有機RFID：未來(lái)RFID技術(shù)發(fā)展的新希望？
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有機RFID標簽由分層導電和非導電材料制成——如塑料，這種方法也可以生產(chǎn)出硅集成電路。有機RFID標簽的工作原理、結構、功能及頻譜劃分等與無(wú)機RFID相比并沒(méi)有太大的區別，二者主要的區別在于材料和加工工藝的不同。無(wú)機RFID標簽的芯片部分需要通過(guò)復雜及昂貴的IC工藝在硅片上制備出來(lái)，然后再與天線(xiàn)部分集成在一起構成完整的標簽。而有機RFID標簽無(wú)需放在昂貴的清潔室中的超純硅墊片上，它可以使用一種類(lèi)似目前高速的多色印刷機的裝置印制出來(lái)。因為采用了印刷電子技術(shù)，有機薄膜晶體管能夠使電路制備在便宜的塑料基底上，通過(guò)卷對卷（R2R）印刷技術(shù)批量生產(chǎn)有機RFID標簽，這不僅能減少成本，而且標簽本身會(huì )有更多的彈性（彈性主要取決于特定的“油墨”成分）。
前有機RFID標簽芯片制造的原料主要集中在CMOS（補金屬氧化物半導體）上。根據網(wǎng)絡(luò )百科全書(shū)，CMOS技術(shù)的一個(gè)顯著(zhù)特點(diǎn)是“CMOS由PMOS管和NMOS管共同構成，它的特點(diǎn)是低功耗。由于CMOS中一對MOS組成的門(mén)電路在瞬間要么PMOS導通、要么NMOS導通、要么都截至，任何特定時(shí)間內只有一個(gè)電路類(lèi)型在運轉，比線(xiàn)性的三極管(BJT)效率要高得多，因此功耗很低。而考慮到RFID標簽所需的能量，很顯然使用有機RFID標簽能降低功耗。
2006年，德國PolyIC GmbH Co.KG開(kāi)發(fā)出了使用印刷和卷對卷技術(shù)生產(chǎn)的有機無(wú)線(xiàn)射頻識別標簽，為數據保存集成了8位RFID標簽，集成了數百個(gè)有機晶體管，有機晶體管使用的半導體為Poly-3-alkylthiophene（P3AT）。2007年6月，PolyIC又開(kāi)發(fā)出32位和64位存儲的有機RFID標簽，工作頻率13.56MHz。目前，得到最充分開(kāi)發(fā)的有機RFID標簽的工作頻率都在13.56 MHz（高頻）。迄今為止還沒(méi)有關(guān)于在UHF頻段的有機標簽報告。
讀取速度歷來(lái)是有機RFID標簽所面臨的問(wèn)題，PolyIC公司所做的標簽報告聲稱(chēng)其標簽最大的速度是196 Hz。顯然，有機RFID標簽在速度上并不占優(yōu)勢。
從好的方面來(lái)說(shuō)，雖然標簽的內存歷來(lái)都極為有限，但是目前的幾代有機RFID標簽（包括現有的或正在研發(fā)的）都能支持至少96bit的EPCglobal數據，而且將來(lái)還會(huì )擁有更多的內存。最近，比利時(shí)IMEC與荷蘭Holst Centre在ISSCC上發(fā)布了128bit的“有機RFID轉換器芯片”技術(shù)。盡管“性能指標尚未達到實(shí)用水平”，但已經(jīng)具備RFID所需要的大部分功能，是有機電子學(xué)邁出的重要一步。
除了速度和內存問(wèn)題外，值得注意的是最近5年來(lái)一些學(xué)者一直聲稱(chēng)，有機RFID標簽技術(shù)將永遠無(wú)法實(shí)現接近13.56 MHz時(shí)的性能。迄今為止有機RFID標簽只能用于品牌保護和票證，尚不適合復雜的庫存管理。為了滿(mǎn)足那些它們最適合的應用的要求，有機器件還必須更進(jìn)一步。
不過(guò)，PolyIC制作完成有機無(wú)線(xiàn)射頻識別標簽10個(gè)月后發(fā)現產(chǎn)品的特性仍未出現下降。因此，該公司認為這種無(wú)線(xiàn)標簽能夠確保1年以上的元件壽命。
有機RFID標簽給開(kāi)環(huán)系統帶來(lái)的潛在效益
RFID在開(kāi)環(huán)系統應用中的一個(gè)比較明顯的限制就是標簽一次性使用的要求。目前使用的硅芯片，在制造的時(shí)候需要非常昂貴的技術(shù)，而硅芯片的使用也會(huì )相應增加標簽的成本。
以硅為基礎的無(wú)機RFID產(chǎn)品的讀/寫(xiě)速度、性能和使用壽命在許多應用中是必要的，但在其他的應用中可能沒(méi)那么重要——這也正是低成本的有機RFID標簽可以發(fā)揮積極作用的地方。
