400萬個瑪莎百貨(Marks and Spencer)的物流管理標籤、2,500萬個圖書出入注記、6,000萬個家畜追蹤器、1.5億支防盜鑰匙……如此傲人故事的背後，有一個共同的主人翁──德州儀器(TI)。
TI對RFID的投入可追溯到1989年，後於2001年1月正式將相關產品線定名為TI-RFid™，其特色在於涵蓋所有頻段，早期主要以ISO 18000標準為主，近來隨著EPC(Electronic Product Code)的日益普及，TI亦積極開發相應產品，日前再推獲得EPCglobal Inc認證的第二代(Gen2)超高頻矽晶片技術，可顯著提高標籤性能，從而增強零售供應鏈商品的識別速度與可見性。在長達16年的創新歷史基礎上，TI-RFid的應用領域遍及汽車防盜、門禁、生物追蹤、防偽識別、物流及倉儲管理等。
圖：TI-RFid技術一覽
低頻：門禁控制、電子票證、汽車防盜展雄風
在低頻(LF，操作頻率為134.2kHz)市場，結合方便安全的特性，TI－RFid的感應器可以多種形式執行任務；例如：貼在汽車的擋風玻璃上、像名片一樣收藏在個人錢包中，甚至做成鑰匙圈隨身攜帶。一個著名的“變形”應用案例是FedEx(聯邦快遞)。這個世界上最大的包裹快遞公司之一，每天須遞送超過320萬件的包裹物品，並管理全世界42,500輛遞送包裹的車輛，使得FedEx快遞人員每天都要花費相當多的時間來進行車輛鑰匙管理。
此時，TI腕表式的碟型感應器設計，讓FedEx貨車車廂的自動門能憑感應自動開關，對提升工作效率及降低失誤風險有莫大助益。更智慧化的設計是其“Remote Kill”催毀功能，必要時可通過一個網路指令將晶片內所保存的資訊完全刪除；一旦不幸將腕帶鑰匙丟失，系統可在幾秒鐘內取消原有編碼，並重新製作一個腕帶鑰匙。當快遞員將帶有相應感應器的腕帶鑰匙靠近讀卡機的6英寸範圍內，感應器的編碼將被系統讀取，並與系統內的記錄逐一比較；如果匹配，門將在5秒鐘內打開。
再者，對於一些公眾休閒場所來說，RFID系統能夠提供一系列的開放式門禁系統來進行票證管理。門票既可用帶有RFID技術(含有可讀寫式電子標籤，Tag-it系列)的條碼印表機簡單製作，也可將RFID卡片製作成會員卡、月卡或年卡，只需放在身上就能讀取。另在汽車安全防盜方面，TI的唯讀式感應器早在1993年便正式被廠商使用，並獲世界最大的Allianz保險公司承認其為汽車防盜器的標準配備。
TI亞太區無線射頻識別市場及銷售經理顧雷在接受我刊專訪時表示，TI在該市場擁有近50%的份額，其中在福特和豐田車系，更幾乎囊括100%的市場。“此外，TI在全球的活體動物識別也有高達80%的市占率，以澳洲、歐洲和美洲的應用最多，涵蓋整個生命週期的追蹤以及屠宰後的流向管控”，顧雷補充道。
照片人物：TI亞太區無線射頻識別市場及銷售經理顧雷
高頻：包裹識別、防偽與金流結合顯實力
在高頻(HF，操作頻率為13.56MHz)的ISO 15693/14443標準上，TI亦有所嶄獲。英國航空公司率先於1999年採用TI的Tag-it試行智慧標籤，爾後瑪莎百貨(Marks and Spencer)的400萬個物流管理標籤和應用在圖書出入注記的2,500萬個電子標籤也展開運作。另一個值得留意的是在生醫領域的應用，TI日前剛宣佈與AARFID公司於美國密西西比州血液服務機構完成改進庫存管理的首次試運行，以滿足他們對產品較短的儲存保質期和冷藏要求，加強安全性流程和提高對醫院的交貨效率。
