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RFID时代离我们还有多远

2022-04-28 来源:巢湖农业机械网

RFID时代离我们还有多远?

一、概况

今年我国RFID 应用技术已经进入快速发展的阶段。继全国电子标准技术联盟成立之后,我国的RFID行业的发展正有序、有节奏地进行着。先是今年4 月中国RFID 应用高级研讨会的成功召开,接下来5月份是中国RFID 国际博览峰会的举行,到6月9日则是由科技部牵头,发布了“中国RFID技术政策白皮书”,这标志着我国的RFID 产业发展的步伐开始加速。

从近几年我们所接触的电子标签情况来看,可以说应用包罗万象,和我们的生活系系相关,为社会节约财富、节约能源、解放人力。图1 是我国RFID 产业的分布图。无论是在乡村还是城市,哪一位没有经历过公路收费站排起的长龙?给各位驾车者带来的烦恼和心急是可想而知的。如果采用了RFID 技术,汽车在行驶中即可完成识别收费,所有的收费站或公路桥都能快速通过。这是多么惬意的事啊!我想这一天为期不远了。

排长队的景象在超市的收费处最为明显,尽管有人刷卡付费,但购物者车上的商品需一一累计款数,排队者有的聊天,有的以心急的眼光望着收款员,如果应用RFID 技术情况就不一样了。今年6月在电视节目中看到:德国总理默克尔在超市购好一车用品,当把车推至收费处时,仅用二十几秒,计价器就显示出这一车商品的总价,当她将卡插入读卡器时,不到十几秒就完成了交费,前后不到一分钟。

最近新华社每日快讯报道了美国医疗机构将电子标签用于手术的信息,方法是将所有的纱布置入电子标签,一旦手术完毕,绝不会将纱布等物误留体内。

为什么超市要用电子标签?

这是因为在任何国家的超市,商品丢失是一种普遍现象,其数目之大令超市无策。据英国2004 年统计,所有英国超市就损失达数亿英镑;在美国的中小型超市,最令超市老板头疼的莫过于十几岁的少年儿童进入超市了,因为这些孩子进入超市后,非常迅速、肆无忌惮地将好剥的美味小食品和巧克力大大方方地送入嘴里,待吃痛快后大摇大摆地走出超市。设想一下,若有RFID 进行控制就不会出现这种情况。

今年的“齐二药”事件,大家不会忘记,那么多的致命假药、劣药进入医院,夺走了那么多人的生命,更令人可怕的是大批的假药、劣药仍不同程度地藏匿在各地的医药仓库里,为了查出这些假、劣药,全国紧急行动,遍地拉网式地查了几个星期,所耗费的人力物力是无法统计的。如果采用了RFID,药品从检验出厂到最后病人使用,整个过程都在掌握之中。在我们日常生活中,有多少假烟、假酒充斥着市场,尽管有一支精干的队伍战斗在打假前线,但是如果使用了RFID,就会省出巨大的人力和物力。

近几年随着RFID 技术的推广应用,市场规模也在快速增长,据2005 年我国RFID 市场的研究报告的数据显示:中低频RFID市场规模达4.55 亿美元,同比增长123.6%,见图2。增长的主要原因是我国第二代身份证发放了1.1 亿张。我国的低频RFID 整体应用市场中占据了约80% 的市场份额。在2005 年我国中低频RFID市场规模中,电子标签占市场份额的67.8%,读写器占市场份额的19.8%,软件与服务器占市场份额的12.4%,见图3。

预计在2008年前后,物流、供应链的管理将会成为RFID 的重要发展领域,2008 年的奥运会、2010 年的世博会将会进一步扩大RFID 的市场需求,并迎来发展的高峰。

$分页符$二、网印与RFID天线制造

说起RFID技术,同我们网印有直接关系的就是天线。最早的RFID 的天线是用Æ0.0127 mm的铜导线扎结的,后来用铜箔粘覆在PET 或PP 上,用网印或光化制出图形后进行蚀刻来完成。但是对于成批的RFID 天线来说速度还是慢了些,鉴于成本的需要,粘覆铜箔改成粘覆铝箔。自改成铝箔后蚀刻液的调整也使成本有所下降。在蚀刻工序中采用轴对轴的方式加快了生产速度。随着RFID 应用范围的拓宽和应用量的扩大,相应的制造RFID天线的专业厂也逐步增加,因此也开始了降价风潮,竞争的优势是在单位时间内增加产量。现在制图形的方法普遍使用凹印→ U V 固化→蚀刻→后工序。用这种方法每台凹印机可完成50~80万片/天(只要上游和下游工序的设备和操作人员相匹配),凹印方法虽然快,但在蚀刻的工序中需很大一笔资金用于污水处理,或废旧蚀刻液的回收,在操作中若不慎或通风条件不良,还会给操作者带来伤害。