有機RFID標簽的成本只有今天所用的無(wú)機RFID標簽成本的一小部分，據Nature Materials Commentary雜志報導，全有機的RFID標簽成本將降至每枚0.01～0.02美元。毫無(wú)疑問(wèn)，使用有機RFID標簽將提高投資回報率，并且在需要給更多的商品貼標時(shí)會(huì )更劃算。
此外，因為標簽在處理、印刷、剝片或應用的過(guò)程中可能被彎折，所以有機RFID標簽的平滑性和靈活性非常適合印刷技術(shù)的各種需求。
對許多應用來(lái)講，有機RFID標簽的“使用壽命”的確有限；但是對一些比較新鮮的農產(chǎn)品或其他本身壽命就很短的產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，這一使用壽命也是夠長(cháng)的。
有機RFID標簽帶來(lái)的潛在隱私保護效益
或許有機RFID標簽更重要的的好處是其有限的使用壽命。對于許多貼有RFID標簽的消費品來(lái)說(shuō)，RFID標簽只是用于庫存、POS機及產(chǎn)品退貨，所以也不需要特別長(cháng)的使用壽命。
因為在服裝、鞋類(lèi)及配件中都會(huì )用到一些永久性使用的RFID標簽，所以消費者都非常關(guān)注自己的隱私安全問(wèn)題。而有機RFID標簽，可以在指定的時(shí)間內停止其運作，這樣就消除了消費者的顧慮。
鞋上貼有RFID標簽，往往會(huì )受到起隱私權倡導者的指摘，而如果把有機RFID標簽貼在鞋子上，則鞋子穿破之后這些標簽也會(huì )立即降解。服裝上貼有的標簽經(jīng)過(guò)洗滌或干洗，也會(huì )很快降解而停止運作。
其實(shí)有機RFID標簽更低的成本已經(jīng)讓消費者得到一個(gè)信號：標簽不會(huì )永久性運作。正如消費者不愿相信企業(yè)（或政府）聲稱(chēng)RFID標簽會(huì )準確無(wú)誤地讀取一樣。許多消費者認為，企業(yè)只會(huì )做最適合底線(xiàn)的事情?；蛟S只有聲稱(chēng)“使用有機RFID標簽會(huì )節省開(kāi)支”更能贏(yíng)得消費者的信任，因為降低成本是消費者理解和信任的一個(gè)動(dòng)機。
結論
目前世界各國都認為有機RFID市場(chǎng)前景巨大。至于技術(shù)的發(fā)展，目前全球都還在探索階段。各國家、地區和機構紛紛加大研發(fā)力度，比如美國Organic ID、IBM、德國PolyIC、比利時(shí)IMEC等。另?yè)芯勘砻鳎?012年有機RFID市場(chǎng)將達到45億美元。2015年，使用有機電路的RFID市場(chǎng)規模將達到116億美元。
目前，國外已經(jīng)出現了采用有機RFID標簽的應用。歐美各國宣稱(chēng)，有機RFID技術(shù)將很快走出實(shí)驗室，進(jìn)入市場(chǎng)，與無(wú)機RFID相媲美。雖然有機RFID標簽可能永遠達不到無(wú)機RFID標簽所具有的速度和性能，雖然就目前的發(fā)展狀況來(lái)看，有機RFID標簽有多種應用不適合，雖然近期還是以無(wú)機RFID技術(shù)發(fā)展為主，但從長(cháng)遠發(fā)展看，有機RFID有可能成為未來(lái)主導各行業(yè)信息處理的關(guān)鍵技術(shù)之一。除了歐美等發(fā)達國家外，亞洲的新加坡及韓國都已明確指出要重點(diǎn)發(fā)展有機電子標簽技術(shù)及應用等項目。
目前國內多數企業(yè)一直處于觀(guān)望狀態(tài)，雖然已經(jīng)開(kāi)始嘗試無(wú)機RFID在一些領(lǐng)域的應用示范，但在技術(shù)基礎方面仍然落后于歐美各國，加之標準待確立和產(chǎn)業(yè)基礎薄弱，諸多因素制約著(zhù)RFID技術(shù)在中國這個(gè)世界最具潛力的消費市場(chǎng)中的規?；\行。
如果對有機RFID的研究及應用還遲遲沒(méi)有動(dòng)作，那么在未來(lái)崛起的有機RFID產(chǎn)業(yè)里國內企業(yè)又必將落后于歐美、日韓和新加坡等國。所以，只有在快要占領(lǐng)市場(chǎng)的有機RFID技術(shù)方面盡早投入，將來(lái)才可能分得一杯羹。
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