試運行結果顯示，同樣的流程在應用自動化RFID系統後，將從原來的數小時縮短至1小時、甚至更少的時間。當承載多個血袋的托盤通過傳送帶系統臨近檢驗門時，所有血袋可同時被讀取，並將血袋上的資訊同步與血液服務機構的資料庫進行比對檢查。其間最需要克服的技術難點在於：-30℃的超低溫要求。在此環境下，射頻信號會有衰減作用而導致工作頻率偏移。為了達到精準度和穩定性，TI憑藉晶片到嵌入式標籤(Inlay)的整合生產能力，將每張Inlay都用鐳射調節，以便維持在13.56 MHz的最佳工作頻率。
高頻的另一個務實的應用在打擊仿冒品。TI去年即分別與VeriSign和3M公司聯手推出RFID防偽平臺，用意在加強藥品安全與監督。此防偽平臺採用ISO/IEC標準的13.56 MHz RFID，可對單件成藥進行鑑別，也可在場外任一流通環節中，對監督系統內的所有藥品交易進行確認。該平臺採用“公鑰基礎”(PKI，對於識別特殊物件、資料自動採集以及多點鑑別十分有利)、數位簽名和資料加密技術，可讓企業在貨品發送接收過程中標明物主身份或確認物主身份。採用PKI技術後，物品也可以由委託的第三方進行鑑別，且加密資訊可在有關單位之間傳遞。
TI-RFid標籤設置在每一件單品上面，標籤會發出遠端可讀的安保資訊(包括數位簽名)，在Public-key的支援下，再把鑑別資訊傳遞到供應鏈的各個環節。透過網路，供應鏈的參與各方即使沒有讀取器也能鑑別標籤真偽。如此縝密的方式所引發的另一個反向思考是：若有些人不想讓人知道自己所購買的藥物資訊，又當如何？顧雷解釋，在公鑰基礎上，有一套嚴謹的加密演算法，配合數位簽名(DSC)和邏輯加密，一般人是無從得知詳情的；真有必要時，最後的殺手鐧是通過程式，以“Remote Kill”指令清除所有保存紀錄，一勞永逸。特別一提的是，TI的RFID已通過MasterCard的PayPass認證。
超高頻：ISO和EPC乍現融合之勢 Gen2晶片成主流
以一個領導廠商的角度觀之，什麼樣的具體應用會是最大的商機所在？顧雷認為，除了防偽用途，貴重物品管控、圖書館和國內特定政府專案外，“超高頻”(UHF，操作頻率為860MHz～930MHz)RFID也有很大的機會成長點，而驅動這些市場的重要力道則來自於兩方面：首先，.產品須符合國際標準，具有極佳的通用性；其次，供應商須擁有獨特而專業的技術能力，以及時迎合當前管理需求──例如為提高EPC Gen2的讀取效率，以晶圓與條狀晶片形式提供的TI Gen2矽晶片由最先進的130nm類比製程節點開發而成。
顧雷說，之所以採用130nm這個製程，主要是基於對功耗和反應速度的考慮；內置的蕭特基二極體提高了射頻(RF)信號能量的轉換效率，從而實現了低功耗與晶片至讀取器的更高靈敏度。即使在典型供應鏈廠房與庫房環境中普遍存在背景電磁干擾(EMI)的情況下，用戶也可以在最低RF功率的狀況下對TI晶片完成寫入。對於那些已經部署UHF RFID系統的公司來說，TI Gen2技術將使它們有望提高包裝箱與托盤通過製造和分銷通路時的標籤讀取率。無論是在標準還是在高密度讀取器工作模式下，TI晶片均能提供高度可靠的讀取範圍性能。因此，針對RFID讀取器設置與放置的限制條件有所減少，這將更便於用戶獲得有效結果與最大讀取率。
