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中国RFID技术应用明确路线图

作者:中国自动识别技术李澎

时间:2007-03-04 11:44:43

“三人行，必有我师焉。”针对《白皮书》发布这一自动识别技术领域的重大事件，本刊采访了多位从事RFID技术研究的有关专家、学者、业内人士、用户代表，力图从政策标准、科研、生产、用户市场等多层面，全方位解析RFID技术带给我们的机遇与挑战。

关键词: RFID市场白皮书创新知识产权专利

2004年10月，科技部会同14个部委启动《中国射频识别（RFID）技术政策白皮书》编写工作，编写专家组经过12稿修改，于2005年12月形成征求意见稿，在向相关部委征求意见后，最终完成了《中国射频识别（RFID）技术政策白皮书》编制。2006年6月9日，科技部组织召开《中国射频识别（RFID）技术政策白皮书》新闻发布会，倍受瞩目的《中国射频识别（RFID）技术政策白皮书》正式以国家技术产业政策的形式对外公布。

作为国家RFID产业政策的权威发布，《中国射频识别（RFID）技术政策白皮书》（以下简称《白皮书》）系统、全面的描述了我国RFID产业现状，为投身RFID技术的企业提供准确、客观的产业规模数据，通过技术政策的发布，引导国家整体的RFID技术科研方向。《白皮书》共分为五章，分别阐述RFID技术发展现状与趋势、中国发展RFID技术战略、中国RFID技术发展及优先应用领域、推进产业化战略和宏观环境建设，指明了我国RFID技术和产业总体发展目标、指导思想和原则以及发展途径，指出我国RFID产业实施进程分培育期、成长期和成熟期三个阶段进行。

发布会上，三位参与编写的相关部门领导即席发言。科技部高新技术发展与产业化司副司长戴国强指出：当前，世界RFID技术与应用发展迅速，但尚未成熟。中国有必要抓住这一时机，集中开展射频识别核心技术的研究开发，制定符合中国国情的技术标准，推动自主公共服务体系的建设，促进具有竞争力的产业链的形成，使中国在该领域占有一席之地。

“RFID技术有着广泛的应用前景，RFID必将推动我国经济发展和人民生活改善，提高我国RFID自主创新能力十分重要。我国以应用为牵引，在编码规范、技术标准、产品、应用上自主创新，形成我国RFID产业链。”专程到会祝贺的科技部副部长马颂德说。

国信办副司长董宝清代表参会部委表示，《白皮书》的发布只是RFID产业推进的一个开端，今后工作还很艰巨，需要我们多方共同努力，社会效益带动经济效益，将该技术发展推向高峰。

《白皮书》充分体现了我国在RFID技术开发与应用上“以我为主”的原则，指出中国发展RFID技术的指导思想是：从国情出发，建立以企业为主体，政、产、学、研、用相结合的自主发展模式；以示范应用为引导，突破RFID关键技术，推动RFID技术创新体系和产业链的形成；通过参照国际标准与自主制定标准相结合的方式，研究制定中国RFID标准体系。

山东省标准化院副院长钱恒：《白皮书》的发布给我国RFID的科研确定了指导思想、研发原则、发展方向，对指导科研工作具有重要意义，有利于公众认知和接受RFID技术;在RFID专利方面,截止目前,已公开的RFID相关技术专利中，国内申请的比较少，有关RFID的专利中，国内申请的专利只占1/7，而且这些国内专利中发明专利和实用新型专利各占据了一半的份额。

《白皮书》的发布给RFID的科研指明了研发原则。今后我国的RFID研究工作应以自主创新为主，坚持开放、产业化和协作的原则，这和我国提高自主创新能力，建设创新型国家的大战略是一脉相承的。自主将保证我国的国家、经济利益和安全，创新是一个民族进步的灵魂。开放促进我国与世界的融合，协作可综合多方的实力，产业化是我们科研的最终目标。

《白皮书》给我国RFID的科研开拓指明了发展方向。根据目前国内外RFID技术的发展现状，我国以后RFID科研的重点应放在：标签芯片的超低功耗电路研究；标签芯片的安全算法及其实现技术研究;超高频（UHF）读写器核心模块的研发；基于不同应用对象的超高频和微波频段RFID标签天线研究；标签封装设备关键技术研究；RFID与其它技术的集成与融合研究；RFID系统检测、认证相关技术研究；基于IPv6网络技术的RFID信息服务体系研究等。这些方向既是目前我国技术的空白点，也将会是下一阶段政府和企业加大投入的热点。

