發布時間:2018-08-16
訪四川凱路威電子有限公司創始人彭澤忠先生
四川凱路威電子有限公司(以下簡稱“凱路威”)成立于2001年,由著名集成電路專家彭澤忠博士創建,專注于物聯網核心技術RFID芯片研發與應用,擁有多項全球領先的獨創芯片專利技術,成果豐碩,產品線豐富。公司依托全球領先的XLPMTM存儲器技術,致力于向業界提供最安全、最可靠和最低成本的RFID芯片及應用解決方案。近日RFID世界網記者有幸采訪了凱路威創始人兼CEO彭澤忠先生,并與其面對面溝通了解了凱路威的獨創技術X-RFID®及最新的應用成果。
四川凱路威電子有限公司創始人彭澤忠先生
采用專利XLPMTM存儲器工藝技術的RFID芯片,簡稱X-RFID芯片——適用于RFID的創新存儲器技術
眾所周知,RFID作為一種非接觸式的自動識別技術,是利用射頻信號和空間耦合的傳輸特性來實現對目標物的自動識別,系統由天線、耦合元件、芯片等構成。彭總告訴記者,常規的RFID芯片通常由射頻前端、邏輯控制、存儲器等電路組成,其存儲器多采用了EEPROM,這是一種帶電可擦寫可編程只讀存儲器。EEPROM是用戶可更改的非揮發性存儲器,可通過高于正常工作電壓的方法來擦除和重寫,其制造工藝相對比CMOS工藝復雜且昂貴,在器件密度方面不盡人意,也成為了RFID標簽價格居高不下的技術根源。
而由凱路威獨創的X-RFID®技術則運用了一種全新的存儲器技術——XLPMTM(Super Low-power Permanent Memory,超級低功耗永久性存儲器)。XLPMTM是一種新型不揮發存儲器(NVM,Non-Volatile Memory)技術,它采用100 %深亞微米標準CMOS工藝,與制造邏輯電路(CPU、DSP等)的工藝相同,不需增加浮置柵工藝,與傳統的芯片制造工藝相比可節省四分之一的工序。
彭總指出,X-RFID®芯片采用XLPMTM存儲器代替傳統的EEPROM作為ID碼存儲器件,能充分體現XLPMTM存儲器的獨特優勢,也使得該芯片具有優成本、高可靠、高安全的技術特性。
X-RFID®讓RFID技術優勢再現
如何才能使RFID芯片的成本更低?彭總作為一位資深的技術專家,對此進行了透徹的研究。他對記者表示,制作工藝的選擇將直接影響RFID芯片的成本。據介紹,采用XLPMTM存儲器技術的X-RFID®芯片,選擇先進的100%深亞微米標準CMOS工藝來制造芯片,不僅節省了四分之一的掩模版和制造工序,而且在莫爾斯法則下,在同樣的工藝檔次上,XLPMTM存儲器比傳統的EEPROM或Flash存儲器成本會大幅度降低。
“常規的RFID芯片需要30層掩膜,我們的X-RFID®只需要23層。”彭總這樣說到。
X-RFID®與EEPROM-RFID工藝掩膜比較
RFID芯片的可靠性,即對數據保持能力(Data Retention),也是一個重要參數指標。傳統采用EEPROM作為存儲器件的RFID芯片,數據最多保持10年;而X-RFID®采用不含浮置柵結構的存儲器件,其數據保持能力從原理上遠高于EEPROM,并已經得到實際考核的驗證。據悉,中電科技集團第58所檢測中心對X-RFID®實施了高溫加速壽命試驗,并且還出具了書面檢測報告判定:在常溫存儲條件下,X-RFID®芯片可有效保存數據長達100年。如此超高的數據保持能力,將極大地擴展X-RFID®的潛在應用領域。
在紛繁的物聯網世界里,安全是廣為關注的一個問題。據彭總透露,X-RFID®在安全性方面有著絕佳的優勢,并從技術的角度作了一番對比:常規RFID芯片中的EEPROM本身是一種從物理上可以擦除和改寫數據的存儲器件,EEPROM存儲器可以利用控制柵改變浮置柵上的電位,從而達到改寫的目的;而XLPMTM存儲器是通過改變柵氧化層的導電狀態實現ID碼存儲,其物理狀態不可逆轉,所以具有極高的抗篡改能力。XLPMTM存儲單元的“0”和“1”兩種狀態,沒有電位差異和視覺差異,因此具有極高的抗偵破能力,可以有效防止芯片的密鑰數據被偵破確保芯片整體數據安全性。
EEPROM與XLPMTM單元結構對比
|
EEPROM-RFID |
X-RFID® |
X-RFID® 的特性 |
價格比 |
1 |
0.7~0.3 |
硅圓片加工成本和合格率 |
數據保持時間 |
10年 |
≥100 年 |
數據存儲機理 |
防止數據篡改 |
低 |
高 |
可追加數據的檔案式存儲 |
防止數據偵破 |
