NC State побила рекорд: RFID-чип сократился до 125×245 мкм, снижая затраты и повышая безопасность цепочки поставок

Исследователи Северокаролинского государственного университета создали то, что, как считается, самый маленький современный RFID-чип: устройство размером 125 микрометров (мкм) на 245 мкм. Крошечный чип потенциально снижает стоимость RFID-меток и позволяет их использование в безопасности цепочки поставок для высокотехнологичных технологий.

Для управления цепочками поставок производители часто рассматривали прикрепление RFID-чипа к микропроцессорам или системам на кристалле (SoC). Однако RFID-чип всегда имел свой отдельный аналоговый компонент, с зарядными насосами и конденсаторами.

Традиционные RFID-чипы на рынке сегодня содержат как аналоговые, так и цифровые компоненты. Однако аналоговый фронт-энд не является цифровым по природе, что добавляет стоимость и занимает много места на чипе.

Метод проектирования от команды NC State устраняет большую часть аналоговой настройки, позволяя цифровому участку работать непосредственно на принятом RF-сигнале.

Новый чип от NC State использует стандартные строительные блоки традиционной цифровой архитектуры — стандартные ячейки фаундри — и позволяет им работать непосредственно на RF-сигнале. Цифровая структура легко переносит RFID-возможность в целевой компонент, как интегральную схему в цепочке поставок.

Эта RFID-возможность развертывается в целевых компонентах с использованием модульных цифровых логических блоков, называемых IP-блоками.

IP-блоки «в основном цифровые» по природе и не требуют высокоточной аналоговой разводки. Цифровой дизайн совместим с широким диапазоном полупроводниковых технологий, как те, что используются в обычных компьютерных чипах.

«Это делает возможным включение RFID-меток в компьютерные чипы, позволяя пользователям отслеживать отдельные чипы на протяжении их жизненного цикла. Это может помочь снизить подделки и позволить вам проверить, что компонент является тем, за что себя выдает», — сказал Кирти Бханушали , работавший над проектом как Ph.D. студент в NC State и первый автор статьи.

Размер RFID-метки во многом определяется размером её антенны, но чип — дорогая часть, говорит Пол Франзон, соответствующий автор статьи по работе и выдающийся профессор Cirrus Logic по электротехнике и компьютерной инженерии в NC State.

Чем меньше чип, тем больше чипов можно получить с одной кремниевой вафли.

С дешевыми RFID-метками производители, дистрибьюторы или ритейлеры потенциально могут использовать RFID-метки для отслеживания дешевых товаров, как продукты в продуктовом магазине, например.

Команда теперь заинтересована в работе с промышленными партнерами для изучения коммерциализации чипа двумя способами, говорит Франзон: создание дешевых RFID в масштабе для использования в секторах вроде супермаркетов; и встраивание RFID-меток в компьютерные чипы для обеспечения безопасности высокоценных цепочек поставок.

«Результирующая метка может быть под 1 цент в объеме», проф. Франзон сказал Tech Briefs по email. «Это открывает многие приложения включая замену UPC кодов для продуктов».

Исследуя возможности партнерства с другими компаниями, У. Шепард Питтс, работавший над проектом как исследовательский ассистент-профессор в NC State, подчеркивает аспект «plug-and-play» RFID-метки. Идея в том, что производитель процессора мог бы напрямую взять технологию и просто добавить свой цифровой периферийный блок для расширения функциональности чипа.

Больше RFID чипов на Tech Briefs

NASA ридер использует частотный мультиплексор для точной локализации большего количества RFID-меток.

Посмотрите, как RFID-базированная система может помочь пожилым дома.

Смотрите на Tech Briefs TV: NASA Johnson Space Center имеет набор RFID технологий, доступных для лицензирования.

«Если у них уже есть эта функциональность, валидированная в их языке описания железа (verilog, VHDL, etc), то она может быть реализована с нашим методом используя стандартные place and route инструменты», написал Питтс по email. «Аналоговый дизайн компонент очень легок и быстр в развертывании в новых узлах, так как схемы вроде зарядных насосов избегаются, следовательно, это 'Mostly Digital' подход, использующий стандартные ячейки вендора и таким образом масштабирующийся к самым агрессивным производственным узлам».

Статья, «A 125μm×245μm Mainly Digital UHF EPC Gen2 Compatible RFID tag in 55nm CMOS process», была представлена 29 апреля на IEEE International Conference on RFID . Соавторами статьи были Вэньсю Чжао, работавший над проектом как Ph.D. студент в NC State; и д-р Питтс.

Что вы думаете? Делитесь вопросами и комментариями ниже.