有机RFID:未来RFID技术发展的新希望?

2009-03-24 20:59:39来源: RFID射频快报 关键字:有机RFID标签  CMOS  技术  发展

      最近有许多关于有机RFID标签新进展(又称为塑料电子标签)的报道,报道都一致认为这些成本低、应用灵活的标签上市时间越早越好。

背景

      有机RFID标签由分层导电和非导电材料制成——如塑料,这种方法也可以生产出硅集成电路。有机RFID标签的工作原理、结构、功能及频谱划分等与无机RFID相比并没有太大的区别,二者主要的区别在于材料和加工工艺的不同。无机RFID标签的芯片部分需要通过复杂及昂贵的IC工艺在硅片上制备出来,然后再与天线部分集成在一起构成完整的标签。而有机RFID标签无需放在昂贵的清洁室中的超纯硅垫片上,它可以使用一种类似目前高速的多色印刷机的装置印制出来。因为采用了印刷电子技术,有机薄膜晶体管能够使电路制备在便宜的塑料基底上,通过卷对卷(R2R)印刷技术批量生产有机RFID标签,这不仅能减少成本,而且标签本身会有更多的弹性(弹性主要取决于特定的“油墨”成分)。

      目前有机RFID标签芯片制造的原料主要集中在CMOS(补金属氧化物半导体)上。根据网络百科全书,CMOS技术的一个显着特点是“CMOS由PMOS管和NMOS管共同构成,它的特点是低功耗。由于CMOS中一对MOS组成的门电路在瞬间要么PMOS导通、要么NMOS导通、要么都截至,任何特定时间内只有一个电路类型在运转,比线性的三极管(BJT)效率要高得多,因此功耗很低。而考虑到RFID标签所需的能量,很显然使用有机RFID标签能降低功耗。

      2006年,德国PolyICGmbH&Co.KG开发出了使用印刷和卷对卷技术生产的有机无线射频识别标签,为数据保存集成了8位RFID标签,集成了数百个有机晶体管,有机晶体管使用的半导体为Poly-3-alkylthiophene(P3AT)。2007年6月,PolyIC又开发出32位和64位存储的有机RFID标签,工作频率13.56MHz。目前,得到最充分开发的有机RFID标签的工作频率都在13.56MHz(高频)。迄今为止还没有关于在UHF频段的有机标签报告。

      读取速度历来是有机RFID标签所面临的问题,PolyIC公司所做的标签报告声称其标签最大的速度是196Hz。显然,有机RFID标签在速度上并不占优势。

      从好的方面来说,虽然标签的内存历来都极为有限,但是目前的几代有机RFID标签(包括现有的或正在研发的)都能支持至少96bit的EPCglobal数据,而且将来还会拥有更多的内存。最近,比利时IMEC与荷兰HolstCentre在ISSCC上发布了128bit的“有机RFID转换器芯片”技术。尽管“性能指标尚未达到实用水平”,但已经具备RFID所需要的大部分功能,是有机电子学迈出的重要一步。

      除了速度和内存问题外,值得注意的是最近5年来一些学者一直声称,有机RFID标签技术将永远无法实现接近13.56MHz时的性能。迄今为止有机RFID标签只能用于品牌保护和票证,尚不适合复杂的库存管理。为了满足那些它们最适合的应用的要求,有机器件还必须更进一步。

      不过,PolyIC制作完成有机无线射频识别标签10个月后发现产品的特性仍未出现下降。因此,该公司认为这种无线标签能够确保1年以上的元件寿命。

有机RFID标签给开环系统带来的潜在效益

      RFID在开环系统应用中的一个比较明显的限制就是标签一次性使用的要求。目前使用的硅芯片,在制造的时候需要非常昂贵的技术,而硅芯片的使用也会相应增加标签的成本。

      以硅为基础的无机RFID产品的读/写速度、性能和使用寿命在许多应用中是必要的,但在其他的应用中可能没那么重要——这也正是低成本的有机RFID标签可以发挥积极作用的地方。

      有机RFID标签的成本只有今天所用的无机RFID标签成本的一小部分,据NatureMaterialsCommentary杂志报导,全有机的RFID标签成本将降至每枚0.01~0.02美元。毫无疑问,使用有机RFID标签将提高投资回报率,并且在需要给更多的商品贴标时会更划算。

   

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关键字:有机RFID标签  CMOS  技术  发展

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/afdz/2009/0324/article_1484.html
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