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RFID标签,RFID读写器,UHF读写器

RFID为中国带来的商机

来源:创方科技点击数:2256更新时间:2013-03-25

1 从RFID定义看技术的覆盖范围
    RFID全称Radio Frequency Identification,它是一种非接触式的自动ID识别技术。
    RFID作为射频标签的应用在互联网的时代得到较广泛重视,可见RFID在当今被看好的原因是它是对于条码的改进,适用于物品管理的技术。但是,RFID 的这种应用还没来得及普及就被证卡类厂家看中并飞速地在证卡票券上得到迅猛展开。证卡应用本身不以获取物品ID为目的应用,而是直接进行信息验证和交换的。而RFID本身的概念是“射频ID识别”,简称“射频识别”,尽管简称中忽略了识别对象。于是在定义RFID的时候便面临着困难的选择——证卡应用是否应被包括在内。我认为,把证卡这种与标签同时兴起的应用归并在RFID中未尝不可。于是我们可以这样定义RFID:
    RFID(Radio Frequency Identification)是用电波通信的方法在读写器(reader/writer)和应答器(transponder)间写入或读出编码来进行对被标示个体的识别或两者之间相互传递数据的方法。
    手机在被呼叫时是利用射频识别ID(电话号码)来定位的,比起证卡应用来与RFID的概念更加吻合。但是由于手机是从利用射频技术从固定电话衍生过来的历史原因,比RFID在网络环境下得到重新认识来的要早,而且它是一种远距离的通信技术,有悖于RFID这种射频技术的近距离应用习惯,所以一般不主张将其归类在RFID之中。因此,根据习惯和RFID的物品自动识别与信息交换的初衷,其有效工作范围在无源方式条件下的数厘米到数米,而有源方式条件下在数百米内的近距离远场通信是RFID的大致工作范围的界定标准。

2 从RFID分类看技术延伸
    上面提到的有源和无源方式是从英文意译过来的,直译应该是主动(active)和被动(passive)式。应答器是否采用电池来驱动使其本身的工作状态大不相同。不采用电池,应答器工作所需电源从读写器发送的电波中获得,这就是“被动”式也称作“无源”式。这种方式可以是应答器做得很小从而减低成本,同时体积小便于携带,可以在半永久状态下工作,没有电池寿命的后顾之忧。缺点是收取和发射信号能力较低,影响了读取率和信号传送距离。RFID最初的应答器使用分立元件制成,但随着成本要求的严格和制造技术的提高,如今芯片已经可以做到0.25毫米以内的尺寸了,例如可在一枚200毫米的晶园上生成6万颗芯片,而且其体积将越来越小,在芯片上所需成本就越来越低。为了追求低成本和小体积,在应答器上不搭载电池既是“明智”之举又是“无奈”之举。但是这里将产生RFID定义上的不同意见,搭载了电池的应答器还是RFID吗?因为搭载了电池之后的应答器虽是目前RFID的原始状态,但是目前在性能和成本上与上述两项应用(证卡和标签)大相径庭,而且不是简单的识别ID和交换简单信息了,必然要做很多技术扩充去满足形形色色的应用需求。所以有人认为在目前RFID 的应答器原件的体积和成本空前低下的今天有必要考虑有源方式不再归类于RFID而应该归类于近距离自动通信领域。在这个领域内又可以派生出UWB(超宽带)、WSN(无线传感)、ZigBee(紫蜂)、WLAN(无线局域网)、WiMax(无线接入)等近距离通信技术来,这些技术已经不再仅仅局限于自动识别和信息交换,而是自动控制、数字城市、数字家庭、智能交通等的重要工具,深入开发这些技术可以最大限度地发挥射频通信和无线互联技术的作用。
    当RFID用于物品的时候,应答器又可以称为“标签(tag)”,RFID的初衷在于用射频标签技术对物品进行标示和试读。在中国有很多企业在物品应用上作了很多实验和尝试。列车、集装箱、托盘都是运载工具,但又是物品。在这些应用中最成功的莫过于列车车辆的管理。
    除了标签应用之外,就是证卡应用。当前证卡的应用大大超过了标签的应用。证卡应用的技术被日本的索尼公司和荷兰的皇家飞利浦公司统合后成为国际标准,这项技术被统称为NFC(Near Field Communication),是近场通信。目前,凡是应用13.56MHz(ISO-14443)频率,与读写器配合使用的射频卡应用都可以归类为近场通信技术。
    目前,RFID的应答器和读写器都在与手机结合起来,分别起到小额支付和防伪的作用,这些应用在国内尚未形成规模,但是这种趋势十分明显。如上所述在有源RFID的基础上容易扩展到射频通信和无限互联的领域中去。
    搞清这些RFID以及关联技术的相互关系甚为重要,这可以使我们明确企业的商业定位,以及用户根据各自特点决定哪种技术更适合实际需求。

