有機(jī)RFID：未來RFID技術(shù)發(fā)展的新希望？
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有機(jī)RFID標(biāo)簽由分層導(dǎo)電和非導(dǎo)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(jī)RFID標(biāo)簽的工作原理、結(jié)構(gòu)、功能及頻譜劃分等與無機(jī)RFID相比并沒有太大的區(qū)別，二者主要的區(qū)別在于材料和加工工藝的不同。無機(jī)RFID標(biāo)簽的芯片部分需要通過復(fù)雜及昂貴的IC工藝在硅片上制備出來，然后再與天線部分集成在一起構(gòu)成完整的標(biāo)簽。而有機(jī)RFID標(biāo)簽無需放在昂貴的清潔室中的超純硅墊片上，它可以使用一種類似目前高速的多色印刷機(jī)的裝置印制出來。因?yàn)椴捎昧擞∷㈦娮蛹夹g(shù)，有機(jī)薄膜晶體管能夠使電路制備在便宜的塑料基底上，通過卷對(duì)卷（R2R）印刷技術(shù)批量生產(chǎn)有機(jī)RFID標(biāo)簽，這不僅能減少成本，而且標(biāo)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(jī)RFID標(biāo)簽芯片制造的原料主要集中在CMOS（補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體）上。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)百科全書，CMOS技術(shù)的一個(gè)顯著特點(diǎn)是“CMOS由PMOS管和NMOS管共同構(gòu)成，它的特點(diǎn)是低功耗。由于CMOS中一對(duì)MOS組成的門電路在瞬間要么PMOS導(dǎo)通、要么NMOS導(dǎo)通、要么都截至，任何特定時(shí)間內(nèi)只有一個(gè)電路類型在運(yùn)轉(zhuǎn)，比線性的三極管(BJT)效率要高得多，因此功耗很低。而考慮到RFID標(biāo)簽所需的能量，很顯然使用有機(jī)RFID標(biāo)簽?zāi)芙档凸摹?
2006年，德國PolyIC GmbH Co.KG開發(fā)出了使用印刷和卷對(duì)卷技術(shù)生產(chǎn)的有機(jī)無線射頻識(shí)別標(biāo)簽，為數(shù)據(jù)保存集成了8位RFID標(biāo)簽，集成了數(shù)百個(gè)有機(jī)晶體管，有機(jī)晶體管使用的半導(dǎo)體為Poly-3-alkylthiophene（P3AT）。2007年6月，PolyIC又開發(fā)出32位和64位存儲(chǔ)的有機(jī)RFID標(biāo)簽，工作頻率13.56MHz。目前，得到最充分開發(fā)的有機(jī)RFID標(biāo)簽的工作頻率都在13.56 MHz（高頻）。迄今為止還沒有關(guān)于在UHF頻段的有機(jī)標(biāo)簽報(bào)告。
讀取速度歷來是有機(jī)RFID標(biāo)簽所面臨的問題，PolyIC公司所做的標(biāo)簽報(bào)告聲稱其標(biāo)簽最大的速度是196 Hz。顯然，有機(jī)RFID標(biāo)簽在速度上并不占優(yōu)勢(shì)。
從好的方面來說，雖然標(biāo)簽的內(nèi)存歷來都極為有限，但是目前的幾代有機(jī)RFID標(biāo)簽（包括現(xiàn)有的或正在研發(fā)的）都能支持至少96bit的EPCglobal數(shù)據(jù)，而且將來還會(huì)擁有更多的內(nèi)存。最近，比利時(shí)IMEC與荷蘭Holst Centre在ISSCC上發(fā)布了128bit的“有機(jī)RFID轉(zhuǎn)換器芯片”技術(shù)。盡管“性能指標(biāo)尚未達(dá)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(jī)電子學(xué)邁出的重要一步。
除了速度和內(nèi)存問題外，值得注意的是最近5年來一些學(xué)者一直聲稱，有機(jī)RFID標(biāo)簽技術(shù)將永遠(yuǎn)無法實(shí)現(xiàn)接近13.56 MHz時(shí)的性能。迄今為止有機(jī)RFID標(biāo)簽只能用于品牌保護(hù)和票證，尚不適合復(fù)雜的庫存管理。為了滿足那些它們最適合的應(yīng)用的要求，有機(jī)器件還必須更進(jìn)一步。
不過，PolyIC制作完成有機(jī)無線射頻識(shí)別標(biāo)簽10個(gè)月后發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的特性仍未出現(xiàn)下降。因此，該公司認(rèn)為這種無線標(biāo)簽?zāi)軌虼_保1年以上的元件壽命。
有機(jī)RFID標(biāo)簽給開環(huán)系統(tǒng)帶來的潛在效益
RFID在開環(huán)系統(tǒng)應(yīng)用中的一個(gè)比較明顯的限制就是標(biāo)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(yīng)增加標(biāo)簽的成本。
以硅為基礎(chǔ)的無機(jī)RFID產(chǎn)品的讀/寫速度、性能和使用壽命在許多應(yīng)用中是必要的，但在其他的應(yīng)用中可能沒那么重要——這也正是低成本的有機(jī)RFID標(biāo)簽可以發(fā)揮積極作用的地方。
