RFID(Radio-Frequency Identification System，無線射頻識別)技術，已被公認為電子產業界的重大發展趨勢。各家廠商無不緊盯其發展現況，等待搶食其所帶來的廣大商機...
RFID(Radio-Frequency Identification System，無線射頻識別)技術，已被公認為電子產業界的重大發展趨勢。各家廠商無不緊盯其發展現況，等待搶食其所帶來的廣大商機。其中，RFID晶片的設計門檻不易跨越，造成許多業者有心卻無力，因此本刊(新通元件雜誌)特別於日前舉行「RFID技術發展研討會」，此次研討會由專家解析RFID晶片的設計重點，並輔以量測技術的介紹，由量測專家解析如何採用對的量測技術以加速研發及生產流程。以下便為此次研討會所提供的相關資訊。
美國Wall-Mart自2000年正式宣布將於2005年全面運用RFID技術至該公司的物流管理中，促使RFID不僅成為熱門議題，其相關技術皆被陸續使用到物流控管、安全管制等方面。此外，美國國防部採用主動式RFID於軍用品運送管控，讓軍用品調度上更能迅速且確實地被掌握。美國Wall-Mart的策略讓RFID頓時掀起一陣風潮，各行各業莫不希望自身產品可以運用RFID技術，以提高產品的競爭力。
根據資料顯示，至2005年為止，Wall-Mart運用RFID於物流管理的比例約為60%，與當初預估相差了4成之多。到底RFID的優點及缺點在那裡？工研院系統中心系統應用組經理許敦年(圖1)表示，Wall-Mart之所以積極投入RFID在物流管控方面的使用，乃是因為產品從運出物流中心至商店上架一連串過程皆可透過RFID確實掌握物流狀況和產品資料，其所帶來的連帶效益及功能難以估計，如防止產品失竊、供應需求規劃、循環盤點、告知消費者購物資料、付款掃讀上的便利以及庫存交付與保有管理等。許敦年強調，RFID標籤辨識應用所帶來的附加價值無可限量，如捷運悠遊卡便為成功案例之一。然而有許多業者在不清楚相關技術的情況下，急於以RFID標籤辨識完全取代傳統條碼，以致於遇到許多難以克服的技術障礙，造成裹足不前的窘境。
工研院系統晶片技術中心計畫主持人莊凱翔(圖2)談到，有關RFID的應用乃是源起於二次世界大戰運用於軍事雷達技術，1980年代則是將RFID晶片植入動物體內(如寵物等)，以方便管理及資料建檔。而RFID設計技術之所以被看好的原因則是只需改變前端晶片設計，並不需要改變後端系統，大幅降低設計過程的複雜性。而目前台灣電信總局已開放922-928MHz頻率的申請，以電池波傳輸方式，傳輸距離比起低頻系統來得更遠，傳輸距離約為1～6m，十分適合高頻RFID之發展。
目前市場上被大量應用的頻率標準為135kHz和13.56MHz，屬於低頻系統，如捷運悠遊卡就是利用13.56MHz低頻率技術，傳輸距離相對來說較短。而低頻率RFID之所以會被大量應用，乃是低頻RFID專用讀取器晶片技術開發環境已趨於成熟，晶片製作成本降低，使得市場應用層面十分廣泛。而高頻RFID因為相對的射頻技術較為複雜，讀取器晶片不符合大量應用的成本限制。
被動式RFID的基本原理乃是透過射頻方式將訊號傳送至RFID讀取器，利用回覆訊號讀取審核資料，其RFID標籤不含電池。莊凱翔指出，由於RFID會吸收自己的訊號，且遠大於對方所要吸收的訊號，該因素成了RFID晶片設計上需要克服的技術之一。相對於被動式RFID，主動式RFID的特性則是含有電池能量，內部設計則分為則具備及不具備主動傳送電磁波訊號兩種。
莊凱翔談到主動式RFID晶片電路設計必須需考慮Low Power此一基本條件，因此在能量有限的因素之下，電路設計簡單化將是運作效能高低以及傳輸距離遠近的關鍵之處。除此之外，由於能量有限，為了增加電路的可靠度及省電等考量，莊凱翔建議可運用數位設計方式，可增加系統運作的可靠度。而因RFID電量無法太大的關係，記憶體容量選擇也是其中的重要關鍵。
RFID系統設計可根據以下重點做不同撘配，其使用的頻帶在於135kHz、13.56MHz、315MHz、433MHz、860～930MHz、2.45GHz。根據不同客戶需求，使用00K(100% ASK)、x% ASK、FSK、PSK、FHSS等方式調變。編碼方式有NRZ、Manchester、DBF、MFM、Miller、Extended Miller、FMO等。使用RO(Real Only)、WORM(Write Once Read Many)、RW(Read Write)等通道傳輸，通訊方式則有Half-duplex(HDX)、Full duplex(FDX)、Sequential(SEQ)等。
在量測方面，太克科技頻譜產品經理Hideaki Ogata(圖3)表示，測量RFID的困難與挑戰在於訊號斷續微弱，有許多種不同的調變方法需要分析，要同時從智慧卡與標籤上擷取RF訊號，需要時間頻率的主要分析、擷取並分析跳頻信號，以及認證RF干擾。Hideaki Ogata並表示，測量RFID最合適方法就是採用即時頻譜分析儀解決方案(RSA)(圖4)，即時頻譜分析儀的優勢在於提供偏差頻率量測、佔用頻寬量測、模擬發射、調變量測、時間量測…等。
RFID有幾個異於條碼的特性，如不需要主動掃描的過程、透過無線電傳送可同時讀取多個電子標籤、可重複使用以及即使移動中仍可讀取等功能。但為何RFID至今仍無法大量應用於我們的生活中，根據工研院系統中心系統應用組經理許敦年表示，RFID尚未大量應用的原因乃是RFID價格目前仍偏高，預計晶片價格降至5美分之後能達到全面應用的程度。
標籤讀取率則是目前RFID最需要克服的技術條件，許敦年談到工研院針對RFID標籤讀取進行一連串測試結果中顯示，標籤的位置(如垂直、平行或傾斜等角度)、商品本身的材質(如商品經由膠合會破壞RFID標籤，造成讀取率降低)、出貨環境(如出貨現場環境潮濕或出貨地板為金屬材質)皆會影響標籤讀取率。此外，RFID無線電波頻寬標準及相關法規和EPC網路架構都尚未完成，也是造成RFID無法大量應用的原因。
針對未來RDID的發展，許敦年建議RFID應朝向資訊整合的方向前進，而不是只冀望RFID全面取代條碼而已。目前，工研院已成立RFID研發及產業應用聯盟，提供經費及輔導台灣業者投入RFID的研發及應用，讓台灣業者掌握創新技術贏得市場先機。