从目前发达国家来看,最好的方法是直接用导电浆料网印导电图形,然后热固化,最后流入下道工序。

RFID 的天线是用凹印→ UV固化→蚀刻,还是用网印导电浆料→热固化的方法好?答案还是后者为优。从经济上可以这样计算:虽然用导电浆料网印图形每个工作日只能完成30万片,但是将凹印的后工序:蚀刻工序(蚀刻机)、清洗干燥工序、去墨工序以及污水处理或废液回收及有关设备材料的费用累计起来,可购置3~4条网印、干燥生产线。这样计算,网印的成本也就降下来了,而速度同凹印也基本相同了。

另外一个问题就是印料,导电印料的选择,从目前国际国内的情况看印料较贵,但因是图形网印,无任何浪费和消耗,是100%的应用。另外根据用户的产品要求,要满足电阻值和相关技术条件,还可按电阻值选择印料或自行调整印料控制、电阻值,这样就给制造商留下了一部分降低成本的空间。

RFID 技术的发展和应用的拓展使材料供应商们看好商机,争相研制和开发用于网印的导电浆料。据悉,上海和北京力拓达公司均开发出了用RFID 网印的导电浆料,但是随着欧盟ROHS“电子电器设备中限制使用某些有害物质的指令”和WEEE“废弃电子电器设备的指令”,我国的一些环保法也开始出台,这对制造商提出新的挑战,在ROHS的指令中,铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯(PBB)和多溴联二苯醚(PBDE)是禁用的,但并非导电浆料中所含上述物质为零才是合格,只要经过SGS的检测达标即可,其实对于RFID来讲,WEEE 显得更为重要和突出, 如果诸多的超市商品使用RFID,一旦商品用后包装就会丢弃,这时如果不执行上述两个指令和我国所制定的环保制度将使环境不堪设想。现在国内生产的用于RFID 制造天线的导电浆料价格较高(当然国外价格会更高),但随着需求的增加,量产增加,价格会随之降低,当我国的第二代用于电子标签的导电浆料问世时价格会有更大辐度的降低。

$分页符$ 三、挑战与机遇

1. RFID 芯片:RFID 芯片在RFID 的产业链中占据着举足轻重的位置,其成本占到了整个标签的三分之一。虽然以复旦微电子、上海华虹、清华同方为代表的中国集成电路厂商已经攻克了相关技术,打破了国外厂商的垄断,但是面临的设计困难还很多,主要是:1)苛刻的功耗限制;2)片上天线技术;3)后续封装技术;4)与天线适配技术。正是由于如此多的设计困难,所以芯片的生产都为我国厂商控制,尽管国内芯片的研制得到较快的发展,但距大批量的生产还有一段路要走。

2. 关于标签价格:以我国现用电子标签为例,铁道部所用标签的成本为20元(人民币),能说不贵吗? 有人问为什么海尔贴R F I D 标签?答曰:如果不贴RFID 标签,沃尔马不让进店——这是强制措施的结果。不少专家和有关公司总裁无不议论R F I D标签的价格,国外也是如此,都认为成本是制约RFID 产业发展的一个重要因素,如ST公司正在投入巨大的力量研究支撑5美分/片标签的新技术,除去芯片的成本,凹印或网印的成本约占标签总成本的65%,约3.25 美分,这能说不贵吗?我们认为在发展中国家这个5 美分至少要减少二分之一或三分之二。

2004 年我和RFID 的中国制造商接触, 当时谈到价格为0.20~0.25 元/片(出口价),而今年再问时, 大都已经降至0.08~0.10 元/ 片了。尽管如此仍有利润空间,如果销至国内,情况就不同了,这是因为从国民经济的发展来看,物价指数均远远低于发达国家。山东巴比伦印花公司老板刘建新告诉我,一件人民币10元的T恤在发达国家要卖12~16 美元,贴上5 美分的RFID标签有何妨?而在我国1 0 元的T 恤再贴上几角钱的RFID 标签,销售商成本增加售出就很难了,如果将此费用转到零售商那里,他们也要叫苦u8943 .

3. 关于标准:科学技术发展到今天,凡是有头脑的人都不会对标准的重要性产生置疑,而标准的背后不仅仅意味着行业的巨大商业利益,更重要的是关系到国家利益和信息安全。为适应我国RFID事业的发展,年初特设立了7 个RFID 标准组:总体组、标签和读写器组、频率与通讯组、数据格式组、信息安全组、应用组和知识产权组。目前参与标准制定的企业已经达100余家,其中包括了所有本行的国内知名企业。而来自国外的一些知名企业也都有参与中国RFID 标准制定的议向。但是也有国际上的一些大企业对中国制定自己的标准都有点吃醋,鉴于中国是RFID 的消费超级大国,有着使国外公司垂涎欲滴的大市场,绝大多数的厂商又给予支持和理解。

以上三点虽说是挑战,也是机遇,在今年几部委组织的“两会”的召开和“一书”的发表,奠定了我国RFID的发展基础,明确了方向。

$分页符$四、RFID 的应用状况与发展

尽管有专家和学者形容我国RFID 技术和业界的发展是“只听楼梯响,不见人下来”,“磨蹭了几年”,“步履蹒跚”,但最近一二年的发展也有一定的提速,这是在没有政府指令情况下的提速。

1. 封装的优势:我国的电子企业在封装方面已经具有一定的优势:从

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