NC State Breek Record: RFID Chip Krimpt Tot 125µm × 245µm, Kosten Verlagen & Voorraadketenbeveiliging Verbeteren

Onderzoekers aan North Carolina State University hebben gemaakt wat als de kleinste state-of-the-art RFID chip wordt beschouwd: een apparaat van 125 micrometer (µm) bij 245 µm. De minuscule chip verlaagt potentiëel de kosten van RFID-tags en stelt hun gebruik in voorraadketenbeveiliging voor high-end technologieën in.

Om voorradenketen te managen, hebben fabrikanten frequent overwogen een RFID-chip aan microprocessoren of systems on chips (SoCs) te bevestigen. De RFID-chip had echter altijd zijn eigen losstaande analoge component, met ladingpompen en condensatoren.

Traditionele RFID-chips op de markt vandaag bevatten zowel analoge als digitale componenten. De analoge front-end is echter niet digitaal van aard, wat kosten toevoegt en veel ruimte op de chip inneemt.

De ontwerpmethode van het team aan NC State elimineert het merendeel van de analoge opstelling, door het digitale stuk in staat te stellen te opereren op het direct ontvangen RF-signaal.

De nieuwe chip van NC State gebruikt standaard bouwstenen van traditionele digitale architectuur — foundry-geleverde standaard cellen — en stelt ze in staat om direct op het RF-signaal te opereren. De digitale structuur maakt RFID-capaciteit gemakkelijk porteerbaar naar een getarget component, zoals een geïntegreerde circuit in een voorraadketen.

Deze RFID-capaciteit wordt in de getargete componenten geïmplementeerd met behulp van modulaire digitale logica eenheden genaamd IP-blokken.

De IP-blokken zijn "voornamelijk digitaal" van aard, en vereisen geen hoog afgestelde analoge layouts. Het digitale ontwerp is compatibel met een breed bereik van halfgeleidertechnologieën, zoals die gebruikt in conventionele computerchips.

"Dit maakt het mogelijk om RFID-tags in computerchips te incorporeren, wat gebruikers in staat stelt om individuele chips door hun levenscyclus te tracken. Dit kan helpen om namakte te reduceren, en je in staat stellen om te verifiëren dat een component is wat het zegt dat het is," zei Kirti Bhanushali, die aan het project werkte als Ph.D. student aan NC State en eerste auteur is van het papier.

De grootte van een RFID-tag wordt grotendeels bepaald door de grootte van zijn antenne, maar de chip is het dure deel, zegt Paul Franzon, corresponderende auteur van een papier over het werk en Cirrus Logic Distinguished Professor van Elektrotechniek en Informatica aan NC State.

Hoever de chip kleiner, des te meer chips je uit een enkele siliciumwafer kunt krijgen.

Met goedkopere RFID-tags kunnen fabrikanten, distributeurs, of detailhandelaars potentiëel RFID-tags gebruiken om lager-prijzige items te tracken, zoals de producten in een supermarkt, bijvoorbeeld.

Het team is nu geïnteresseerd in samenwerken met industriepartners om de chip op twee manieren te commercialiseren, zegt Franzon: het creëren van goedkope RFID op schaal voor gebruik in sectoren zoals supermarkten; en het inbedden van RFID-tags in computerchips om hoogwaardige voorradenketen te beveiligen.

"De resulterende tag kan onder 1 cent in volume zijn," vertelde Prof. Franzon Tech Briefs via e-mail. "Dat opent veel toepassingen inclusief het vervangen van UPC-codes voor boodschappen."

Terwijl ze samenwerkingskansen met andere bedrijven verkennen, benadrukt W. Shepherd Pitts, die aan het project werkte als research assistant professor aan NC State, het "plug-and-play" aspect van de RFID-tag. Het idee is dat een processorfabrikant de technologie direct kan nemen en simpelweg hun digitale periferie toevoegen om de functionaliteit van een chip uit te breiden.

Meer RFID Chips Op Tech Briefs

Een NASA-lezer gebruikt een frequentiemultiplexer om een groter aantal RFID-tags accurate te lokaliseren.

Zie hoe een RFID-gebaseerd systeem de ouderen thuis kan helpen.

Bekijk op Tech Briefs TV: NASA's Johnson Space Center heeft een suite van RFID-technologieën beschikbaar voor licensing.

"Als ze die functionaliteit al hebben gevalideerd in hun hardwarebeschrijvingstaal (verilog, VHDL, etc), dan kan het gerealiseerd worden met onze methode met standaard place and route tools," schreef Pitts via e-mail. "Het analoge ontwerponderdeel is heel licht en snel te deployen in nieuwe knooppunten omdat circuits zoals ladingpompen vermeden worden, dus is het een 'Meest Digitaal' benadering die gebruikmaakt van vendor-geleverde standaardcellen en dus schaalt naar de meest agressieve productieknopen."

Het papier, "A 125μm×245μm Mainly Digital UHF EPC Gen2 Compatible RFID tag in 55nm CMOS process," werd gepresenteerd op 29 april op de IEEE International Conference on RFID. Het papier was geco-geauthoreerd door Wenxu Zhao, die aan het project werkte als Ph.D. student aan NC State; en Dr. Pitts.

Wat denk je? Deel je vragen en opmerkingen hieronder.