关于超高频芯片的那些事

不同频段标签芯片的基本结构类似，一般都包含射频前端、模拟前端、数字基带和存储器单元等模块。其中，射频前端模块主要用于对射频信号进行整流和反射调制；模拟前端模块主要用于产生芯片内所需的基准电源和系统时钟，进行上电复位等；数字基带模块主要用于对数字信号进行编码解编码以及进行防碰撞协议的处理等；存储器单元模块用于信息存储。上一篇我们聊到市场主流高频（HF）芯片，今天我们来聊聊超高频（UHF）的市场主流芯片及发展趋势。



从芯片符合的空口协议来看：目前国内常见的超高频RFID空口协议有国际标准、国家标准、行业标准、企业标准等。市场的主流芯片基本上是参照ISO/IEC 18000-6C。
（1）国际标准为ISO/IEC 18000-6系列标准，含ISO/IEC 18000-6A（61）、ISO/IEC18000-6B（62）、ISO/IEC 18000-6C（63，EPC C1 GEN2）、ISO/IEC 18000-6D（64）；
（2）国家标准：中国国家标准GB/T 29768-2013 信息技术射频识别 800/900MHz空中接口协议；国家军用标准GJB 7377.1-2011 军用射频识别空中接口第1部分:800/900 MHz 参数
（3）行业标准：中国交通行业电子汽车标识（ERI）标准等，用于车辆的高速识别。
（4）企业标准：IPICO 的IP-X标准，爱康普科技（大连）有限公司的汉协议等。

从芯片的封装形态来看：常见的超高频芯片封装形态主要有Wafer、QFN、SOT三种！Wafer晶圆成本比较低，可以直接采用倒封装；QFN与SOT是在wafer的基础上进行二次封装，可以直接做为Chip件采用SMT的方式跟PCB、FPC或陶瓷天线进行焊接，主要用于做一些抗金属类的特种标签。
从芯片主流应用来看：目前市面上应用最为广泛的芯片：Higgs 3（H3）、Higgs 4（H4）、Impinj M4E Impinj M4QT、Impinj M5 Impinj R6、NXP Ucode 7。

Higgs-3
Higgs-3 在极低功率下仍然可以提供足够的反射信号在更大的范围上读取标签。Higgs-3可以在很低的RF功率下进行正常写入，结合定制命令（Loadimage）可以高速写入数据。Alien Higgs-3使用了低成本的CMOS工艺和EEPROM技术。该芯片还具有一个64位工厂编程不可更改的唯一序列号，结合EPC编码该芯片可以为要标记的物品提供一个独特的“指纹”。

Higgs-4
　 Higgs-4 工作在极低的功率级别下仍然能提供足够的反射信号扩展读取标签的范围。Higgs-4还能在低射频功率下写入数据，也可以使用Alien的快速写(QuickWrite?)指令高速的对标签写入数据。 爆炸写(BlastWrite?)功能还能在大数量标签的零售应用中对多标签同时写入数据。Higgs-4完全支持最新的行业标准“序列化方案”。该芯片还具有工厂写入的不能改写的64位序列号，结合EPC代码芯片可以针对被标识的物品提供一个唯一标识。

Impinj Monza 标签
Monza 系列标签芯片，提供独一无二的性能、内存及扩展功能，解决最具挑战性的RFID应用问题。结合优良的抗干扰能力，具备卓越的灵敏度，Monza支持芯片级的序列化，全向天线，内存扩展和封装选项。Impinj Monza 标签的功能特性：
拥有业界最佳读写灵敏度和出色的抗干扰能力，实现卓越的读写可靠性，更小标签设计，更长读取范围
第二代标准自定义功能，利于库存读取难读的标签，快速访问序列号
易于部署，可靠和可扩展的芯片序列化方法，支持散货和在线编码
2个完全独立的天线接口，实现无盲点标签
多种内存选项，支持大容量用户内存和数据资料，保证敏感信息的安全和隐私
48位序列化的标签识别码（TID）内存
产品身份验证和防伪造应用的支持


Monza 6
基于Impinj Monza 6基础上的RAIN RFID标签芯片为大规模物品智能化应用提供了无与伦比的性能和数据完整性，这些应用需要大批量、高性能、序列化的标签。Monza 6标签芯片适合于零售、医疗和数据完整性，这些应用需要大批量、高性能、序列化的标签。Monza 6标签芯片适合于零售、医疗、票务和其他应用的单品级应用。所有的Monza 6标签芯片包含了自动性能调节、自我诊断和耐久结构等特性，在提高标签的质量和读取性能的同时也降低了标签应用的成本。



NXP UCODE 7
NXP UCODE 7可在密集标签环境下实现RFID标签的远距离读取和快速库存。采用UCODE 7芯片设计可制造出符合全球规范且具有一流性能的全球通用RFID标签。该器件针对96位EPC提供预序列化，同时提供可以改进并简化标签初始化过程的并行编码功能。UCODE 7还提供用于优化RFID标签初始化的标签电源指示灯以及用于商品电子防盗系统(EAS)应用的产品状态标志。

主要超高频芯片特性对比图（部分）


从芯片的发展趋势来看
超高频芯片正走向两极分化的趋势，体现在“一增一减”。

一类是“减功能简单化”，芯片越做越小，如impinjR6尺寸为465μm*400μm，这类芯片功能简单、容量小，有的甚至没有User区，但在芯片的灵敏度与多标签防冲撞性能上面有了很大的提升。如impinjR6、NXP Ucode 7、Alien Higgs EC的读取灵敏度分别为-22.1dBm，-21dBm，-22.5dBm，擦写灵敏度18.8dBm，-16dBm，-19dBm。这类芯片主要的应用领域在于服装、零售、物流、图书馆等。

另一类是“增功能复杂化”，芯片从简单的“身份识别”的功能向AES加密、Tamper Detection侦测、UHF&HF双频、温湿度Sensor，比方NXP Ucode DNA、NXP G2IL+、EM4423、AMS SL900A，这类芯片的特点对灵敏度的要求是其次，重点是如何适合于特定的应用场景，通常用于智慧交通、溯源防伪、资产管理、冷链物流等领域，单一芯片的市场量不大，但价值较高。