成本更低!技術攻克!RFID無源物聯網迎來新機會
RFID 技術,在感知層里面是近乎完美的 IoT 技術
“首先,其產品的價格是市場上成本最低的連接方案,目前 UHF RFID 標簽產品市場價僅幾毛錢,除它之外,市場上最便宜的藍牙標簽芯片也要幾塊錢,而其他的技術產品價格則更高。RFID 標簽是典型的感知 + 通信一體化產品,雖然不像傳感器可以主動采集周圍環境信息,但 RFID 芯片可以提前錄入各種信息并使用,這極大的降低了成本。
其次,RFID 應用場景適用性廣,RFID 標簽已經廣泛應用于生活中很多消費品中,最常見有鞋服零售的商品標簽,機場行李托運的標簽、高端白酒等,未來在快遞包裹、食品、藥品等更多的動態物聯網場景中也將會大量使用。
最近兩年,我們看到了很多項目對于標簽的定制化要求變高了,比如抗金屬、抗液體甚至帶傳感器的標簽逐漸增加,從而衍生出特種標簽市場,為特定場景帶來簡單便捷的物聯網解決方案。
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成本更低!RFID無源物聯網成本測算


從成本角度來看,UHF RFID 的標簽成本可以分為 6 個部分,即芯片、天線、生產設備投入、人工成本、其他的耗材成本以及其他運營成本,每個標簽成本占比見下表。

從上表中可以分析,標簽的成本優化的路徑有:芯片工藝的提升與國產化替代,可以降低芯片的成本;天線工藝的改進以降低天線成本;綁定機與復合機等設備的國產替代化以降低設備投入成本等。
降低成本,固然是整個 RFID 產業所關心的問題之一。但是,在成本不斷壓低的同時,創新也在這些領域不斷出現。芯片隨著工藝的演進,正在朝著更小的制程邁進。天線以鋁蝕刻天線為主,但近年來也出現了銀漿天線、絲網印天線、激光打印天線等一系列新材料與新技術。生產設備上,也出現了一些新玩家的入局,為生產設備帶來更多的可能。下面我們聚焦創新,梳理 RFID 無源物聯網中的創新性體現。
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國產UHF RFID芯片迎來技術突破


當前RFID技術實現了明顯的提升,國內芯片公司技術能力有了長足進步,多數芯片可以轉型到超高頻RFID芯片,并且靈敏度都能夠達到-24dbm。例如平頭哥半導體的宇陣611系列的靈敏度達到了-25dbm。除此之外,RFID在各個領域都體現了其創新性。

1.環保概念給 RFID 帶來的創新
環保概念在 RFID 領域的深入,引導了工藝、材料等領域的環保。在 RFID 生產過程中,環保被越來越多地被提及,各個標簽領域的企業都在從不同角度嘗試提供 RFID 環保生產的解決方案。
從工藝方面,有沖切、絲網印刷、激光、3D 打印、柔性打印等多種新型 RFID 標簽生產工藝來取代傳統的蝕刻工藝,從工藝角度來實現 RFID 生產的環保。
從材料方面,傳統的 RFID 天線多使用鋁蝕刻天線或銅蝕刻天線,從可降解的角度來看,這兩種天線都存在著一定的污染。現在,新興材料開始逐漸出現。在天線端,涌現出納米銀漿天線以及石墨烯天線。在承印材料端,出現了紙基材料代替傳統 PET 塑料基材的產品。
從設施方面,RFID 工廠也在變得越來越環保,許多大型RFID 標簽生產商開始在工廠上裝載BIPV,來降低生產過程中對電力資源的消耗。
2.“RFID+”概念的創新
在主流的物聯網應用中,往往利用 RFID 身份賦予的特性,用 RFID 賦予物品獨一無二的“身份”。但是,在許多新興的應用場景中,RFID 作為一個感知的工具,與其他物聯網產品配合使用,可以發揮更大的功能。
舉例來說,在冷鏈系統中,近年來出現許多使用 RFID 的案例。通過 RFID、溫度傳感器與 WMS 的結合,使冷鏈產品能夠在出入庫和移庫時實時監控貨物的溫度變化。通過溫度傳感器采集數據并寫入標簽的芯片中,在 RFID 標簽接收到讀寫器信號時,將存儲的溫度數據上傳至云端進行處理,以實現實時預警的功能。
RFID+,也能給企業帶來更大的效益。一個普通的 RFID 標簽,售價在幾毛錢的水平。而工業場景許多 RFID 都有抗金屬、傳感等其他需求,其 RFID 標簽的打包方案能夠有效應對特種條件、潮濕、金屬、化工腐蝕等情況,而價格可以達到幾塊錢一個產品,大大提升了 RFID 產品的價值。
3.RFID 應用領域的創新
應用領域的創新,主要集中在強供應鏈需求的領域,如食品、藥品、工業場景標準品等,這些領域都有出現從0到1的 RFID 應用。
食品方面集中在對于食品效期管理以及供應鏈管理的需求上,屬于從條形碼升級的管理方式,利用 RFID 的信息存儲能力,將有效期、產地等信息實時進行記錄,增加食品供應鏈的安全性和可溯源性。
藥品管理屬于新興的 RFID 管理需求,近年來在歐美開始逐漸出現該應用領域的案例。根據透明市場研究 (TMR) 公司報告顯示,在 2030 年后,全球醫療領域的射頻識別(RFID)市場將增長近 10%,達到超過 25 億美元。
工業場景的RFID 密集應用主要集中在新能源、汽車配件等近年來快速發展的行業,這些行業由于在近年的高速發展,積累了比較多的資金和訂單,于是有能力布局生產數字化。而 RFID 作為資產管理的最優方案,得到寧德時代等一眾企業的關注。
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無源物聯網發展至3.0時代,5G-A迎來發展潛力


在技術的演進下,無源物聯技術經歷了點對點近域時代、用戶局域網時代、蜂窩網廣域時代。從采用傳統RFID一體式,只能進行點對點的掃描,再往后發展,RFID采用了基于藍牙、WiFi、NBIOT、LoRa等局域網協議,實現室內中等距離無源通訊,可以規模盤點。再到蜂窩網廣域時代建立基于基站和云平臺的萬物互聯新業態,如PIOT,實現遠距離全產品全周期追溯。在不同應用場景,廠商會選擇運用不同的技術和方案。也就是說,上述無源物聯技術是同時存在的。
作為一個千億級市場,無源物聯網吸引了業內的關注。產業鏈廠商持續探索RFID技術的迭代,如華為正在嘗試推進5G-A技術在無源物聯網中的發展。華為無線標準與產業發展高級專家許海平曾表示,RFID大部分的應用場景集中在商超、鞋服等行業中,在RFID可能做的不夠好或者做不了的場景,就是5G無源物聯網需要去探索的場景。“我們希望這不是跟RFID形成一種競爭關系,而是我們去通過技術的升級去探索一個新的業務場景,去創造另外一個千億連接的市場空間。”
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RFID在不同場景的高效、低成本應用還需要更多上下游企業的加入來共同探索和產生技術迭代,讓無源物聯網技術在可靠性&一致性、極限性能、復雜場景識別率等方面進一步加強和優化,最大限度發揮RFID的價值。



