有机RFID：未来RFID技术发展的新趋势？

    最近有许多关于有机RFID标签新进展（又称为塑料电子标签）的报道，报道都一致认为这些成本低、应用灵活的标签上市时间越早越好。

 

    背景

 

    有机RFID标签由分层导电和非导电材料制成——如塑料，这种方法也可以生产出硅集成电路。有机RFID标签的工作原理、结构、功能及频谱划分等与无机RFID相比并没有太大的区别，二者主要的区别在于材料和加工工艺的不同。无机RFID标签的芯片部分需要通过复杂及昂贵的IC工艺在硅片上制备出来，然后再与天线部分集成在一起构成完整的标签。而有机RFID标签无需放在昂贵的清洁室中的超纯硅垫片上，它可以使用一种类似目前高速的多色印刷机的装置印制出来。因为采用了印刷电子技术，有机薄膜晶体管能够使电路制备在便宜的塑料基底上，通过卷对卷（R2R）印刷技术批量生产有机RFID标签，这不仅能减少成本，而且标签本身会有更多的弹性（弹性主要取决于特定的”油墨“成分）。

 

    目前有机RFID标签芯片制造的原料主要集中在CMOS（补金属氧化物半导体）上。根据网络百科全书，CMOS技术的一个显着特点是”CMOS由PMOS管和NMOS管共同构成，它的特点是低功耗。由于CMOS中一对MOS组成的门电路在瞬间要么PMOS导通、要么NMOS导通、要么都截至，任何特定时间内只有一个电路类型在运转，比线性的三极管(BJT)效率要高得多，因此功耗很低。而考虑到RFID标签所需的能量，很显然使用有机RFID标签能降低功耗。

 

    2006年，德国PolyICGmbH&Co.KG开发出了使用印刷和卷对卷技术生产的有机无线射频识别标签，为数据保存集成了8位RFID标签，集成了数百个有机晶体管，有机晶体管使用的半导体为Poly-3-alkylthiophene（P3AT）。2007年6月，PolyIC又开发出32位和64位存储的有机RFID标签，工作频率13.56MHz。目前，得到最充分开发的有机RFID标签的工作频率都在13.56MHz（高频）。迄今为止还没有关于在UHF频段的有机标签报告。

 

    读取速度历来是有机RFID标签所面临的问题，PolyIC公司所做的标签报告声称其标签最大的速度是196Hz。显然，有机RFID标签在速度上并不占优势。

 

    从好的方面来说，虽然标签的内存历来都极为有限，但是目前的几代有机RFID标签（包括现有的或正在研发的）都能支持至少96bit的EPCglobal数据，而且将来还会拥有更多的内存。最近，比利时IMEC与荷兰HolstCentre在ISSCC上发布了128bit的“有机RFID转换器芯片”技术。尽管“性能指标尚未达到实用水平”，但已经具备RFID所需要的大部分功能，是有机电子学迈出的重要一步。

 

    除了速度和内存问题外，值得注意的是最近5年来一些学者一直声称，有机RFID标签技术将永远无法实现接近13.56MHz时的性能。迄今为止有机RFID标签只能用于品牌保护和票证，尚不适合复杂的库存管理。为了满足那些它们最适合的应用的要求，有机器件还必须更进一步。

 

    不过，PolyIC制作完成有机无线射频识别标签10个月后发现产品的特性仍未出现下降。