成本和应用的博弈

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  随着2005年中国二代身份证全面的发放,备受关注的RFID技术在中国开始了真正规模化的应用。据赛迪顾问的一份市场调研报告显示,目前,RFID在中国的应用普遍是基于中低频领域的应用,按应用市场划分,主要分为证照防伪、电子支付、出入控制、物品管理等领域。其中证照防伪用标签市场包括了二代身份证市场、学生电子购票市场和电子门票等,是中国RFID标签市场最大的应用领域,其市场份额超过了70%,除二代身份证外,学生电子购票证市场也是少数几个百万数量级的RFID市场之一。RFID在这些领域已经形成了成熟的应用模式。
  然而在目前最为引人关注的超高频市场,由于不掌握核心技术、标准不统一、价格偏高等原因,中国在这些领域的应用规模很小,其市场发展只属于萌芽阶段而已。从国外一些领先市场的经验来看,RFID最为人称道的应用是在生产制造、仓储物流和零售等领域,这些领域基本上是需要超高频的RFID产品。RFID技术在这些领域的应用,可以实现过程控制的自动化和可视化,有助于降低运营成本和提高运营效率,因此具有巨大的市场前景。
  在上述领域,中国的RFID市场推广与培育急需成功的行业应用模式与案例。因此有不少业内人士认为,虽然降低成本也非常重要,但探索成功的行业应用模式才是当务之急。相对于欧美等发达国家,中国的RFID应用环境存在基础设施薄弱,企业信息化程度低,市场对RFID技术的认知少等特点。这些特点决定了中国的RFID行业应用要想取得成功,就必须联合整个产业链的力量:中国的RFID技术提供商必须联合行业用户、IT信息集成商、相关的政府机构一起探讨可行的应用领域与模式,开展试验性应用,共同做好RFID的行业应用。
  毫无疑问,RFID正在成为全球以及中国市场关注的热点。特别是在刚刚过去的2006年,由于此前一直困扰RFID市场发展的一些不利因素得到一定程度上的解决,RFID在全球市场都取到了长足的进展。最明显的例子就是第二代RFID标准(EPC G2)的推出并得到业界的广泛拥护和支持,使得一直困扰RFID的标准繁多、兼容性差的难题得以初步解决,2006年,主流厂商纷纷推出了支持新标准的产品,在性能提高的同时,产品成本也进一步降低,为RFID进一步推广与普及发挥了重要作用。
  随着技术的突破和成本的降低,目前在包装零售和物流领域中广泛应用的条码技术正在且必将被RFID技术所取代。
  虽然如此,但从总体来看,2006年整个RFID市场的发展仍没有达到业界的预期。究其原因,成本和应用是业界提出较多的两个限制因素。那么,2007年,在进一步降低产品成本与拓展应用的广度和深度之间,到底哪一个才是RFID的当务之急?
  
  新标准获得业内支持
  
  一直为人所关注的RFID标准问题,随着2005年年底全球产品电子代码中心(EPCglobal)第二代RFID标准(EPC G2)的出台,已经获得了极大的改善。尽管此前全球各地制定了不同的RFID标准,但随着 EPC Gen2 标准的普及,不同的 RFID 标签和读卡器可完全兼容,因此,整个供应链上的供应商和制造商都可以显著改善产品的性能、成本和可靠性,而且便于将来升级到新的 EPC 标准。这也使得该标准得到了RFID业内制造商的广泛拥护和支持,在2006年推动着RFID 技术在全球的进一步推广和应用。
  在国内,中国一直希望能在RFID领域采用自主的标准,这主要是因为,中国担心如果采用国外的标准,将不得不缴纳可观的管理费用。比如,据In-Stat公司估算,如果中国采用EPCglobal标准,那么在今后5年内,中国总共将为此支付高达数千万美元的版税。随着中国成为全球制造业中心,中国的许多公司将不得不支付这些费用。
  