《白皮书》的发布有利于公众认知和接受RFID技术及其应用，营造良好的应用环境，从而促进RFID技术的进一步研究发展。使相关的RFID潜在用户接受RFID并与相关研究机构和企业合作，使技术研发与实际需求结合和互动，从而促进RFID的研究工作。今年第7次上海公众科学素养调查显示，在面对新技术、新产品或新品种的推荐时，有71.1%的上海公众只在“政府提倡或国家权威部门认可”的情况下才会接受，《白皮书》明确了国家对RFID技术的导向，无疑将推动这项“21世纪最有前途技术之一的信息技术”在中国快速发展。

谈到中国RFID专利的现状，钱恒注意到目前我国专利的申请存在这样一个现象：我国发明专利申请数量已经位居世界第４位，然而其中近半数发明专利申请来自国外，在移动通讯、无线电传输等高新技术领域，来自国外的发明专利申请占比更是高达90％以上，我国RFID的专利申请也存在这样的特点。截止目前，已公开的RFID相关技术专利中，国内申请的比较少。在有关RFID的专利中，国内申请的专利只占1/7，而且这些国内专利中发明专利和实用新型专利各占据了一半的份额。

国外技术主要集中在美国、瑞典、日本、德国、韩国等，一些大型的有实力的企业，如Checkpoint、IBM、微软、菲利浦、Nokia、Avery Dennsion、富士等，纷纷加入RFID相关技术的研究、开发、应用及专利申请之中。国外专利多集中在RFID标签制造方法、失效方法、安全算法等基础性质方面。

相比较而言，国内专利多集中在RFID应用系统、射频识别协议开发平台及众多实用新型专利方面。中国对于RFID基础技术方面，如RFID标签的制造工艺、RFID读写器、中间件及关于信息安全等，专利相对很少。已有的关于RFID应用系统的专利中，多是在移动终端管理、供应链、防伪等领域内，并且大多只是基于RFID标签和读写器的应用。

纵观RFID专利申请，其另一特点是专利申请多是企业的行为，国内缺少高水平的大学和科研机构研究并申请RFID基础方面的发明专利。近年来，这一现象有所改观，国内一些著名大学如清华大学、北京邮电大学开始申请并通过了RFID基础技术方面的专利，而且校企联合进行科研进而合作申请专利的情况也已出现。

此外，RFID专利的申请在我国还有一定的地域特点，沿海及南方一带，特别是广州地区，无论是发明专利还是实用新型，RFID专利申请量都较大。

中国自动识别技术协会射频工作组副组长武岳山：《白皮书》是一项政府指导下的RFID技术发展路线图，《白皮书》的编制显然花费了很大力气，因而每一位关注中国RFID技术发展的人士通过学习《白皮书》都可从中有所收获；目前国内在RFID技术专利方面的现状不容乐观，仍处于相对较低的位次上，发明专利数量偏少，这也表现在制定具有自主知识产权的RFID技术标准方面，国内占据的核心技术不足，因而多少有些力不从心。

《白皮书》是一项政府指导下的RFID技术发展路线图。由于《白皮书》的编制过程中做了大量的调研工作，也可以说《白皮书》是RFID业内专家学者与政府主管部门充分沟通的产物，充分集合了整体智慧并兼顾了操作的可行性。比如：对RFID技术发展现状与趋势的分析与界定，中国优先应用RFID技术的领域以及有关RFID技术发展三个阶段的划分和RFID技术发展中关键技术的定位等。

《白皮书》的编制显然花费了很大力气，尤其是在对技术发展现状的分析以及发展方向的把握和定位方面体现了深厚的功力。因而，每一位关注中国RFID技术发展的人士通过学习《白皮书》都可从中有所收获。

国内在RFID技术研究与产品开发方面的基本情况是发明专利偏少，实用新型专利居多，外观设计专利呈快速增长的态势。这种状况也反映出国内在RFID技术的深入研究方面还处在较为初级的阶段。此外，一项新技术的相应于专利的制高点限于其内容和范围的界定，总数也终归是有限的，因而先进入者面对的未被占领的点也就越多，因而机会也就越多，后进入者无疑会处在相对的劣势状态。针对RFID的技术研究，在过去十年间，全球共产生数千项关于RFID技术的专利，主要集中在美国、欧洲、日本等国家和地区。目前国内在RFID技术专利方面处于相对较低的位次上，发明专利偏少，这也表现在制定具有自主知识产权的RFID技术标准方面，国内占据的核心技术不足，因而多少有些力不从心。这种现状也促使我们向剩余的RFID专利制高点攀登，如何发现新的制高点，制定攀登的目标，只有站得更高才能看得更远。

