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RFID到底在哪里?
踏破铁鞋无觅处

【作者: 王岫晨】2005年08月05日 星期五

浏览人次:【6837】

RFID可取代传统商品条码、加快结帐速度、方便医药管理、加速旅行通关、便利制造业运筹管理…。这些RFID带来的便利性任何一个消费者都可以朗朗上口,但是人们也不禁要问:RFID到底在哪里?


其实,越是要让日常生活更加便利的技术,往往越是让人看不见、摸不着。本文将从几项更接近生活的RFID技术出发,除了介绍其如何将便利性与安全性带至人们的生活,分析其尚待改进的缺点之外,并帮读者找出这些RFID到底「藏」在哪里。


UHF-RFID发展新契机

由于不同的国家有不同的频段,晶片设计也必须涵盖较宽的频段以及更好的性能表现。 TI从1991年开始发展出低、高及超高频段的技术,因此解决方案相当完整,这些技术符合了ISO1593、ISO14443及ISO18000-3等标准。


TI大中国区传感器与无线射频销售经理顾雷表示,TI从1999年起开始发展UHF(超高频段)产品,涵盖的频段为860~960MHz。因此,TI能有效因应客户在不同的频点所衍生出的不同需求而提供系统整合。 UHF(超高频段)是RFID发展的一个新商机,因为其速度更快,未来会更倾向供应链、物流的应用。而UHF的出现也让RFID应用范围扩大,因为UHF(860~960MHz)的传输距离最远可在5公尺之外,通讯品质和价格都占了优势。但UHF无法完全取代HF,所以在应用方面会有所区隔。


RFID就在车子里

TI的RFID应用主要有2大方向:首先是在车用市场。又分为两大主流。一是汽车晶片防盗,亦即将RFID晶片内置于钥匙里,目前在中国市场正逐渐兴起;二是识别功能,只要把钥匙放在口袋,车子本身会辨识司机。目前Lexus的05年车款,还有Nissan在中国的车系都有安装这种功能。


RFID就在金融卡里

其次是物流管理,包括医疗、药品管理及信用卡付费,还有防伪管理。北美、欧洲重视医药RFID的规范;美国运通卡则从去年开始和TI合作,使用TI的解决方案管理信用卡的安全机制(主要是采用ISO14443的规范加密);而中国大陆和香港则会着重产品本身的防伪能力。 TI不论在UHF及EPC Global标准都投入研发已久,因此可以预期未来在物流或供应链管理方面将会有不错的成长。


顾雷指出,为了提供RFID应用的更高安全性及便利性,目前在信用卡的部份,TI采用了ISO14443国际标准规范的加密算法,如美国运通卡就已经开始和TI合作。 TI提供的解决方案,可以妥善保护卡片主人的资料,协助系统架构高加密程度的加密系统。


《图一 飞利浦半导体智能型识别产品资深业务工程师黄诗彦》
《图一 飞利浦半导体智能型识别产品资深业务工程师黄诗彦》

UHF将是TI发展重心

RFID不是万能的,不能解决所有的需求,因此TI会专注于大陆车用市场,及防伪与物流管理的应用。不过,TI的解决方案涵盖大部份国家的频段,可应用的地域范围广泛,这是TI在发展RFID所具备之优势所在。


就专业数据分析,RFID未来的成长点会在三至五年内,在2008到2010年会有比较大的市场应用。 TI也将花费一~二年的时间做市场应用及行销推广。


TI未来在RFID的发展方向上,将会建构一个完整的行销团队来推广RFID,除了配合现有产品的规划,还会增加人力在EPC UHF的销售及服务,包括销售、市场及工程师,增设台湾工程师,及大陆的工程师与销售人员,以提供技术支援及客户的服务管理。 TI也会将重点放在UHF。


TI也将寻求更多的合作伙伴,如系统商及软体供应商等做协助推广的工作。


就TI在未来RFID晶片解决方案的扩展计画来看,TI了解,必须要有市场需求、用户需求,才能驱动更多的应用。所以TI会去发掘市场的需求,甚至为市场创造需求。因此,TI会做好RFID基础建设,建立更多合作伙伴关系,发展销售之道。从晶片、tag一直到参考设计及读取机参考设计,TI都会提供客户最完整的服务。


就RFID相关产业的市场规模而言,举例来说,TI提供快速且低成本的RFID解决方案,到目前为止已经有超过1亿6000万颗的感应器在市场被使用,应用遍及畜牧、车辆安全防盗、后勤管理、无线感应付费、消费忠诚度管理及资产管理等领域,而且市场占有率也相当高,在畜牧业占了80%的出货量,在汽车业占了50%的出货量。


《图二 日晶科技营运处协理苏俊明》
《图二 日晶科技营运处协理苏俊明》

HF-消费生活新体验

谈到RFID的便利性应用,就不能不提到飞利浦。特别是消费者希望更简化与环境的互动方式,只要携带轻便的装置出门,就能一路畅行无阻。而飞利浦也周到地设计多款应用产品,让消费者轻松携带,安心使用。