  科技发展到今天,似乎没有多少人还对标准的重要性有任何怀疑。许多所谓的国际标准,就像架在发展中国家脖子上的一把利剑。而标准之争的背后,不仅仅意味着行业的巨大商业利益,甚至攸关国家利益和信息安全。由于种种原因,使得中国的RFID标准的制订几起几落。经过国家部委高层的直接干预,如今,中国的RFID标准的制订终于重新返回正常的轨道。2006年6月9日,中国发布了全国乃至全球RFID行业期待的《中国RFID技术政策白皮书》。这一天,对于中国的RFID行业来说,笃定是一个重要的日子。从此,中国的RFID产业发展的步伐将正式加速,中国RFID的应用部署也取得了实质性进展。据悉RFID国家标准目前已制定完毕,将在近期出台,同时射频使用频率也将发布,一系列的进展预示着中国RFID即将步入加速发展的快车道。
  RFID技术的标准体系主要包括空中接口规范、物理特性、读写协议、编码体系、应用规范、测试规范、数据安全和应用管理等。目前,国际上的RFID标准实际上包括三大阵营,即ISO系列、EPC系列、还有日本的UID系列。也有人说是EPC和UID两大系列。这些标准各自具有不同的特点。目前,EPC标准在案例方面和企业支持力度方面具有一定的领先优势,已经成功地实现了从GEN1到GEN2的演进,许多符合GEN2的产品已经面世。ISO标准则秉持标准的基本理念,少了一些商业利益,更侧重标准的中立性,因此对于加速RFID产业的发展来说,似乎更具有弹性和发展前景。而对于UID标准,通过汇集来自各方面的信息,似乎正在逐步迈向滑铁卢,而参照ISO18000系列的中国RFID标准取将更被看好。
  中国设立了7个RFID标准组,分别是总体组、标签和读写器组、频率与通信组、数据格式组、信息安全组、应用组和知识产权组。
  目前,中国的标准参与企业已经达到100余家,包括了中国RFID行业的所有知名企业。而来自国外的一些知名企业,包括微软等都有参与中国RFID标准制订的意愿。
  在制定标准方面 虽然已有欧美标准EPCgIobal、日本标准UID在使用 但它们都还处在初级阶段,各标准问互不兼容,而国际标准化组织ISO也正在制定国际统一的RFID标签体系标准。在标准的制定过程中,中国要么自主制定自己的RFID标签标准.要么承认欧美或日本的标准。但这些都不是最好的国际化发展策略.因为自己制定标准固然可以使企业节省不少标准使用费,但中国正在成为世界的“制造中心” ,很多产品要出口到国际市场,我们不能期望国际市场都来支持中国的RFID标签标准。所以我们最好积极支持和参与ISO组织的RFID标签标准的制定工作,更多地把中国企业的诉求和利益与ISO标准体系结合起来,为中国企业谋求更大的国际市场打下基础。
  
  技术不断进步
  
  RFID新标准的推出也为技术进步创造了条件。RFID芯片在RFID的产品链中占据着举足轻重的位置,其成本占到整个标签的三分之一左右。对于广泛用于各种智能卡的低频和高频频段的芯片而言,以复旦微电子、上海华虹、清华同方等为代表的中国集成电路厂商已经攻克了相关技术,打破了国外厂商的统治地位。
  