3 从RFID产业看给中国带来的财富
    RFID与条码不同的是条码除激光扫描机和后台数据库软件之外,技术含量并不高,没有太多值得企业研发的产品。RFID则大不相同,正是有了射频标签,便产生了芯片设计、芯片制作(流片)、芯片的封装、裸签的二次封装、制造和检测设备、电子及化工原料乃至有关环保设备等等,带动了一个产业链。这个产业链孕育和培育着巨大的商业空间。
    射频标签在国内大量使用的是高频(HF 13.56MHz)和超高频(UHF 915MHz),其中以证卡类的HF标签占了绝大部分,其中航天金卡和同方股份占有极大的市场份额,NXP、TI、英飞凌等公司紧随其后。UHF用量较低,仅有约1000万枚,以艾利丹尼森和ALine为首、蓝泰不干胶紧随其后。国内使用标签的总量约每年4亿枚。最终封装好的标签(射频卡)按照5元/枚计算,合计20亿元,在使用标签的同时,软件、读写器、数据库和其他相关设备约为标签的6-8倍,按平均的7倍计算,为140亿元,但是加上技术集成、销售和厂商利益每年的直接产业规模达到100亿元。它给所覆盖的产业带来至少有10倍的经济和社会效益(包括节省人力,提高效率等),即1000亿元。总之,以标签20亿元的技术计算,RFID在目前的应用所带来的效益是其50倍的1000亿元。可见,RFID在目前中国的初期发展中已经带来了巨大效益。
    如上所述,至今为止我国RFID的应用主要表现在证卡(票券)类方面。预计在未来5年中,此类应用还将以更大规模在如下新的领域内得到继续和发展,例如电子护照、医疗证、银行卡、信用卡、会员卡等等。这类应用几乎都是反复使用的,所以其中某项应用做到人手一卡便是市场的饱和值,5年后每年使用总量约可达到每年10亿枚,带动市场以及效益约为每年2500亿元。但那以后,随着证卡应用和手机结合的更加成熟,证卡票券的RFID应用将进入整合阶段、RFID在标签数量上将锐减,但是经济与社会效应还将逐年提高。
RFID在对于物品管理类的应用目前还比较少,主要是图书馆(HF主流)、出口商品包装(UHF为主流)。这是一个最值得期待的领域。在未来5年内,UHF必将在食品跟踪、防伪、医疗医药、生产制造、车辆管理,以及HF在图书、设备管理中得到巨大应用。RFID的发展过程类似条码在我国早期的发展,不是一蹴而就的。条码从开始到逐步普及经历了二十年的时间,目前甚至可以说还远远没有普及,由于遭遇到更适宜电子商务和互联网的RFID,于是条码的发展速度便大大放缓。预计RFID在5年后的2013年对物品应用的标签的年使用量为40亿。届时的标签的价格可望降至1元以下,而其经济和社会效益约为40亿元的50倍达到2000亿元。但是对物品的包装应用多为一次性的,所以标签的用量将十分巨大。随着防伪效果的震慑作用和社会道德的提高,防伪需求的增长将逐年回落。
    综上所述, RFID今后5年的发展,将是证卡类应用的大发展以及标签应用的超速发展,到2003年的时候,对物品标签的用量已经大大超过对人员的证卡使用量。RFID在证卡和标签两项应用带来的每年的效益总量为4500亿元。
    这种推算有一定的流动性,必须考虑的因素有国家和各级地方政府怎样推动RFID产业的发展。当前国家将拨款4万亿元来救助经济发展,当前主要投入在对铁路、房屋建筑等硬环境的建设上。由于我国与发达国家甚至像印度这样的发展中国家相比,铁路的人均占有里程十分低下,造成铁路运输极度紧张。住房也有类似现象。一边是炒房者“屯积居奇”,一边是低收入者“无家可归”。这些带动钢铁和建材等国民经济柱石的产业在国家政策的激励下,能够得到持续性的发展。但是同时,国家也要看好RFID对软件环境建设的推动作用,这种推动不仅能够大大促进电子商务发展的进程,还可以拖动集成电路设计和加工、新材料的研制、自动化设备的研发等等。这种投入的规模并不需要很大,重在政府的决策和协调,打破产业、地区间的封锁和行业垄断。就像铁路建设是硬件公共设施建设那样,RFID 就是基于网络系统的软件公共设施建设。如果有了这种政策支持,RFID的效益总量还将大大超过上述规模。
    可见RFID给中国带来的财富是巨大的,在目前国际金融危机当中也将为中国的IT发展带来极大的商机。如果政府引导得当,将使中国的电子商务水平在数年之内达到世界先进水平。

4 从RFID成本看“利”与“弊”
    很多人在评价RFID的缺点时都归结为其价格较高,但是为什么总是用最先进的电子通信技术与既往的条码和磁卡比较呢?这好像是拿汽车与自行车相比,虽然都是代步的工具,汽车当然要比自行车价格要高昂。高新技术一般伴随着高成本和高附加价值,这是新技术的魅力所在,高成本诱使厂商为得到利润而进行的积极参与和为降低成本而展开的竞争。条码标签不值钱,所以大家都不去竞争,只有那些印刷厂和标签制造厂在印制。
    先进技术为了普及应用,不得不降低价格来适应消费者和厂商的需求。RFID用户越多、使用量越大、技术的更新就越快、竞争越激烈,成本下降的空间也就越大。这两年刚刚普及的二代居民身份证的销售价是一枚20元人民币,但是目前这种有10亿张市场空间的卡片成本应该可以降至1元钱。对于物品使用的标签也可以做到1元钱以下,并且还有下降的空间。

5 从RFID效果看政治改革与经济开放
    电子标签为中国送来了巨大商机,饮水思源,我们在与国际交往中得到了无穷无尽的好处,难道我们不该有一颗感恩和包容的心,与世界进行沟通吗?拿过别人的东西来,就反目成仇地就跟别人一争高低、水火不相容,这种思维方式是36年前“闭关锁国”和“冷战思维”的后遗症,容易造成国际社会的反感和非议。在这种意义上说,中国改革开放的“元年”不是1978年,而是1972年,即36年前的1972年。如果没有当年毛泽东与周恩来开创的中国与美国、日本的和解,改变国际关系体制,做到的政治改革,哪里来的1976年的经济开放呢?回顾历史,纵观RFID产业的发展过程,只有与世界的“和谐“与“交融”、将老一辈中国国家领导人开创的国际和解政策坚持下去才会有中国更加灿烂的明天。