Hoe maak je een RFID-chip nog kleiner?

Onderzoekers van de North Carolina State University hebben de kleinste ultramoderne RFID-chip gemaakt:een apparaat van 125 micrometer (μm) bij 245 μm. De kleine chip verlaagt mogelijk de kosten van RFID-tags en maakt het gebruik ervan in supply chain-beveiliging voor geavanceerde technologieën mogelijk.

Om toeleveringsketens te beheren, hebben fabrikanten vaak overwogen om een ​​RFID-chip aan microprocessors of systemen op chips (SoC's) te bevestigen. De RFID-chip heeft echter altijd zijn eigen aparte analoge component gehad, met ladingspompen en condensatoren.

Traditionele RFID-chips die tegenwoordig op de markt zijn, bevatten zowel analoge als digitale componenten. De analoge front-end is echter niet digitaal van aard, wat extra kosten met zich meebrengt en veel ruimte op de chip in beslag neemt.

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

De nieuwe chip van NC State maakt gebruik van standaard bouwstenen van traditionele digitale architectuur - door de gieterij geleverde standaardcellen - en stelt ze in staat om direct op het RF-signaal te werken. De digitale structuur brengt RFID-mogelijkheden gemakkelijk over naar een gericht onderdeel, zoals een geïntegreerd circuit in een toeleveringsketen.

Deze RFID-mogelijkheid wordt ingezet in de beoogde componenten met behulp van modulaire digitale logische eenheden die IP-blokken worden genoemd.

De IP-blokken zijn "voornamelijk digitaal" van aard en vereisen geen sterk afgestemde analoge lay-outs. Het digitale ontwerp is compatibel met een breed scala aan halfgeleidertechnologieën, zoals die worden gebruikt in conventionele computerchips.

"Dit maakt het mogelijk om RFID-tags in computerchips op te nemen, waardoor gebruikers individuele chips gedurende hun hele levenscyclus kunnen volgen. Dit zou kunnen helpen om namaak te verminderen en u in staat te stellen te verifiëren dat een onderdeel is wat het zegt dat het is", aldus Kirti Bhanushali , die aan het project werkte als een Ph.D. student aan NC State en is eerste auteur van het artikel.

De grootte van een RFID-tag wordt grotendeels bepaald door de grootte van de antenne, maar de chip is het dure onderdeel, zegt Paul Franzon, corresponderend auteur van een paper over het werk en Cirrus Logic Distinguished Professor of Electrical and Computer Engineering bij NC State.

Hoe kleiner de chip, hoe meer chips je kunt halen uit een enkele siliciumwafer.

Met goedkopere RFID-tags kunnen fabrikanten, distributeurs of detailhandelaren RFID-tags mogelijk gebruiken om goedkopere artikelen te volgen, zoals de producten in een supermarkt.

Het team is nu geïnteresseerd in samenwerking met industriële partners om de commercialisering van de chip op twee manieren te onderzoeken, zegt Franzon:het creëren van goedkope RFID op grote schaal voor gebruik in sectoren zoals supermarkten; en het inbedden van RFID-tags in computerchips om hoogwaardige toeleveringsketens te beveiligen.

"De resulterende tag kan minder dan 1 cent in volume zijn", vertelde prof. Franzon aan Tech Briefs via e-mail. "Dat opent veel toepassingen, waaronder het vervangen van UPC-codes voor boodschappen."

Bij het verkennen van samenwerkingsmogelijkheden met andere bedrijven, benadrukt W. Shepherd Pitts, die aan het project werkte als onderzoeksassistent-professor bij NC State, het "plug-and-play"-aspect van de RFID-tag. Het idee is dat een processorfabrikant de technologie direct kan gebruiken en eenvoudig zijn digitale randapparatuur kan toevoegen om de functionaliteit van een chip uit te breiden.

Meer RFID-chips op technische briefing

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

Bekijk hoe een op RFID gebaseerd systeem ouderen thuis kan helpen.

Kijk op Tech Briefs TV:NASA's Johnson Space Center heeft een reeks RFID-technologieën beschikbaar voor licentieverlening.

"Als ze die functionaliteit al hebben gevalideerd in hun hardwarebeschrijvingstaal (verilog, VHDL, enz.), Dan kan het worden gerealiseerd met behulp van onze methode met behulp van standaard plaats- en routetools", schreef Pitts via e-mail. "De analoge ontwerpcomponent is erg licht en snel inzetbaar in nieuwe knooppunten omdat circuits zoals laadpompen worden vermeden, vandaar dat het een 'Meest digitale' benadering is die gebruik maakt van door de leverancier geleverde standaardcellen en dus schaalt naar de meest agressieve productieknooppunten."

De paper, "Een 125μm×245μm voornamelijk digitale UHF EPC Gen2 compatibele RFID-tag in 55nm CMOS-proces", werd op 29 april gepresenteerd op de IEEE International Conference on RFID . Het artikel was co-auteur van Wenxu Zhao, die aan het project werkte als een Ph.D. student bij NC State; en Dr. Pitts.

Wat denk je? Deel uw vragen en opmerkingen hieronder.