  不过,在UHF频段,情况则不怎么乐观。很多人并不太理解,认为在UHF频段,覆盖了移动通信,而在ISM频段,也覆盖了大量的无线网络设备,因而RFID芯片不应该有什么技术难度。然而,实际情况却绝非如此。其面临的设计困难很多,主要包括:刻的功耗限制;芯片上天线技术;后续封装问题;与天线的适配技术
  正是由于这么多的设计困难,目前在该频段芯片生产都被国外厂商所垄断。其中,飞利浦是首家RFID芯片通过EPCGlobal GEN2标准认证的芯片厂商。飞利浦UCODE EPC GEN 2芯片目前已投入市场。据飞利浦半导体RFID行销经理Dirk Morgenroth介绍,飞利浦UCODE EPC GEN 2芯片已可涵盖所有基本指令,内建一组单次可程序化的96位EPC的一次可编程存储器,采用防冲突运算法则,在现行美国规范下每秒能读取多达1,600张标签。反向散射数据速率从每秒数十比特提高到650kbps,扫描范围扩展到30英尺。它利用可灵活部署的应用现场识别码(AFI),除了支持EPC GEN2标准,还支持ISO 18000-6c编码结构。Morgenroth强调:“该芯片具有全球兼容性,有效解决了不同地区为RFID分配不同UHF频段的规范问题。”另外,该芯片中设有允许可程序化的读写字段,支持更快的标签读写率和在高密度读取器环境下的操作。
  ST公司曾经为全世界提供了首枚符合EPC规范的RFID芯片,目前可提供符合ISO和EPC标准的短距离、长距离和UHF三大系列的RFID芯片。在UHF频段,其XRAG2芯片完全符合EPC GEN2,凭借ST在串行非遗失性存储器方面的优势,该芯片具有40年的保持力,擦写次数超过10,000次以上,并为物流行业提供了良好的互操作性,增强的安全性和更加优化的性能。
  身为ISO15963标准联合创立者的TI公司,则更加侧重于采用最先进的节点工艺。顾雷表示:“在UHF EPC RFID芯片的设计中,目前已经成功引入了130nm工艺。TI率先引入基于灵活的薄膜天线基底,并积极推动Straps封装工艺。相对而言,TI具有从芯片到标签内芯(Inlay)制造的完整工艺。在该公司的标签内芯工艺中,对每一张标签内芯都经过激光调节以优化其性能,确保了标签后封装厂家不再需要进行全面的后道测试,从而节省了工序,降低了成本。”
  


  相对于上述国外大公司,中国半导体公司正在奋起直追。复旦微电子和上海华虹等公司都在致力于早日推出中国具有自主产权的UHF频段的RFID芯片。目前,该频段的芯片设计虽然有了突破,但还有较长的路要走。尽管已有数家声称已经成功开发出UHF频段的RFID芯片,但实际上真正出了样片的厂家还寥寥无几。据业内一位不愿透露姓名的资深专家披露,目前,中国的UHF频段RFID芯片还有一些问题正在解决,实际样片最早也要到2007年中,而规模应用至少要等到2008年以后。
  从另一个角度出发,中国RFID芯片的研发还面临着标准不确定性以及应用缺乏的困扰。其中,数据编码标准、频率标准以及防碰撞标准出台的早晚,都会直接影响到研发的进展。另外,中国缺乏有实力的RFID应用实施企业,缺乏大的行业用户带动作用和示范效应。这些都是中国RFID芯片行业所必须面对的问题。
  2006年,各大供应商的EPC G2芯片也纷纷亮相:NXP是业内首个提供EPCglobal Gen2 IC产品的主要厂商,其推出的UCODE EPC G2芯片同时支持EPC(Gen2)和 ISO/IEC 18000 6c标准,目前,包括中国在内,全球已有不少RFID核心卷标和标签制造商与NXP签下重要订单,比如中国远望谷信息技术股份有限公司(Invengo,原 YWGIT)就是其中之一。该公司与NXP签订的首批 UCODE EPC Gen2 IC订单就达千万枚。
  除NXP之外,Impinj公司宣布推出了Monza芯片和读取器平台;TI则宣布其EPC G2产品在2006年第三季度实现了量产;WJ通讯公司也推出了业界第一个符合第二代ECPglobal/ISO 18000-6C和ISO 18000-6B国际标准的射频识别阅读器芯片组--WJC200,该芯片组可以用于移动的和固定的打印机、阅读器、PDA以及手持设备。WJC200集成度很高,需要的外接元件很少,从而大幅度简化了超高频(UHF)读出器的设计。由于价钱大幅度降低,客户可以很低的费用使用RFID技术。
  WJ通讯公司市场部经理Prashant Upreti日前在接受采访时强调,过去一年,仅就技术而言,RFID已经有了巨大的改进提高,可以说RFID技术正处在进入全盛期的阶段;而实际应用结果也清楚地表明,这项技术是成熟的。
  但是,Prashant Upreti也表示,RFID市场仍处在发展之中。虽然EPCglobal第二代规范批准已经有一年多的时间,ISO也已经批准了这个规范,使它成为真正的全球标准。但是RFID的发展速度依然上不去,就2006年而言,整个市场并不像业界最初预期的那样好。限制RFID技术走向纵深的一个关键因素是成本,虽然RFID标签的价格已经下降了很多,但是还不够,还不能用于简单的大众化应用。
  除此之外,应用上也存在着很大的问题。Prashant Upreti认为,RFID的发展跟互联网的发展非常相似,至少从发展的过程上看是这样。互联网的使用已经有些时日,但是业界只利用了其全部能力的10%都不到,在RFID的应用上我们同样也面临这样的问题。只能说,RFID应用还刚刚开始。
  
