RFID市场规模超千亿元,中国芯如何攻占超高频赛道?
作者 | 物联网智库2022-09-22

如今,超高频已经成为了RFID应用的重要实施方向,攻克了物流、零售等流动性强、终端庞杂的应用场景,并逐步向传统高频应用市场渗透。同时具有核心技术、成本控制和安全可控能力的御芯微已经走出了一条国产化道路。

智次方

在可以预见的未来,物联网将是无处不在的,而在加速奔向万物互联时代的过程中,节点数量巨大、分布广泛的智能终端和传感器在部分应用场景中遇到了更换电池困难或无法直接靠电池供电的情况。面向未来的数百亿物联网节点,供电受限无疑是应用落地的最大挑战之一,为了解决这只“拦路虎”,“无源物联网”在近两年来受到的关注程度不断提高,相关技术与产品也在快速成长。

其中,RFID堪称是我们最熟悉、应用最广泛、最成熟的无源物联网技术,随着应用的发展,如今谈来也并不过时,相反,随着数字化程度的加深,无源超高频 RFID技术迎来了新的春天,并将在各垂直行业释放出更大的应用价值。

过关斩将,超高频RFID正当时

经过十余载的发展,RFID产业链已经非常成熟,无源RFID标签、尤其是超高频无源RFID标签的价格也已经具备了规模化应用的基础,同时,超高频无源RFID标签无需供电,与读写器配合即可实现能量驱动的特点也进一步推动了其在资产管理、仓储物流、服贸零售、医疗、烟酒、能源等各个行业的落地。

以物流仓储行业为例,对于目前业内应用较为广泛的二维码与条形码而言,对货物进行识别、定位和轨迹规划的前提是对“码”进行精准识别。行业使用最多的识别方式便是手持扫码器或AI视觉系统,但因必须要精准扫描才能识别,所以普遍存在人工作业效率低、易出错、漏读、成本高且需要定时维护等问题。

RFID市场规模超千亿元,中国芯如何攻占超高频赛道?

尤其是利用视觉系统扫描二维码/条形码时很容易出现因多个货品、快递叠放而导致的二维码/条形码被遮挡,从而导致遗漏或识别错误。此外,视觉识别二维码/条形码对于环境光线与通信稳定性要求较高,在智能化程度不足的仓库或昏暗的“黑灯工厂”内容易受限。

相比之下,使用超高频无源RFID标签则可以在最大程度上避免环境与人为因素引起的识别误差。不同于二维码或条形码,超高频RFID技术具有一定的穿透性,无需刻意搬运包裹即可读写。同时,RFID标签还具有二维码与条形码不具备的防水防磁、耐高温、使用寿命长、读取距离远、数据时效性强、标签数据可加密、存储数据容量大、全电子化操作、信息可溯源不易篡改等优点,更不用受限于环境光线。更重要的是,无源RFID标签的成本低且无需维护,却依然能够实现相对高精度的定位与批量识别,而高准确率的快速自动识别还能提升工作效率。

简而言之,RFID标签在读写便利性、时效性、安全性、可溯源等优势的加持下,不仅在仓储环境中加速普及,同时也在持续扩展应用场景。然而,也正是在实际应用淬炼中,传统高频RFID技术识别距离近、不支持群读、识别准确率低、自动化管理难等问题逐渐显现,超高频RFID技术则凭借群读能力强、识别距离远、可多次读写、数据的记忆容量大等特点异军突起,成长为RFID领域的“强力军”。

考虑到庞大的终端数量,超高频标签相比高频标签在制造成本方面具备极大优势。随着超高频RFID读写器成本逐步降低,有望替代NFC门禁等大部分近距离应用场景。可以说,超高频已经成为了RFID应用的重要实施方向,攻克了物流、零售等流动性强、终端庞杂的应用场景,并逐步向传统高频应用市场渗透。

RFID市场规模超千亿元,中国芯如何攻占超高频赛道?

超高频RFID工作频段为840MHz~960MHz,世界领先的零售商沃尔玛于2020年起开始在零售服装行业开始采用UHF RFID(超高频RFID)标签,从那时起,库存管理得到了显著的改善,从而为客户带来了更好的店内购物体验,同时增加了顾客的回购率,最终提高销售潜力。其还于2022年初宣布,在2020年成功推动UHF RFID标签应用于零售服装的基础上,计划将RFID的使用扩展到其他零售部门。

国产超高频RFID何以立身?

