在物聯(lián)網的宏大圖景中，一枚小小的RFID標簽，是連接物理世界與數(shù)字世界的“橋梁”。它承載著身份識別、物流追蹤、資產管控等關鍵信息，同時也因其微型化設計與無線通信的特性，隱藏著諸多技術謎題。以技術為錨點，解碼物聯(lián)本質，平頭哥以羽陣芯片為樣本，通過RFID技術專欄系列——【羽陣芯解】，共同探討電子標簽芯片背后的產業(yè)邏輯與技術未來。

電子標簽生產中的"良率難題"

在UHF RFID電子標簽的制造鏈中，一個常被忽視卻影響全局的環(huán)節(jié)正在悄然吞噬企業(yè)利潤——靜電擊穿導致的良率損失。

超高頻RFID電子標簽加工產業(yè)鏈相對較長，涉及到芯片制造、天線加工、Inlay加工、復合、打印、貼標等諸多環(huán)節(jié)，越往后續(xù)工藝，涉及到的加工廠家也更多、更分散。受加工工藝、環(huán)境影響，每個加工環(huán)節(jié)都可能因靜電放電（ESD）產生不良品及良率損失。盡管當前業(yè)界通行的標準要求產線ESD控制在2000V以內，但現(xiàn)實情況卻復雜的多。

由于生產設備、生產條件、管控能力等各種因素，導致部分廠家ESD控制能力不足，因靜電擊穿導致標簽生產良率不高已經成為加工企業(yè)痛點之一。

因此，如何提升UHF RFID芯片ESD性能成為了提高標簽生產良率和可靠性的重要議題。

標簽靜電能力測試示意圖

從"被動防御"到"主動破局"

受自然環(huán)境、生產環(huán)境和人類活動的影響，如溫度、濕度、人機交互產生摩擦、生產設備工作中電荷累積等，靜電本身的產生無可避免。

既然無可避免，那如何提升產品ESD性能來“抵抗”靜電的沖擊和影響，就是我們要深入研究的問題。提升ESD性能主要有兩個方面，一堵一疏。“堵“是指強化器件本身抗靜電的能力，使靜電無法擊穿電路，進而抗住沖擊。“疏”是指通過電路優(yōu)化，使接收到的靜電能夠通過一定的路徑釋放掉，減少靜電強度和影響。

基于這一堵一疏兩個方向，平頭哥走訪了多家RFID產業(yè)鏈上下游合作伙伴，深入了解UHF RFID電子標簽各生產環(huán)節(jié)的生產條件，并基于人體放電模式（HBM）建立ESD仿真模型，創(chuàng)新研發(fā)了UHF RFID電子標簽芯片的ESD電路保護方案，通過三大技術維度創(chuàng)新，構建起立體化的ESD防護體系。

1. 雙極性保護架構設計

傳統(tǒng)單向二極管結構在正負向靜電沖擊時存在不對稱防護能力，且受限于芯片面積，難以滿足高ESD等級需求。平頭哥羽陣技術團隊采用背靠背二極管（如下圖中1所示）并對ESD HBM model 建模進行電路仿真，得到二極管面積的最優(yōu)解。

同時，通過在版圖上減少二極管面積但是拉大二極管周長來增加二極管的橫切面，來提升ESD通流能力。

立體化ESD防護體系示意圖

2. 精準定位，逐個優(yōu)化

通過仿真尋找芯片電路ESD瓶頸點和木桶短板，對內部擊穿薄弱點進行優(yōu)化，通過調整版圖布局，來增大PAD到內部的阻抗（如上圖中2所示），同時對內部器件進行單獨圍guard ring 處理來減少襯底電阻，增強器件ESD性能。

3. 全局泄放路徑優(yōu)化

除了以上兩種局部電路方案優(yōu)化外，平頭哥羽陣技術團隊還嘗試從芯片整體視角審視，在ESD 環(huán)路上通過將芯片外圍的seal ring來作為ESD的泄放路徑，全局優(yōu)化，減少ESD環(huán)路之間的阻抗（如上圖中3所示），進一步增強了芯片整體ESD性能。

從"技術突破"到"客戶價值"

經過上述的三大技術維度創(chuàng)新，平頭哥構建起了立體化的ESD防護體系，旗下的羽陣611芯片經過技術創(chuàng)新，目前實測ESD性能可以達到10KV以上，超越海外領先芯片60%，實現(xiàn)了全面突破。

目前，羽陣產品已經在多家客戶中得到了全面驗證，平均生產良率達到了99.8%以上，超過行業(yè)平均水平，切實解決了客戶生產中的良率損失問題。

結束語

平頭哥希望通過在羽陣系列UHF RFID芯片技術上的深耕和創(chuàng)新，持續(xù)為客戶和合作伙伴解決行業(yè)痛點，助力RFID技術應用于千行百業(yè)。