飞利浦半导体智慧型识别产品资深业务工程师黄诗彦指出,飞利浦在RFID产品发展上的四个主力产品分别为125KHz、13.56MHz、UHF与2.45GHz等四个频段,包括125KHz的HITAG、13.65MHz的I-CODE /MIFARE/NFC,以及从UHF至2.45GHz的UCODE HSL。


RFID就在悠游卡里

包括美国太空总署的门禁卡、八达岭长城的电子票务系统,与大家每天出门必备的台北市捷运悠游卡都是采用MIFARE晶片。飞利浦的MIFARE晶片频率为13.56Mhz,与ISO 14443 A感应式智慧卡及读卡机国际标准完全相容,因此作为纯感应式双介面智慧卡和读卡机设备的晶片解决方案实至名归。目前飞利浦的MIFARE拥有80%的全球市占率,涵盖低阶到高阶应用,适合用于各种研发方案,例如交通应用、活动票务,及对安全度要求很高的应用,例如政府电子化作业、银行金融业与安全门禁管制等。


RFID就在手机里

《图三 RFID使用于物流管理》
《图三 RFID使用于物流管理》

目前,飞利浦是国内经济部通讯产业发展推动小组推动的「近端行动交易服务计画联盟」成员之一。此联盟主要是藉由整合此业界中包括晶片、电子产品制造商、交通运输、金融机构与电信业者的产品或服务,来推动非接触式传输与电子行动付款(e-payment)服务。在此计画中,台北智慧卡票证股份有限公司负责建构台湾非接触式传输的基础建设,而飞利浦以近距离无线通信NFC(Near Field Communication)技术,在单晶片解决方案内整合非接触式读取机、非接触式智慧卡以及点对点传输功能,担任联盟内技术支援的角色。


黄诗彦指出,NFC技术结合了感应式识别和互联技术,在单一晶片上整合感应式读卡器、感应式卡片和点对点功能,使用13.56MHz频率,操作距离为1至数公分。 NFC是一个开放式平台,可进行快速的无线网路自动安装,同时可作为行动通讯、蓝芽或无线802.11等现有设备之虚拟连接器。除了符合ISO 18092、ISO 21481、ECMA(340、352和356)与ETSI TS 102 190等标准,并相容于以ISO 14443A为基础之感应式智慧卡架构,如MIFARE技术。


NFC技术能透过连结任两部设备,安全便利地交换资讯或存取内容和服务结合感应式识别以及互连技术,做到个人电子设备间的短距离通讯。比起WLAN需要网路搜寻时间,NFC以立即感应的方式将更有效率,而且NFC不必透过网际网路传输,因此安​​全性问题将可大大减低。未来可携式装置可同时内建WLAN与NFC以达功能上的互补。然而,NFC技术要普及,除了使用者的可携式装置之外,大众运输系统与便利商店等都需普遍设置感应器,否则消费者带着NFC装置出门将无用武之地。


NFC技术现已应用于手机上,不久之后,手机就是一个结合售票机、门禁卡、交通卡、现金信用卡和电子商务卡等功能于一机的便利装置。使用者只要透过手机,便可轻松搭乘大众运输系统、进行交易、进出门禁管制或者储存数位认证资讯。


RFID就在护照里

另外,值得一提的是,因应安全考量,德国政府选择飞利浦的非接触式智慧卡晶片使用于智慧型护照上。此种智慧卡晶片获得德国资讯安全联邦办公室(German Federal Office for Information Security)的Common Criteria EAL5+认证,并符合国际民航组织(International Civil Aviation Organization;ICAO)所订定的智慧型护照要求。该晶片采用低电压通讯商议技术(handshaking technology),能符合ISO/IEC14443标准之电力规范,并具备72Kbyte EEPROM记忆体。这些特性让这款智慧卡晶片在护照使用的安全性上更加提升,并拥有更长的资料保存时间。


《图四 RFID使用于供货炼管理》
《图四 RFID使用于供货炼管理》

2.45GHz-轻薄短小的微波技术

日晶科技为日立(Hitachi)μ-Chip技术之海外技术授权厂商。日晶科技营运处协理苏俊明指出,日晶以2.45GHz频段之μ-Chip技术制造RFID读取设备,全球现今有能力发展HF以上频段技术之厂商不多,其原因是HF以上频段研发人才缺乏,且开发所需之经费高,因此日晶为全球少数具备此种2.45GHz微波技术之厂商。


μ-chip是一种操作于2.45GHz频段之RF晶片,2.45GHz之频率优点为体积小,且价格便宜。以此频段所开发出来的晶片,皆具备轻薄短小之优点,其CMOS制程可在一片8吋晶圆上切出20万片μ-chip,因此可将RFID Tag最小化,以方便贴附于商品上,供物流辨识之应用。


