本文來自物聯(lián)網(wǎng)智庫，作者/物聯(lián)網(wǎng)智庫。
如今，超高頻已經(jīng)成為了RFID應(yīng)用的重要實施方向，攻克了物流、零售等流動性強(qiáng)、終端龐雜的應(yīng)用場景，并逐步向傳統(tǒng)高頻應(yīng)用市場滲透。同時具有核心技術(shù)、成本控制和安全可控能力的御芯微已經(jīng)走出了一條國產(chǎn)化道路。
在可以預(yù)見的未來，物聯(lián)網(wǎng)將是無處不在的，而在加速奔向萬物互聯(lián)時代的過程中，節(jié)點數(shù)量巨大、分布廣泛的智能終端和傳感器在部分應(yīng)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(shù)百億物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點，供電受限無疑是應(yīng)用落地的最大挑戰(zhàn)之一，為了解決這只“攔路虎”，“無源物聯(lián)網(wǎng)”在近兩年來受到的關(guān)注程度不斷提高，相關(guān)技術(shù)與產(chǎn)品也在快速成長。
其中，RFID堪稱是我們最熟悉、應(yīng)用最廣泛、最成熟的無源物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，隨著應(yīng)用的發(fā)展，如今談來也并不過時，相反，隨著數(shù)字化程度的加深，無源超高頻RFID技術(shù)迎來了新的春天，并將在各垂直行業(yè)釋放出更大的應(yīng)用價值。
過關(guān)斬將，超高頻RFID正當(dāng)時
經(jīng)過十余載的發(fā)展，RFID產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)非常成熟，無源RFID標(biāo)簽、尤其是超高頻無源RFID標(biāo)簽的價格也已經(jīng)具備了規(guī)模化應(yīng)用的基礎(chǔ)，同時，超高頻無源RFID標(biāo)簽無需供電，與讀寫器配合即可實現(xiàn)能量驅(qū)動的特點也進(jìn)一步推動了其在資產(chǎn)管理、倉儲物流、服貿(mào)零售、醫(yī)療、煙酒、能源等各個行業(yè)的落地。
以物流倉儲行業(yè)為例，對于目前業(yè)內(nèi)應(yīng)用較為廣泛的二維碼與條形碼而言，對貨物進(jìn)行識別、定位和軌跡規(guī)劃的前提是對“碼”進(jìn)行精準(zhǔn)識別。行業(yè)使用最多的識別方式便是手持掃碼器或AI視覺系統(tǒng)，但因必須要精準(zhǔn)掃描才能識別，所以普遍存在人工作業(yè)效率低、易出錯、漏讀、成本高且需要定時維護(hù)等問題。
尤其是利用視覺系統(tǒng)掃描二維碼/條形碼時很容易出現(xiàn)因多個貨品、快遞疊放而導(dǎo)致的二維碼/條形碼被遮擋，從而導(dǎo)致遺漏或識別錯誤。此外，視覺識別二維碼/條形碼對于環(huán)境光線與通信穩(wěn)定性要求較高，在智能化程度不足的倉庫或昏暗的“黑燈工廠”內(nèi)容易受限。
相比之下，使用超高頻無源RFID標(biāo)簽則可以在最大程度上避免環(huán)境與人為因素引起的識別誤差。不同于二維碼或條形碼，超高頻RFID技術(shù)具有一定的穿透性，無需刻意搬運包裹即可讀寫。同時，RFID標(biāo)簽還具有二維碼與條形碼不具備的防水防磁、耐高溫、使用壽命長、讀取距離遠(yuǎn)、數(shù)據(jù)時效性強(qiáng)、標(biāo)簽數(shù)據(jù)可加密、存儲數(shù)據(jù)容量大、全電子化操作、信息可溯源不易篡改等優(yōu)點，更不用受限于環(huán)境光線。更重要的是，無源RFID標(biāo)簽的成本低且無需維護(hù)，卻依然能夠?qū)崿F(xiàn)相對高精度的定位與批量識別，而高準(zhǔn)確率的快速自動識別還能提升工作效率。