低 |
高 |
“1”和“0”狀態無電位差異和視覺差異 |
嵌入能力 |
EEPROM |
100%標準CMOS工藝 |
X-RFID® 易于嵌入 SoC |
X-RFID®與EEPROM-RFID特征比較
X-RFID®具備廣闊的應用前景
隨著RFID技術的成熟和普及,越來越多的人已意識到應用RFID技術會給行業發展帶來積極的作用。再加上中國政府有關部門對RFID的政策扶持力度持續加大,為RFID的發展創造了一個良好的成長環境。
緊跟物聯網的發展浪潮,凱路威自成立以來始終專注于全自主的X-RFID®技術及產品的迭代升級,除了對成本、安全和可靠性上的改良,X-RFID®還在抗醫療輻照(伽馬射線輻照數據不丟失)、持續耐高溫等方面發揮出了獨特可靠性優勢。目前,基于X-RFID®技術芯片研發設計的電子標簽產品可被廣泛運用于醫療管理、物流追蹤、服裝管理、倉儲管理、資產管理、智能制造、商品防偽、檔案管理、行李包裹、電子門票/證卡、食品溯源、無人超市、新零售、交通/車輛管理等眾多領域。
從豐富的應用領域中,彭總對記者就醫療管理、物流追蹤、防偽溯源、檔案管理、資產管理等五個應用領域產品與解決方案作了技術解讀。
1、以X-RFID®技術芯片為核心的醫療管理
在醫療領域,相關的醫藥、醫療耗材、手術器械等在使用生命周期中,越來越多的采用RFID作為物品標識管理應用,大多涉醫物品在使用前均需要做無菌化處理,目前最有效的滅菌處理方式如伽馬射線輻照滅菌,會對RFID芯片數據保持有毀滅性的影響,常規EEPROM存儲器的RFID芯片隨物品進入輻照滅菌后,會產生電荷逃逸等現象,因而出現輻照后RFID標簽數據丟失或者異常,無法保障醫療物品管理的識別基本需求。在醫療領域有的物品出廠前做一次滅菌,有的則需要周期性循環滅菌處理,X-RFID®技術芯片可以在物理上防止芯片被輻照后的數據丟失,因為芯片存儲器XLPMTM采用的是擊穿氧化膜的原理進行數據保持,具備獨特的可靠性優勢,未來X-RFID芯片將會成為醫療領域物品RFID標識應用的重要基石。
2、以X-RFID®技術芯片為核心的物流追蹤
當前服裝領域RFID應用成為全球RFID市場標簽消耗性應用量最大的熱土,無可非議RFID技術能有效地提升服裝行業物流供應鏈整體的效率水平,也將RFID本身的技術特點價值回歸到了核心,在服裝生產、倉儲分揀、物流追蹤、門店零售等全流程打通,最大化實現了物品數據采集的高效、準確性。這一領域的成功應用對航空行李分揀、快遞包裹等行業帶來了新的物流水平參考,據統計2017年,中國快遞包裹數量超過了400億個大關,越來越多的物流專業企業開始嘗試在體系導入RFID技術,但是這樣海量的應用對成本極為敏感。X-RFID®技術是公司從一開始定下的差異化戰略技術路線,因為在芯片XLPMTM存儲工藝上我們站在最大化降低成本的制高點,我們的X-RFID®芯片制造過程中省去的6-7層掩膜工藝便是未來RFID芯片進一步突破成本瓶頸的關鍵法門,這一方面我們已經走在了全球RFID芯片核心技術發展的領先前沿。公司目前量產的多款高性能X-RFID芯片在物流領域已經得到了廣泛的應用,未來公司會在芯片制程工藝上進一步研發升級突破,為物聯網時代海量的物流追蹤提供更優成本的RFID芯片產品。
3. 以X-RFID®技術為核心的防偽溯源平臺系統
RFID的防偽溯源應用在國內已經波濤洶涌地演進多年,從最早僅靠RFID芯片的唯一UID到現在芯片中加入SM7等商密算法,防偽本身一直是在道高一尺、魔高一丈的互為切換較量之中。雖然目前采用加密算法的芯片已經如同銀行卡金融級的安全性,但是如果RFID芯片采用的是EEPROM等具有0/1電位視覺差異的存儲器器件,RFID標簽要作為一個真偽的憑證,就沒有真正的數據安全性可言,因為再復雜的密鑰也是可以通過0/1電位視覺差異實現數據的偵破,從而再一次回到RFID芯片唯一UID碼被復制白片的覆轍上。
雖然芯片數據偵破目前在市場上技術還是太前沿,但已經有一些非常成熟的RFID防偽應用已經走到對芯片本身數據防偵破的剛需層,我們順勢而為依托X-RFID®技術芯片構建了一套完善的防偽溯源平臺系統,本系統基于互聯網信息技術,采用X-RFID®芯片標簽對產品從生成、流通、分銷和零售等環節實時跟蹤達到溯源目的。X-RFID®芯片OTP物理防篡改、抗偵破,廠家一次編程寫入數據后不可更改,無法復制,保障商品信息無法被廠家以外人員仿造,從而杜絕商品被仿冒帶來的經濟和信譽的損失。