TI以三種簡便的型式為內嵌、標籤與包裝製造商提供Gen2矽晶片，從而為客戶帶來更高的設計靈活性：一是裸片晶圓，以支持多種組裝製程；二是經過處理的晶圓(有凸起，用背磨鋸出)，適合立即用於商用內嵌設備；三是條狀矽片(Strap)，適合自行印製天線的標籤與包裝製造商。全新UHF Gen2矽晶片技術已經獲得EPCglobal認證標誌，這意味著TI矽晶片技術能夠滿足EPCglobal Gen2空中介面協定標準(於2004年12月獲得批准)的測試與工作要求。有關晶片具備的192位元記憶體可滿足EPCglobal Gen2與ISO/IEC 18000-6C要求的所有規範，除了滿足標準的要求外，該技術亦能通過支持塊寫入與塊刪除等命令實現更多功能。TI Gen2矽晶片技術主要用於860MHz～960MHz工作頻帶範圍內被動RFID標籤產品的製造。
結語
兼具市場及技術兩項關鍵要素，也正是TI得以在芸芸RFID供應商中屹立不搖的原因。此外，TI還擁有一個發展策略上的特長──可幫助客戶進行封裝作業，以“半成品”的型式交貨。顧雷指出，由於超高頻RFID產品對“水”等外來干擾物質十分敏感，因此對於天線材質的選擇和封裝製程是馬虎不得的。加上設備客戶對於天線的開發投資相當巨大，為此，TI將其晶片封裝成“Inlay”出貨；客戶既省時又方便，還能撙節制造成本。
此外，TI還可提供參考天線設計，幫助客戶進一步優化矽晶片技術的標籤。據悉，TI也是目前惟一有能力提供此類加值服務的供應商。總體來說，除了人身證照應用尚未涉及外，TI在低頻和高頻已擁有性能穩定的完整讀寫產品，且正以和第三方夥伴合作的方式耕耘超高頻市場，共同為客戶提供參考設計、核心韌體和用做雜訊處理的DSP，“未來也不排斥往類比前端發展”，顧雷最後透露說。挾著半導體巨人的雄厚本能與本錢，TI在提供Total Solution的品質與實力上是勿庸置疑的；它的下一個光榮里程碑，相信很快就有佳音傳來。
TI對RFID的投入可追溯到1989年，後於2001年1月正式將相關產品線定名為TI-RFid™，其特色在於涵蓋所有頻段，早期主要以ISO 18000標準為主，近來隨著EPC(Electronic Product Code)的日益普及，TI亦積極開發相應產品，日前再推獲得EPCglobal Inc認證的第二代(Gen2)超高頻矽晶片技術，可顯著提高標籤性能，從而增強零售供應鏈商品的識別速度與可見性。在長達16年的創新歷史基礎上，TI-RFid的應用領域遍及汽車防盜、門禁、生物追蹤、防偽識別、物流及倉儲管理等。
圖：TI-RFid技術一覽
低頻：門禁控制、電子票證、汽車防盜展雄風
在低頻(LF，操作頻率為134.2kHz)市場，結合方便安全的特性，TI－RFid的感應器可以多種形式執行任務；例如：貼在汽車的擋風玻璃上、像名片一樣收藏在個人錢包中，甚至做成鑰匙圈隨身攜帶。一個著名的“變形”應用案例是FedEx(聯邦快遞)。這個世界上最大的包裹快遞公司之一，每天須遞送超過320萬件的包裹物品，並管理全世界42,500輛遞送包裹的車輛，使得FedEx快遞人員每天都要花費相當多的時間來進行車輛鑰匙管理。
此時，TI腕表式的碟型感應器設計，讓FedEx貨車車廂的自動門能憑感應自動開關，對提升工作效率及降低失誤風險有莫大助益。更智慧化的設計是其“Remote Kill”催毀功能，必要時可通過一個網路指令將晶片內所保存的資訊完全刪除；一旦不幸將腕帶鑰匙丟失，系統可在幾秒鐘內取消原有編碼，並重新製作一個腕帶鑰匙。當快遞員將帶有相應感應器的腕帶鑰匙靠近讀卡機的6英寸範圍內，感應器的編碼將被系統讀取，並與系統內的記錄逐一比較；如果匹配，門將在5秒鐘內打開。
