日立已开发出将天线嵌入到RFID芯片上的方法
摘自电子工程专辑 上网时间 : 2003年11月01日
微芯片RFID器件(又称为μ-芯片)的发明者Mitsuo Usami和日立公司中央研究实验室的其它研究人员一道研制出了一种在RFID芯片上嵌入天线的方法。
在晶圆制作时，日立采用当今半导体生产中广泛使用的技术将金天线镀金到晶圆上的全部200,000 RFID芯片上。尽管作为日立研究室智能媒体系统首席研究员的Usami拒绝详述到底天线是如何嵌上去的，但他表示，嵌入天线对日立微芯片得到更为广泛运用意义重大。
最终生产出来的芯片仅厚0.1mm，或者说薄得足以把微芯片嵌入到纸币中。欧洲中央银行曾表示过，它打算在2005年将RFID芯片嵌入欧元纸币中。
Usami说：“自从我两年前发明微芯片以来，我一直在想如果此芯片没有一个天线，那么它将不会广泛地渗透(市场)”。日立公司声称，通过将天线集成到0.4平方毫米的芯片上，生产过程、成本和芯片尺寸都将大为降低。
微芯片是一种2.45GHz的高频模拟电路，它带有当作一种RFID标签使用的128位ROM。片上ROM存储唯一的128位ID号，此ID号由前端半导体生产时写入存储器因而不会被改写，保证了号码的真实性。
日立公司在它2001年6月发表这种微芯片时便称该部件是世界上最小的RFID芯片。现在日立更自豪地表示，该器件是带有嵌入式天线的最小IC。
Usami透露，寻找一种在片上嵌入天线方法的过程“一直很艰难”。不过，经过两年的研究，“我们终于找到了一种能将天线嵌入进来的最优设计方法。”他说。
常规RFID芯片需要用一个外部天线来实现它们与外部读取器的通信，而微芯片的片载天线使它能够接收来自读取器的无线信号并将ID号回送。因此，这种芯片无需附加任何外部器件即可自行进行工作。
日立公司称，镀金天线比常规RFID芯片所用的外部天线小，这改进了该解决方案的能量效率。所用镀金技术是一种在IC上建立电接触时所用的普通工艺。该步骤去除了对连接外部天线的装配过程的需要。
日立Mu解决方案风险公司总裁及行政长官Ryo Imura指出，制造一种带外部天线的RFID芯片的成本大约是生产具有嵌入式天线的RFID的成本的4到5倍，也即新型微芯片的成本将只有原来微芯片的1/5到1/4之多。
不过，成本不是广为采用牵扯到的唯一问题。例如，“纸币要求高度的安全性，”Imura说，“其它还有10大障碍，诸如唯一ID号管理等。在银行支票上使用这种芯片还将需要3到5年的时间”。
日立公司带常规外部天线的微芯片正在准备用于2005年3月25日始在日本Aichi举办的Expo 2005展会的入场券管理。去年10月在某国家开始的将微芯片用于司机驾照的尝试试验一直没有得到认可。Imura称，Mu解决方案风险公司至今已经接到了6,500个问询。
认证芯片
日立的微芯片是6月被泛在ID中心(Ubiquitous ID Center)认证为RFID标签的三类标准芯片之一，RFID标签用以跟踪和识别物品。泛在ID中心组织在日本组建，得到公共管理、国内事务、邮电部门的支持。其它两类芯片为Toppan印刷有限公司的T-Junction，以及由泛在联网实验室、东京大学和Renesas科技公司共同研制的eTron。
微芯片的通信范围短于常规RFID芯片的30-50cm，可做到在极为接近---几乎是接触范围条件下的无接触通信。该器件的工作频率也有所不同，它使用2.45GHz，而在美国RFID的工作频率为800-900MHz。还有微芯片的128位ID号由Auto-ID中心(Auto-ID Center)所指定的96位数据转化而来，Auto-ID中心是一家研制RFID跟踪技术的工业界与学术界的合作组织。Imura强调，日立能够“使微芯片在一种标准确立时调整到标准化工作频率。”
Usami表示，带内置天线的芯片目前处于实验室样品水平，日立将需要再用上一年左右的时间使芯片进入市场。与微芯片进行通信的读取器IC已由Renesas科技公司研制出来，附属件由日立和三菱电气公司的半导体部门联合操作完成。单一芯片的读取器为28针QFN封装形式，输出功率为10mW，无外接放大器。日立称，它可安装于2x2cm的尺寸空间，小到足以将读取器功能添加到蜂窝电话和PDA中。明年早期可提供样品使用。带集成式天线的微芯片款式和Renesas读取器IC均在最近东京Auto-ID Expo 2003展会上进行了演示。
作者：原好子