自动化及过程控制、人员管理等领域得到应用和推广。 

结语 

　　曾经，RFID不过是风光无限的射频技术家族中最不起眼的一只毛毛虫，经过这许多年的不断磨砺，在广阔的应用前景面前，RFID的前途看上去似乎开始注定异常光明。如同许多曾经辉煌一时的技术一样，RFID在通往成功的道路上还有着这样那样的问题，只有解决好了这些问题，RFID这只美丽的蝴蝶才能破茧而出，展翅高飞。 

参考文献： 

　　1. 国家科技部等，中国射频识别(RFID)技术政策白皮书． 
　　2. 吴建浩，无线射频标签RFID浪潮席卷全球，电子产品世界，2007.03 
　　3．陈志云，王豪才，龚关珍，姜义初，RFID电子标签Ａ型卡的防碰撞模块方案，电子产品世界，2005.11