簡而言之，RFID標(biāo)簽在讀寫便利性、時效性、安全性、可溯源等優(yōu)勢的加持下，不僅在倉儲環(huán)境中加速普及，同時也在持續(xù)擴(kuò)展應(yīng)用場景。然而，也正是在實際應(yīng)用淬煉中，傳統(tǒng)高頻RFID技術(shù)識別距離近、不支持群讀、識別準(zhǔn)確率低、自動化管理難等問題逐漸顯現(xiàn)，超高頻RFID技術(shù)則憑借群讀能力強(qiáng)、識別距離遠(yuǎn)、可多次讀寫、數(shù)據(jù)的記憶容量大等特點異軍突起，成長為RFID領(lǐng)域的“強(qiáng)力軍”。
考慮到龐大的終端數(shù)量，超高頻標(biāo)簽相比高頻標(biāo)簽在制造成本方面具備極大優(yōu)勢。隨著超高頻RFID讀寫器成本逐步降低，有望替代NFC門禁等大部分近距離應(yīng)用場景?？梢哉f，超高頻已經(jīng)成為了RFID應(yīng)用的重要實施方向，攻克了物流、零售等流動性強(qiáng)、終端龐雜的應(yīng)用場景，并逐步向傳統(tǒng)高頻應(yīng)用市場滲透。
超高頻RFID工作頻段為840MHz～960MHz，世界領(lǐng)先的零售商沃爾瑪于2020年起開始在零售服裝行業(yè)開始采用UHF RFID(超高頻RFID)標(biāo)簽，從那時起，庫存管理得到了顯著的改善，從而為客戶帶來了更好的店內(nèi)購物體驗，同時增加了顧客的回購率，最終提高銷售潛力。其還于2022年初宣布，在2020年成功推動UHF RFID標(biāo)簽應(yīng)用于零售服裝的基礎(chǔ)上，計劃將RFID的使用擴(kuò)展到其他零售部門。
國產(chǎn)超高頻RFID何以立身?
后疫情時代，“無接觸經(jīng)濟(jì)”推動了RFID在無人零售以及醫(yī)藥器械溯源等場景下的快速發(fā)展，線上購物的持續(xù)走高以及物資流轉(zhuǎn)可視化需求的提升拉動了RFID在倉儲物流行業(yè)的普及推廣，工廠的柔性化生產(chǎn)與數(shù)字化運營也在RFID的助力下實現(xiàn)了更加高效的數(shù)據(jù)采集以及供應(yīng)鏈管理……也正是在多點開花的落地應(yīng)用中，超高頻RFID市場得到了長足的發(fā)展。
據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2022年RFID市場規(guī)模及發(fā)展前景預(yù)測分析》顯示，自2010年中國物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展被正式列入國家發(fā)展戰(zhàn)略后，中國RFID及物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)迎來了發(fā)展機(jī)遇。2019年，中國整體宏觀環(huán)境遇冷，市場增速下降，但整體仍保持增長趨勢，市場規(guī)模約為1100億元。2020年，基于RFID技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域越發(fā)廣泛，RFID市場規(guī)模將繼續(xù)保持高速增長趨勢，2020年末我國RFID市場規(guī)模突破1200億元。預(yù)計2022年將進(jìn)一步增長至1601億元。
盡管我國RFID產(chǎn)業(yè)始終處于上升期，但也仍在承受著來自于海外廠商的技術(shù)壟斷壓力以及核心技術(shù)不可控、原材料價格波動等帶來的高成本問題。同時，如何在低成本的被動標(biāo)簽上增強(qiáng)隱私保護(hù)也是亟待解決的挑戰(zhàn)。技術(shù)、成本、安全的各項問題一直制約著超高頻RFID行業(yè)應(yīng)用的發(fā)展。
換言之，大有可為的超高頻RFID市場呼喚具有核心技術(shù)、成本控制和安全可控能力的國內(nèi)企業(yè)，在這個極具發(fā)展前景的市場中走出一條國產(chǎn)化道路。而今，同時具有這三種能力的御芯微已經(jīng)成功邁出了堅實的一步——其獨立研發(fā)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，并進(jìn)入量產(chǎn)階段。此外，御芯微還推出了UHF RFID超高頻射頻識別標(biāo)簽芯片UC8622T，并支持無源測溫功能和國密SM7算法，為客戶提供了更多基礎(chǔ)應(yīng)用，并提高了系統(tǒng)的安全性。