有機(jī)RFID標(biāo)簽的成本只有今天所用的無機(jī)RFID標(biāo)簽成本的一小部分，據(jù)Nature Materials Commentary雜志報(bào)導(dǎo)，全有機(jī)的RFID標(biāo)簽成本將降至每枚0.01～0.02美元。毫無疑問，使用有機(jī)RFID標(biāo)簽將提高投資回報(bào)率，并且在需要給更多的商品貼標(biāo)時(shí)會(huì)更劃算。
此外，因?yàn)闃?biāo)簽在處理、印刷、剝片或應(yīng)用的過程中可能被彎折，所以有機(jī)RFID標(biāo)簽的平滑性和靈活性非常適合印刷技術(shù)的各種需求。
對(duì)許多應(yīng)用來講，有機(jī)RFID標(biāo)簽的“使用壽命”的確有限；但是對(duì)一些比較新鮮的農(nóng)產(chǎn)品或其他本身壽命就很短的產(chǎn)品來說，這一使用壽命也是夠長(zhǎng)的。
有機(jī)RFID標(biāo)簽帶來的潛在隱私保護(hù)效益
或許有機(jī)RFID標(biāo)簽更重要的的好處是其有限的使用壽命。對(duì)于許多貼有RFID標(biāo)簽的消費(fèi)品來說，RFID標(biāo)簽只是用于庫存、POS機(jī)及產(chǎn)品退貨，所以也不需要特別長(zhǎng)的使用壽命。
因?yàn)樵诜b、鞋類及配件中都會(huì)用到一些永久性使用的RFID標(biāo)簽，所以消費(fèi)者都非常關(guān)注自己的隱私安全問題。而有機(jī)RFID標(biāo)簽，可以在指定的時(shí)間內(nèi)停止其運(yùn)作，這樣就消除了消費(fèi)者的顧慮。
鞋上貼有RFID標(biāo)簽，往往會(huì)受到起隱私權(quán)倡導(dǎo)者的指摘，而如果把有機(jī)RFID標(biāo)簽貼在鞋子上，則鞋子穿破之后這些標(biāo)簽也會(huì)立即降解。服裝上貼有的標(biāo)簽經(jīng)過洗滌或干洗，也會(huì)很快降解而停止運(yùn)作。
其實(shí)有機(jī)RFID標(biāo)簽更低的成本已經(jīng)讓消費(fèi)者得到一個(gè)信號(hào)：標(biāo)簽不會(huì)永久性運(yùn)作。正如消費(fèi)者不愿相信企業(yè)（或政府）聲稱RFID標(biāo)簽會(huì)準(zhǔn)確無誤地讀取一樣。許多消費(fèi)者認(rèn)為，企業(yè)只會(huì)做最適合底線的事情?；蛟S只有聲稱“使用有機(jī)RFID標(biāo)簽會(huì)節(jié)省開支”更能贏得消費(fèi)者的信任，因?yàn)榻档统杀臼窍M(fèi)者理解和信任的一個(gè)動(dòng)機(jī)。
結(jié)論
目前世界各國都認(rèn)為有機(jī)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(qū)和機(jī)構(gòu)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。另據(jù)研究表明，2012年有機(jī)RFID市場(chǎng)將達(dá)到45億美元。2015年，使用有機(jī)電路的RFID市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到116億美元。
目前，國外已經(jīng)出現(xiàn)了采用有機(jī)RFID標(biāo)簽的應(yīng)用。歐美各國宣稱，有機(jī)RFID技術(shù)將很快走出實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)入市場(chǎng)，與無機(jī)RFID相媲美。雖然有機(jī)RFID標(biāo)簽可能永遠(yuǎn)達(dá)不到無機(jī)RFID標(biāo)簽所具有的速度和性能，雖然就目前的發(fā)展?fàn)顩r來看，有機(jī)RFID標(biāo)簽有多種應(yīng)用不適合，雖然近期還是以無機(jī)RFID技術(shù)發(fā)展為主，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展看，有機(jī)RFID有可能成為未來主導(dǎo)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(dá)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(jī)電子標(biāo)簽技術(shù)及應(yīng)用等項(xiàng)目。
目前國內(nèi)多數(shù)企業(yè)一直處于觀望狀態(tài)，雖然已經(jīng)開始嘗試無機(jī)RFID在一些領(lǐng)域的應(yīng)用示范，但在技術(shù)基礎(chǔ)方面仍然落后于歐美各國，加之標(biāo)準(zhǔn)待確立和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)薄弱，諸多因素制約著RFID技術(shù)在中國這個(gè)世界最具潛力的消費(fèi)市場(chǎng)中的規(guī)?；\(yùn)行。
如果對(duì)有機(jī)RFID的研究及應(yīng)用還遲遲沒有動(dòng)作，那么在未來崛起的有機(jī)RFID產(chǎn)業(yè)里國內(nèi)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(jī)RFID技術(shù)方面盡早投入，將來才可能分得一杯羹。
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