再者，對於一些公眾休閒場所來說，RFID系統能夠提供一系列的開放式門禁系統來進行票證管理。門票既可用帶有RFID技術(含有可讀寫式電子標籤，Tag-it系列)的條碼印表機簡單製作，也可將RFID卡片製作成會員卡、月卡或年卡，只需放在身上就能讀取。另在汽車安全防盜方面，TI的唯讀式感應器早在1993年便正式被廠商使用，並獲世界最大的Allianz保險公司承認其為汽車防盜器的標準配備。
TI亞太區無線射頻識別市場及銷售經理顧雷在接受我刊專訪時表示，TI在該市場擁有近50%的份額，其中在福特和豐田車系，更幾乎囊括100%的市場。“此外，TI在全球的活體動物識別也有高達80%的市占率，以澳洲、歐洲和美洲的應用最多，涵蓋整個生命週期的追蹤以及屠宰後的流向管控”，顧雷補充道。
照片人物：TI亞太區無線射頻識別市場及銷售經理顧雷
高頻：包裹識別、防偽與金流結合顯實力
在高頻(HF，操作頻率為13.56MHz)的ISO 15693/14443標準上，TI亦有所嶄獲。英國航空公司率先於1999年採用TI的Tag-it試行智慧標籤，爾後瑪莎百貨(Marks and Spencer)的400萬個物流管理標籤和應用在圖書出入注記的2,500萬個電子標籤也展開運作。另一個值得留意的是在生醫領域的應用，TI日前剛宣佈與AARFID公司於美國密西西比州血液服務機構完成改進庫存管理的首次試運行，以滿足他們對產品較短的儲存保質期和冷藏要求，加強安全性流程和提高對醫院的交貨效率。
試運行結果顯示，同樣的流程在應用自動化RFID系統後，將從原來的數小時縮短至1小時、甚至更少的時間。當承載多個血袋的托盤通過傳送帶系統臨近檢驗門時，所有血袋可同時被讀取，並將血袋上的資訊同步與血液服務機構的資料庫進行比對檢查。其間最需要克服的技術難點在於：-30℃的超低溫要求。在此環境下，射頻信號會有衰減作用而導致工作頻率偏移。為了達到精準度和穩定性，TI憑藉晶片到嵌入式標籤(Inlay)的整合生產能力，將每張Inlay都用鐳射調節，以便維持在13.56 MHz的最佳工作頻率。
高頻的另一個務實的應用在打擊仿冒品。TI去年即分別與VeriSign和3M公司聯手推出RFID防偽平臺，用意在加強藥品安全與監督。此防偽平臺採用ISO/IEC標準的13.56 MHz RFID，可對單件成藥進行鑑別，也可在場外任一流通環節中，對監督系統內的所有藥品交易進行確認。該平臺採用“公鑰基礎”(PKI，對於識別特殊物件、資料自動採集以及多點鑑別十分有利)、數位簽名和資料加密技術，可讓企業在貨品發送接收過程中標明物主身份或確認物主身份。採用PKI技術後，物品也可以由委託的第三方進行鑑別，且加密資訊可在有關單位之間傳遞。
TI-RFid標籤設置在每一件單品上面，標籤會發出遠端可讀的安保資訊(包括數位簽名)，在Public-key的支援下，再把鑑別資訊傳遞到供應鏈的各個環節。透過網路，供應鏈的參與各方即使沒有讀取器也能鑑別標籤真偽。如此縝密的方式所引發的另一個反向思考是：若有些人不想讓人知道自己所購買的藥物資訊，又當如何？顧雷解釋，在公鑰基礎上，有一套嚴謹的加密演算法，配合數位簽名(DSC)和邏輯加密，一般人是無從得知詳情的；真有必要時，最後的殺手鐧是通過程式，以“Remote Kill”指令清除所有保存紀錄，一勞永逸。特別一提的是，TI的RFID已通過MasterCard的PayPass認證。
