无源物联网产业数字化带来新的发展契机
作者 | 物联网智库2022-10-09

政策支持

近年来,国家出台的“物联网三年行动计划”,“碳达峰,碳中和”等政策,都推动了超高频RFID行业的规范发展和技术进步。

2020年,工业和信息化部印发《关于深入推进移动物联网全面发展的通知》,明确提出“推动2G/3G物联网业务迁移转网,建立NB-IoT(窄带物联网)、4G(含LTE-Cat1,即速率类别1的4G网络)和5G协同发展的移动物联网综合生态体系,在深化4G网络覆盖、加快5G网络建设的基础上,以NB-IOT满足大部分低速率场景需求,以LTE-Catl满足中等速率物联需求和话音需求,以5G技术满足更高速率、低时延联网需求。”

2021年工信部、网信办、科技部等八部门联合印发《物联网新型基础设施建设三年行动计划(2021-2023年)》,在行业应用建设指引中明确指出,在智能制造领域,“加快射频识别、智能传感器、视觉识别等感知装置应用部署”;在智能建造领域,“加快智能传感器、射频识别(RFID)、二维码、近场通信、低功耗广域网等物联网技术在建材部品生产采购运输、BIM协同设计、智慧工地、智慧运维、智慧建筑等方面的应用”。

2021年,国务院印发的《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》指出,要“坚定不移走生态优先、绿色低碳的高质量发展道路,确保如期实现碳达峰、碳中和”。受“碳达峰、碳中和”政策影响,我国加速了物联网与5G、人工智能等技术相结合的推进,该类技术的发展可在全球范围内助力减少的二氧化碳排放量的15%。超高频RFID作为一种极低功耗自动识别技术,可以实现信息实时收集与传输。因此,“碳中和”背景下推动的物联网建设也势必推进超高频RFID快速发展。

技术标准

国际上无源物联网技术标准体系的制订起步较早,技术和标准较完善。本世纪初,五大RFID国际标准化已初步形成,分别为ISO/IEC、EPCglobal、UID、AIMGlobal和IP-X。其中,ISO/IEC是制定RFID标准最早、最成熟的组织,规定了RFID有关技术特征、技术参数和技术规范,主要包括ISO/IEC 18000(空中接口参数)、ISO/IEC10536(密耦合、非接触集成电路卡)、ISO/IEC 15693(疏耦合、非接触集成电路卡)、ISO/IEC 18000(近耦合、非接触集成电路卡)等,涉及动物识别、集装箱运输、物流供应链、交通管理、项目管理等应用领域。

国内无源物联技术标准化体系的制订起步较晚,但随着RFID在全球快速普及,我国政府及相关企业积极参与RFID国际标准的制订工作,并形成了我国的RFID标准体系。2016 年,工信部发布《信息通信行业发展规划物联网分册(2016-2020年)》,重点支持 RFID 技术研究,推进RFID标签在物联网感知设备中的布局。RFID行业逐渐走向标准化建设阶段。截止到目前,国内已标准化了包括GB/T29768-2013、GB/T35102-2017等在内的一系列RFID协议及测试方法。

近年来,RFID系统与蜂窝网络融合的趋势受到广泛关注,相关标准的研究也逐步开展。2020年,由中国移动牵头在CCSA主导成立了国内首个新型RFID技术研究项目——《基于蜂窝通信的无源物联网应用需求研究》,目前,相关技术标准立项工作正在积极推动中。2021年,由OPPO牵头,中国移动、华为、中兴、OPPO、vivo等公司大力推动的《基于环境能量的物联网技术》研究项目在3GPPSA1开展。同时,中国移动和华为也在3GPPRAN 提出了面向5GA的蜂窝无源物联网研究项目。开启了蜂窝无源的国际化标准制定进程。

此外,全国信息技术标准化技术委员会物联网分技术委员会(SAC/TC 28/SC41)于2022 年成立了新型超低功耗物联网联合特设组(SAC/TC28/SC41/WG2/JAHG1),目前,已经启动了无源物联网相关的标准化工作,正在开展标准化需求分析,并提出了《反向散射通信网络》等标准立项建议。

产业环境

超高频RFID经过多年的迭代与发展,已经构建出一套成熟的产业链条,如图2、3所示,产业上游主要是芯片厂商与天线厂商,可以看出,超高频RFID标签芯片及天线设计厂商比较丰富,代表性企业有以英频杰、恩智浦、飞利浦、西门子为代表的国际巨头,以及以远望谷、坤锐、复旦微电子为代表的国内厂商。产业中游可以分为标签产品线与读写器产品线。其中,标签产品线涵盖了 Inlay 生产环节、空白标签生产环节、喷绘印刷环节以及标签集成环节;读写器产品线涵盖了读写器模块制造商、读写器成品与集成商。超高频RFID产业中游的代表性企业有艾利丹尼森、意联科技、Intermec等国外厂商,以及达华智能、先施等国内厂商。超高频RFID产业下游以各类解决方案集成商与应用终端用户为主,主要参与者为IBM、惠普、微软、远望谷等国内外集成商以及服装、物流等国内外行业应用商。

超高频 RFID 产业链

图2 超高频 RFID 产业链

超高频RFID产业全景图

图3 超高频RFID产业全景图

目前来看,我国企业主要集中在超高频RFID系统集成服务、标签及封装市场,在核心技术如芯片研发方面投入及占比较少。随着近期“缺芯”问题的凸显,业内对于芯片技术的国产化发展呼声较高。各公司也在加大此方面的投入,相信在不久的将来,国产化芯片的占比将会取得突破,同时,伴随国内市场应用的不断扩展,我国在超高频RFID的核心技术与产品方面将迎来新的跨越式发展。

近年来,随着芯片设计与微电子技术的发展,超高频RFID标签价格大幅下降,平均已低至0.3元,预计到2023年快递业标签甚至可以降至0.1元,这将极大推动超高频RFID市场的扩展。根据IDTechEx统计,2019年全球超高频RFID标签销量约为150亿个,较 2018 年增长20%,全球超高频RFID标签市场规模达9.5亿美元II。近几年,中国超高频RFID 电子标签的使用量也呈现出快速增长的趋势。据统计,中国超高频RFID标签销量从2017 年约35亿枚增长至2019年约45亿枚,预计将于2024年达到115亿枚031,以超高频RFID 为代表的无源物联网具有巨大的市场潜力。

目前,超高频RFID技术已在零售、物流、航空、医疗、能源、工业等领域得到广泛应用,无源物联网在国内的产业生态日渐成熟,应用领域不断延伸。

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