圖1.UHF RFID讀寫器芯片UC8688
御芯微針對高性能、高性價比、低成本、低功耗、小型化等多樣化產(chǎn)品需求，聚焦高、中、低端全系列讀寫器產(chǎn)品全自主IP內(nèi)核研發(fā)，目前已經(jīng)推出4款讀寫器模塊UCM608/UCM606/UCM602/UCM601，支持主流協(xié)議包括EPCglobal UHF clas s 1 Gen 2/ISO 18000-6C，以及國標(biāo)GB/T 29768-2013。
低端系列UCM601是基于UC8688研發(fā)的高集成、超低成本UHF RFID讀寫器系列模塊，包含UCM601和UCM601B兩種不同規(guī)格，內(nèi)置板載天線，識別距離可達(dá)50cm，集成HID芯片，適用于固定桌面式、手機(jī)直連等應(yīng)用場景，可替代NFC門禁等大部分近距離應(yīng)用場景。
UCM602基于UC8688單芯片架構(gòu)，兼顧系統(tǒng)控制和物理層收發(fā)鏈路，能夠保證系統(tǒng)識別、讀寫效率，提供單天線端口，識別距離可達(dá)3m，適用于手持機(jī)等低功耗、中等距離識別場景。
中高端讀寫器UCM606集成MCU芯片UC8088和UHF RFID讀寫器芯片UC8688，采用雙CPU架構(gòu)，系統(tǒng)控制和物理層收發(fā)任務(wù)并行，極大提高整體性能，支持4路天線端口，識別距離可達(dá)10m，可滿足物流、零售等大部分UHF RFID應(yīng)用場景。
UCM608同樣也采用了雙CPU架構(gòu)來提升整體性能，讀寫器芯片采用增強(qiáng)性能版UC8688E，提升了接收靈敏度和識別速率，識別距離可達(dá)15m以上，可滿足智慧醫(yī)療、智慧畜牧等高魯棒性、高性能應(yīng)用場景。
圖2.基于UC8688芯片的讀寫器系列
圖3.基于UC8688芯片的讀寫器系列
基于獨創(chuàng)自干擾消除算法、防碰撞算法等核心技術(shù)，御芯微推出的UHF RFID系列模塊可以實現(xiàn)密集標(biāo)簽識別、讀寫，識別距離可達(dá)50cm—15m以上不等，峰值盤點速度可達(dá)30張/秒—600張/秒不等，同時還支持國密SM7算法，可用于防偽溯源領(lǐng)域，而全自主研發(fā)也在極大程度上保障了成本的可控，兼顧了UHF RFID的高安全性與高性價比。
更重要的是，御芯微擁有全自主IP核的UHF RFID讀寫器芯片UC8688和標(biāo)簽芯片UC8622T支持測溫功能，而“RFID+溫度傳感器”的標(biāo)簽配置也使其在產(chǎn)業(yè)端的應(yīng)用有了更大的想象空間。由于溫度傳感器不僅市場體量大，而且敏感性強(qiáng)，其與RFID的結(jié)合也勢必將以雙贏之勢在更多場景下實現(xiàn)落地。
全自研技術(shù)、國密級別安全保障、成本下探、集成溫度信息等諸多能力傍身，御芯微的UHF RFID產(chǎn)品目前已經(jīng)在電力、商業(yè)服貿(mào)終端系統(tǒng)集成應(yīng)用、自動販?zhǔn)蹤C(jī)、能源資產(chǎn)管理等行業(yè)實現(xiàn)了規(guī)?；瘧?yīng)用。
寫在最后
近年來，小到半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，大到整個物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，國產(chǎn)企業(yè)受制于關(guān)鍵技術(shù)“卡脖子”，在成本與供應(yīng)鏈方面處處掣肘，而御芯微始終堅持自主研發(fā)，目前已成功研發(fā)出5款擁有全自主IP核的物聯(lián)網(wǎng)芯片，并已全部成功量產(chǎn)。而自研IP背后不僅是核心技術(shù)可控，同時也可以通過本土化將成本降低，進(jìn)而推動產(chǎn)品規(guī)?；瘧?yīng)用。未來御芯微還有多款行業(yè)芯片，賦能更多細(xì)分領(lǐng)域!