超高頻：ISO和EPC乍現融合之勢 Gen2晶片成主流
以一個領導廠商的角度觀之，什麼樣的具體應用會是最大的商機所在？顧雷認為，除了防偽用途，貴重物品管控、圖書館和國內特定政府專案外，“超高頻”(UHF，操作頻率為860MHz～930MHz)RFID也有很大的機會成長點，而驅動這些市場的重要力道則來自於兩方面：首先，.產品須符合國際標準，具有極佳的通用性；其次，供應商須擁有獨特而專業的技術能力，以及時迎合當前管理需求──例如為提高EPC Gen2的讀取效率，以晶圓與條狀晶片形式提供的TI Gen2矽晶片由最先進的130nm類比製程節點開發而成。
顧雷說，之所以採用130nm這個製程，主要是基於對功耗和反應速度的考慮；內置的蕭特基二極體提高了射頻(RF)信號能量的轉換效率，從而實現了低功耗與晶片至讀取器的更高靈敏度。即使在典型供應鏈廠房與庫房環境中普遍存在背景電磁干擾(EMI)的情況下，用戶也可以在最低RF功率的狀況下對TI晶片完成寫入。對於那些已經部署UHF RFID系統的公司來說，TI Gen2技術將使它們有望提高包裝箱與托盤通過製造和分銷通路時的標籤讀取率。無論是在標準還是在高密度讀取器工作模式下，TI晶片均能提供高度可靠的讀取範圍性能。因此，針對RFID讀取器設置與放置的限制條件有所減少，這將更便於用戶獲得有效結果與最大讀取率。
TI以三種簡便的型式為內嵌、標籤與包裝製造商提供Gen2矽晶片，從而為客戶帶來更高的設計靈活性：一是裸片晶圓，以支持多種組裝製程；二是經過處理的晶圓(有凸起，用背磨鋸出)，適合立即用於商用內嵌設備；三是條狀矽片(Strap)，適合自行印製天線的標籤與包裝製造商。全新UHF Gen2矽晶片技術已經獲得EPCglobal認證標誌，這意味著TI矽晶片技術能夠滿足EPCglobal Gen2空中介面協定標準(於2004年12月獲得批准)的測試與工作要求。有關晶片具備的192位元記憶體可滿足EPCglobal Gen2與ISO/IEC 18000-6C要求的所有規範，除了滿足標準的要求外，該技術亦能通過支持塊寫入與塊刪除等命令實現更多功能。TI Gen2矽晶片技術主要用於860MHz～960MHz工作頻帶範圍內被動RFID標籤產品的製造。
結語
兼具市場及技術兩項關鍵要素，也正是TI得以在芸芸RFID供應商中屹立不搖的原因。此外，TI還擁有一個發展策略上的特長──可幫助客戶進行封裝作業，以“半成品”的型式交貨。顧雷指出，由於超高頻RFID產品對“水”等外來干擾物質十分敏感，因此對於天線材質的選擇和封裝製程是馬虎不得的。加上設備客戶對於天線的開發投資相當巨大，為此，TI將其晶片封裝成“Inlay”出貨；客戶既省時又方便，還能撙節制造成本。
此外，TI還可提供參考天線設計，幫助客戶進一步優化矽晶片技術的標籤。據悉，TI也是目前惟一有能力提供此類加值服務的供應商。總體來說，除了人身證照應用尚未涉及外，TI在低頻和高頻已擁有性能穩定的完整讀寫產品，且正以和第三方夥伴合作的方式耕耘超高頻市場，共同為客戶提供參考設計、核心韌體和用做雜訊處理的DSP，“未來也不排斥往類比前端發展”，顧雷最後透露說。挾著半導體巨人的雄厚本能與本錢，TI在提供Total Solution的品質與實力上是勿庸置疑的；它的下一個光榮里程碑，相信很快就有佳音傳來。