μ-chip是唯读(read only)晶片,每一片晶片都具有其单一性之ID code inside,因此很难被仿造,对于安全性之应用非常重要,非常适合用于防伪及追踪等用途。另外,也因为这种微波特性可将Tag体积最小化,因此其价格比起其他RFID晶片也较为便宜。 Tag在系统中扮演了资料辨识、储存与追踪等角色。因此如果Tag之价格与体积减少,对往后RFID之发展将有决定性的影响。


RFID无所不在(ubiquitous)

μ-chip的应用可说是不胜枚举。除了零售、物流商品的管理、钞票防伪、医疗与回收管理之外,在商标上使用μ-chip可确保商标的信赖度,防止商标遭​​伪造以提高商品价值,如此消费者可以买得安心、用得有保障。在耗材的管理上,μ-chip能用以认证正厂耗材,或在商品中内建μ-chip读取器来判定耗材来源,如此可保障消费者降低因使用非正厂耗材所造成的财产损失。而在有价票券的防伪应用上,透过使用含有μ-chip的纸张(μ-paper),便可确保票券是否为伪造,而且不论何时何地都可安全地以此种纸张列印有价票券。这种μ-Paper还可使用于公共事务上,民众可不受时间与地点限制,透过终端机申请证明文件。另外,2005年在日本爱知县所举办的国际博览会,其门票系统也是采用μ-chip,以方便参观者进场。


《图五 可自动辨识司机的汽车钥匙》
《图五 可自动辨识司机的汽车钥匙》

RFID就在你身边?

RFID普及与否,主要影响的三个要件分别为辨识率高低、隐私权与安全性争议的解决,以及控制成本。目前RFID的辨识率约在70~80%上下,将来可透过改善货物扫瞄或摆放以提高辨识率。至于隐私权及安全性争议,可利用软体消除RFID上纪录的资料等方法解决。而晶片成本问题,则牵涉到半导体制程与内建之记忆体大小,成本越高,则越不利物流业者之应用。


其实不可讳言的,目前RFID在晶片技术、设计及应用上仍遭遇些许挑战。如读取效率、速度、防冲撞的技术以及晶片在性能和成本的比率。另外,金属干扰也是另一个问题,因为它一定会影响RFID tag的性能表现。但这不能单靠晶片解决问题,也仰赖系统的设计来克服。目前TI在设计上避免金属干扰的作法主要是在材料及设计方法做配合,至于tag的设计则不会用太复杂的材料。但是这些作法都需考量成本的控制。


目前RFID针对不同应用都有特定频段,而其不同频段也存在着不同标准,这些技术的相异性让RFID的发展面临极大问题,因此尽管各家厂商无不引颈期盼RFID市场可以快速成长,但以现在的情况看来,此一市场的成长速度将不如预期之快。且RFID之主要供应商还是以国外大厂为主,台湾厂商之技术能力较为不足,多还徘徊在LF与HF之读取设备开发上,未来还有很大的发展空间。而日晶则是与系统整合厂商(SI)密切合作,例如台湾的大同、宏碁与精业等厂商。


结语

RFID未来的发展将会更贴近人类生活的需求,并发挥更多的市场应用。目前最热门的领域当属供应链及物流管理应用。仅管市场需要一到二年时间来进行推广,但是未来三到五年内RFID应用将会有快速的成长,因此,其发展前景相当令人期待。


在发崛市场及需求的同时,有关ISO规范/EPC Global规范,应该要统一标准,才能大幅促进RFID更快速地发展。而就台湾RFID应用市场的发展来看,台湾的优势在于拥有多年大规模生产、系统研发及物流的应用,并且台湾研发经验丰富,尤其在系统研发上。以汽车防盗为例,主要是由台湾研发单位协助发展。所以台湾未来会有更多系统开发、封装tag的发展机会,在设计及生产上都将位居领先。


延 伸 阅 读
目前图书馆的纸本资料除以光学条码(optical barcode),作为每一本书的辨识码之外,为安全理由,还需加贴磁条,以防图书未经许可被携出。应用RFID技术,以RFID TAG取代条码及磁条,借还书免除消磁及上磁的工作。相关介绍请见「RFID 智慧型馆藏管理系统 」一文。
2004年10月20日,正在中国进行工作访问的国际物品编码协会首席执行官米盖尔·罗佩拉和全球产品电子代码中心主席克里斯·艾德库克在中国物品编码中心举行的媒体见面会上,澄清了电子标签应用于流通领域后,条码将很快被电子标签取代的错误说法。你可在「 电子标签是否会取代商品条码」一文中得到进一步的介绍。
RFID(射频识别)是一种自动无线识别和数据获取技术,已经在很多领域得到广泛应用。本文介绍了主流的RFID技术的性能特点,并分析了未来该技术的应用趋势和技术发展趋势。在「RFID技术应用及其发展趋势分析 」一文为你做了相关的评析。
相关网站

NFC论坛网站

TI网站

日晶科技网站

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