  应用领域仍待拓展
  
  在应用领域,RFID标签存在如下几个主要问题。
  对人体与环境的不良作用作为一种电子产品,RFID标签的大范围大量使用必然有其副作用。中国企业应该支持制定关于RFID标签对人体与环境的不良影响的中国标准.并且持续支持新的具有核心知识产权的“绿色”RFID标签的研究与开发。不要在国际上广泛要求RFID“绿色”产品的时候才参与进去。那时候我们会非常被动,会蒙受较大的损失。
  电磁辐射对人体的影响决定了RFID标签可以使用的频谱和信号功率,甚至决定了其工作模式是被动还是主动、读取器的工作方式和发射功率等重要参数。当RFID标签被大量使用的时候,例如大型购物场所,人们可能陷在个充满电磁辐射的危险环境中,这可能会带给人们健康方面的损害 对于长期与RFID接触的人员,可能因此患上罕见的疾病。因此,这些要求应以专项要求的方式在RFID标准中体现出来,同时根据不断的应用数据与新的发现来补充扩展RFID标准中的这部分要求。
  


  RFID标签对环境的影响,主要是电磁辐射及材料释放物对空气、水,植物、动物等的影响。另外,远距离应用的RFID标签,其电磁辐射对公共通信的影响也是需要人们关注的问题,同样可以列入相关标准要求的规范之中。
  RFID标签必将是大规模使用的产品,我们必须面对现代社会对“绿色环保”的要求。因此,做好废弃RFID标签处理与回收利用的工作,既是责任也是道德要求。
  建立一个确保RFID标签有效回收与利用的应用体制是未来中国乃至世界解决RFID标签废弃物污染的关键。这个体制可以通过在环保部门成立相关机构来承担监督责任,由社会上从事废品回收的个人或企业执行具体的回收任务来实现。这里,我们更推崇由使用方负责回收,由指定机构或RFID标签生产商来处理或重新利用的体制,采用“谁获益谁负责”的原则。即产品生产商在利用RFID标签获益的同时,也有义务回收、处理.或者增缴RFID标签环保税。
  


  RFID标签采用的是信息交互技术。随着它在人体、医疗和制造业中的应用 RFID标签的应用领域呈现扩大化的趋势。信息在交互与使用过程中就可能涉及到个人隐私与公共安全的问题 因此.我们在立法或相关管理规范中要对其使用模式做出原则性规定。例如,在商品流通领域,RFID标签在个人购买完产品之后就应该失效或被回收。对于用于确定身份 物件追踪、贵重物品管理的RFID标签 不应扩散使用人或单位的隐私或个体信息 只有专门的权力机构,如公共安全部门才有权在法律允许范围内处理。同时,在RFID标签系统中严禁使用程序方法标注、跟踪、统计针对个体或少数群体的行为特征。特别是在RFID标签的国际标准中,应该有一个公共约定的保护私人隐私、确保公共安全的行为准则,这是标准人性化的体现。对违约者可以通过标准组织进行处罚。严重者会受到法律的惩处。
  RFID标签应用的好处是明显的,但是它的大规模应用有可能引起失业问题。未来的社会是服务型社会,科技可以大力提升社会的物质生产力,可以影响文化、艺术,服务等领域的发展但不能代替这些领域的社会功能。
  RFID标签的应用大潮即将到来.面对已经显现和将来可能显现的问题,人们应该有心理和认识上的准备。我们欢迎RFID标签,但更重要的是我们不但要让它充分发挥积极的作用,还要减少和防范其对社会的负面影响。
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