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朱晓东:国标超高频RFID读写芯片及汽车电子车牌应用
2016-07-05

    随着我国物联网技术的应用和发展,基于超高频RFID技术的物联网系统已广泛应用于智能物流、智能交通、智能家居、食品药品防伪溯源、国防军事等各领域,业界对超调频RFID芯片功能性要求日益提升;另一方面,企业就希望能出台一系列有自主知识产权的RFID国家标准来规范和引导行业的发展。“因为如果没有国家标准,所有编码都要到国外去解析,信息就完全被公开化。”智坤半导体有限公司董事长朱晓东博士日前对RFID世界网记者表示,“如采用EPC(电子产品代码)标准,所有产品都需向EPCglobal申请物品代码并解析,国家经济毫无机密可言。”

  2013年,通过多家参与单位的长期协作,综合权衡国家利益和商业利益,中国人民解放军国防科学技术大学、工业和信息化部电子工业标准化研究院牵头联合多家单位,共同制定了一套拥有自主知识产权的超高频RFID国家标准。该国家标准已于次年5月1日起正式实施。另一方面,我国已经建立了OID标识分配方案和注册管理体系,研制开发了OID注册解析管理系统,这将规范和推动亿量级的RFID行业应用。

  在2016年4月7日至8日的2016 RFID世界大会上,朱博士在现场发表了题为“国标超高频RFID读写SoC芯片及汽车电子车牌应用”的专题演讲。

智坤半导体有限公司董事长朱晓东

  朱晓东博士是2009年国家“千人计划”特聘专家、东南大学产业教授,拥有30多年的半导体材料、工艺、器件、芯片设计和制造及管理的丰富经验,曾成功地创办了美国捷智半导体(Jazz Semiconductor)和北京芯晟科技 (Celestial Semiconductor)两家半导体制造和芯片设计公司。

  作为关系到国家信息安全的重要领域,市场上需要一款支持国家标准的RFID芯片(包括标签芯片和读写器芯片),智坤半导体担当了国标UHF读写器芯片研发重任。朱博士认为,这是智坤半导体的历史使命和机遇。2012年,他组建了掌握超高频RFID读写芯片核心技术并能全面实现产业化的团队,并在2014年推出了全球首款支持国家标准的UHF RFID读写芯片iBAT1000——同时也支持国家军用标准并兼容EPC协议。

  在研发超高频RFID读写器芯片的过程中,智坤遇到了很大的技术挑战,例如:同频同时的无源标签读写、30dBm (1W) 发射信号的泄漏与耦合可在接收信号中引进达15dBm的同频自我干扰(Self jamming)极大降低接收灵敏度、读写距离和可靠性、30米外的标签反射信号 < - 70dBm、发射链路的非线性、ASK邻频道干扰(spectral mask)、限制最大功率输出、读写距离、多标签多读写器的碰撞、加密标签的验证、鉴别、解密准确(100%)读取……

  最终成功推向市场的读写器芯片iBAT1000是全球率先支持国标超高频RFID的读写器SoC芯片,集成射频、模拟、数字于一体,采用自我干扰消除技术(Self jamming Cancellation),优化锁相环PLL电路设计,提高VCO相噪比,增强读写芯片的接收性能,支持国标、军标并兼容EPC,采用发射链路线性度最优的SiGe BiCMOS工艺。

  iBAT1000创造了多项世界第一:支持中国国家标准GB/T 29768-2013,支持中国国家军用标准GJB7377.1,全球全制式(兼容EPC、ISO 18000-6C、ETSI EN 302 208-1等),支持公安部、工信部和国标委编制的《汽车电子标识安全技术要求》、《汽车电子标识通用技术条件》、《汽车电子标识读写设备通用技术条件》、《汽车电子标识读写设备安全技术要求》和《汽车电子标识读写设备安装规范》等6项标准,识读距离 > 30米,车速达220公里/小时的准确(100%)读取,标签与读写器双向验证、加解密。

  朱博士指出,国家标准的重要性之一就是信息安全,而RFID的国家标准跟一般的通信标准有很大的不同。他把RFID比喻成一个身份证——自己发号自己管理,因此号码的作用至关重要。所有被管理物品的资料都在后端系统中一一对应。电子车牌的RFID技术应用是其中最重要的应用领域之一。

  据介绍,公安部汽车电子车牌项目起始于2012年公安部向国标委申请制定6项“汽车电子标识”国家标准,随后于2014年汽车电子标识先行先试列入京津冀三省市交通一体化项目,到2015年4月深圳市立法汽车电子标识,接着2015年10月完成所有的实验室和路面测试(国标国密标签、读写器、天线、系统), 全国第一个汽车电子标识试点城市无锡市招标。2016年1月20日在无锡启动,试点10万辆汽车;2016年2月26日在深圳启动,试点20万辆汽车。作为全球最大的物联网项目,全国2亿多辆汽车、数百万公里的街道和公路将全面实施基于国标超高频RFID的电子车牌。

  朱博士指出,未来将出现千亿级的国标超高频RFID市场机会。当前汽车电子车牌正面向全国推广,按2.5亿辆汽车存量计算,将有超过186亿元的RFID市场机会。

  以电子车牌为起点,将带动各行业的RFID应用。如:智能银行,数十万个分行的每天银库与网点分发和收回现钞的难题;智能物流,实名制的100亿件快递包裹, 40万位快递员,数百万个小区智能发送柜;智能电、水、气表和工业用表,15亿只智能仪表的供应链、生命周期、资产管理、远程抄表等;食品防伪溯源,800亿包牛奶,75亿瓶白酒红酒;药品防伪溯源,数百万计医院、药房、医生。