后疫情时代,“无接触经济”推动了RFID在无人零售以及医药器械溯源等场景下的快速发展,线上购物的持续走高以及物资流转可视化需求的提升拉动了RFID在仓储物流行业的普及推广,工厂的柔性化生产与数字化运营也在RFID的助力下实现了更加高效的数据采集以及供应链管理……也正是在多点开花的落地应用中,超高频RFID市场得到了长足的发展。

据中商产业研究院发布的《2022年RFID市场规模及发展前景预测分析》显示,自2010年中国物联网发展被正式列入国家发展战略后,中国RFID及物联网产业迎来了发展机遇。2019年,中国整体宏观环境遇冷,市场增速下降,但整体仍保持增长趋势,市场规模约为1100亿元。2020年,基于RFID技术应用领域越发广泛,RFID市场规模将继续保持高速增长趋势,2020年末我国RFID市场规模突破1200亿元。预计2022年将进一步增长至1601亿元。

尽管我国RFID产业始终处于上升期,但也仍在承受着来自于海外厂商的技术垄断压力以及核心技术不可控、原材料价格波动等带来的高成本问题。同时,如何在低成本的被动标签上增强隐私保护也是亟待解决的挑战。技术、成本、安全的各项问题一直制约着超高频RFID行业应用的发展。

换言之,大有可为的超高频RFID市场呼唤具有核心技术、成本控制和安全可控能力的国内企业,在这个极具发展前景的市场中走出一条国产化道路。而今,同时具有这三种能力的御芯微已经成功迈出了坚实的一步——其独立研发的拥有全自主IP核的UHF RFID超高频射频识别读写器芯片UC8688/8688E已成功流片,并进入量产阶段。此外,御芯微还推出了UHF RFID超高频射频识别标签芯片UC8622T,并支持无源测温功能和国密SM7算法,为客户提供了更多基础应用,并提高了系统的安全性。

UHF RFID读写器芯片UC8688

图1. UHF RFID读写器芯片UC8688

御芯微针对高性能、高性价比、低成本、低功耗、小型化等多样化产品需求,聚焦高、中、低端全系列读写器产品全自主IP内核研发,目前已经推出4款读写器模块UCM608/UCM606/UCM602/UCM601,支持主流协议包括EPCglobal UHF clas s 1 Gen 2/ISO 18000-6C,以及国标GB/T 29768-2013。

低端系列UCM601是基于UC8688研发的高集成、超低成本UHF RFID读写器系列模块,包含UCM601和UCM601B两种不同规格,内置板载天线,识别距离可达50cm,集成HID芯片,适用于固定桌面式、手机直连等应用场景,可替代NFC门禁等大部分近距离应用场景。

UCM602基于UC8688单芯片架构,兼顾系统控制和物理层收发链路,能够保证系统识别、读写效率,提供单天线端口,识别距离可达3m,适用于手持机等低功耗、中等距离识别场景。

中高端读写器UCM606集成MCU芯片UC8088和UHF RFID 读写器芯片UC8688, 采用双CPU架构,系统控制和物理层收发任务并行,极大提高整体性能,支持4路天线端口,识别距离可达10m,可满足物流、零售等大部分UHF RFID应用场景。

UCM608同样也采用了双CPU架构来提升整体性能,读写器芯片采用增强性能版UC8688E,提升了接收灵敏度和识别速率,识别距离可达15m以上,可满足智慧医疗、智慧畜牧等高鲁棒性、高性能应用场景。

基于UC8688芯片的读写器系列

图2. 基于UC8688芯片的读写器系列

基于UC8688芯片的读写器系列

图3. 基于UC8688芯片的读写器系列

基于独创自干扰消除算法、防碰撞算法等核心技术,御芯微推出的UHF RFID系列模块可以实现密集标签识别、读写,识别距离可达50cm—15m以上不等,峰值盘点速度可达30张/秒—600张/秒不等,同时还支持国密SM7算法,可用于防伪溯源领域,而全自主研发也在极大程度上保障了成本的可控,兼顾了UHF RFID的高安全性与高性价比。

更重要的是,御芯微拥有全自主IP核的UHF RFID读写器芯片UC8688和标签芯片UC8622T支持测温功能,而“RFID+温度传感器”的标签配置也使其在产业端的应用有了更大的想象空间。由于温度传感器不仅市场体量大,而且敏感性强,其与RFID的结合也势必将以双赢之势在更多场景下实现落地。

全自研技术、国密级别安全保障、成本下探、集成温度信息等诸多能力傍身,御芯微的UHF RFID产品目前已经在电力、商业服贸终端系统集成应用、自动贩售机、能源资产管理等行业实现了规模化应用。

写在最后

近年来,小到半导体产业,大到整个物联网领域,国产企业受制于关键技术“卡脖子”,在成本与供应链方面处处掣肘,而御芯微始终坚持自主研发,目前已成功研发出5款拥有全自主IP核的物联网芯片,并已全部成功量产。而自研IP背后不仅是核心技术可控,同时也可以通过本土化将成本降低,进而推动产品规模化应用。未来御芯微还有多款行业芯片,赋能更多细分领域!

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