4.以X-RFID® 技術為支撐的資產/設備巡檢智能管理系統
物聯網的基建,采用RFID對資產/設備巡檢等管理也越來越多,特別是在電力、石油、鐵路等重資產行業領域,大多數的資產的生命周期都大于10年數十年。以X-RFID®技術高可靠性、長壽命等優勢價值發揮,凱路威基于X-RFID的設備巡檢智能管理系統也應運而生,結合GPRS/GIS技術、移動互聯網技術,通過對設備賦予X-RFID®芯片身份證,以X-RFID®芯片為數據信息載體,通過手持機按照設定路線進行設備巡檢,以實現野外設備巡檢可視化、巡檢數據實時化、圖表化,從而達到優化巡檢路線、定位跟蹤、異常報警、巡檢考核,解決傳統設備設施巡檢中存在的信息反饋不及時、現場危害翻譯的處理控制不準確、線路規劃不合理,甚至巡檢遺漏等問題。
此系統支持GPS地圖定位,可根據巡檢任務查詢該次任務范圍內的位置和信息,巡查信息準確、實時上傳到系統,進行全流程監管,并將作業計劃與執行情況自動對比,實時考核,有效避免巡檢遺漏問題,杜絕安全事故、避免人工操作造成的安全隱患。
5.以X-RFID®作為信息載體建立實體檔案智能管理系統
實體檔案RFID智能管理已經蔚然成風,但目前大多數常規EEPROM存儲工藝的芯片理論數據保持壽命10年左右,但是檔案本身有的需要伴隨終生。我們X-RFID®芯片100年以上數據保持壽命的永久性優點正好可以發揮它的價值,公司也承建過多個基于RFID的實體檔案系統,系統是以先進的X-RFID®技術為基礎,借助凱路威自主研發的各類型智能識別設備,利用數據庫、面向對象開發、信號處理、微弱信號檢測等技術,構建實體檔案信息綜合管理系統,實現檔案庫存和流通環節的數字化、信息化、智能化管理,達到精準、高效、科學的檔案管理要求。
該系統以X-RFID®作為信息載體,取代了傳統的紙質工作流程,不僅減輕勞動強度、降低差錯率、提高業務辦理效率,而且還創新管理模式、優化管理流程、實現數據共享,為檔案管理行業帶來全新、便捷、高效、智能的信息化管理系統。
凱路威X-RFID®產品明星們集中登臺IOTE 2018
在第十屆國際物聯網博覽會夏季展(簡稱IOTE 2018,7月31日-8月2日舉辦)上,凱路威帶來了X-RFID®家族的明星們。彭總對記者說到:“這次展會我們帶來了五款X-RFID®新產品,個個都有它們的酷炫本領。”
X-RFID®明星之一——KX1207是一款ISO14443A協議標準,兼容手機NFC Forum Type2標準的新型Ntag標簽芯片,采用X-RFID®技術,2Kbits大容量存儲,除具有X-RFID®優勢特性外,創新加入SM7國密安全算法,具有低成本、高安全等獨特優點,可廣泛應用于NFC手機最適配的防偽溯源、藍牙/wifi配對、NFC名片等領域。
X-RFID®明星之二——KX1010S是一款符合ISO15693協議標準的高安全防偽專用芯片,采用X-RFID®技術,2Kbits大容量存儲,內置SM7國密高安全算法,工作距離可達1米以上,優異的防沖突多標簽識別性能,滿足至少400張以上群讀應用需求,可用于酒類等商品從生產制造到物流、零售全流程的溯源防偽數據采集與安全認證識別。
X-RFID®明星之三——KX1008S是一款符合ISO15693協議標準的低成本RFID芯片,采用X-RFID®技術,創新簡化10條精簡指令集設計,工作距離可達1米以上,優異的防沖突多標簽識別性能,滿足至少400張以上群讀應用,特別適用于無人超市、無人冷柜應用等環境。
X-RFID®明星之四——KX2005SE芯片符合ISO18000-6C通信協議標準,采用了業界首創的Only EPC小存儲容量輕化設計,128bits用戶可編碼EPC存儲空間,沒有用戶區;更低功耗,更高靈敏度,并且支持三維全向天線連接方式,具有更好的識別方向性。
X-RFID®明星之五——KX2005S芯片符合EPC Gen2及ISO18000-6C通信協議標準,2Kbits大容量,128 bits用戶可編碼EPC存儲空間,1552 bits用戶區;支持三維全向天線連接方式,具有更好的識別方向性,大容量可擴展。
后記
“此次展會聚集了來自全球的物聯網品牌和行業精英,是一次了解行業技術與應用的交流盛會,也是了解物聯網發展趨勢的絕佳平臺。”彭總這樣對記者說到,“凱路威‘用芯感知世界,創新成就未來’,堅信X-RFID®中國芯生來就注定會不斷地掀起物聯網應用新潮流!”