中科院自动化所RFID研究中心副主任曾隽芳：《白皮书》表明，国家在标准方面为国内市场的培育提供了保护；同时，在公共服务体系的建立上仍要立足于国内的经营体系，有自己信息的服务，采取“以我为主”的政策；在RFID产业链的各个环节上，《白皮书》充分体现了“有所为，有所不为”的方针。

近年来在标准方面也进行了各方面的研究和频率测试，但迟迟没有公布，主要是认为公布相应标准也有时机与策略的问题，在目前国内RFID市场没有起来的情况下仓促公布标准实际上为国外产品打开了市场，这牵涉到国家的产业政策。

同时，《白皮书》突出强调公共服务的重要性，认证、注册、编码管理、多编码体系映射、编码解析、检索与跟踪等服务即使国外有相应的产品和能力，我们仍要立足于国内的经营体系，有自己的信息服务，这可以促进国内的整个体系的完整和安全。

在RFID产业链上，因为国内超高频在探索阶段，《白皮书》在标签制造方面没有涉及，主要在读写器、中间件、公共服务和三个应用工程方面进行了布署。面向大中型企业中间件平台，微软、Oracle、SAP等国外的产品有较大的优势，不易赶超，我们鼓励开发类似移动中间件等低成本、快速布署的面向中小企业的中间件软件产品；而在标签封装环节，我们也占有一定的成本优势。

总之，在RFID产业链的各个环节上，《白皮书》充分体现了“有所为，有所不为”的方针。

■RFID技术发展现状

　　RFID技术最早的应用可追溯到第二次世界大战中飞机的敌我目标识别，但是由于技术和成本原因，一直没有得到广泛应用。近年来，随着大规模集成电路、网络通信、信息安全等技术的发展，RFID技术进入商业化应用阶段。由于RFID技术具有高速移动物体识别、多目标识别和非接触识别等特点，RFID技术显示出巨大的发展潜力与应用空间，被认为是21世纪的最有发展前途的信息技术之一。

　　RFID技术涉及信息、制造、材料等诸多高技术领域，涵盖无线通信、芯片设计与制造、天线设计与制造、标签封装、系统集成、信息安全等技术。一些国家和国际跨国公司都在加速推动RFID技术的研发和应用进程。在过去十年间，共产生数千项关于RFID技术的专利，主要集中在美国、欧洲、日本等国家和地区。

　　按照能量供给方式的不同，RFID标签分为有源、无源和半有源三种；按照工作频率的不同，RFID标签分为低频（LF）、高频（HF）、超高频（UHF）和微波频段（MW）的标签。目前国际上RFID应用以LF和HF标签产品为主；UHF标签开始规模生产，由于其具有可远距离识别和低成本的优势，有望在未来五年内成为主流；MW标签在部分国家已经得到应用。中国已掌握HF芯片的设计技术，并且成功地实现了产业化，同时UHF芯片也已经完成开发。

　　目前RFID标签天线制造以蚀刻/冲压天线为主，其材料一般为铝或者铜，随着新型导电油墨的开发，印刷天线的优势越来越突出。RFID标签封装以低温倒装键合工艺为主，也出现了流体自装配、振动装配等新的标签封装工艺。中国低成本、高可靠性的标签制造装备和封装工艺正在研发中。

　　RFID读写器产品类型较多，部分先进产品可以实现多协议兼容。中国已经推出了系列RFID读写器产品，小功率读写模块已达到国外同类水平，大功率读写模块和读写器片上系统（SoC）尚处于研发阶段。

　　在应用系统集成和数据管理平台等方面，某些国际组织提出基于RFID的应用体系架构，各大软件厂商也在其产品中提供了支持RFID的服务及解决方案，相关的测试和应用推广工作正在进行中。中国在RFID应用架构、公共服务体系、中间件、系统集成以及信息融合和测试工作等方面取得了初步成果，建立国家RFID测试中心已经被列入科技发展规划。

　　中国已经将RFID技术应用于铁路车号识别、身份证和票证管理、动物标识、特种设备与危险品管理、公共交通以及生产过程管理等多个领域。

《中国射频识别（RFID）技术政策白皮书》节选

厂商反响

BEA中国有限公司企业解决方案部门经理刘松：多次带领团队从事RFID相关项目实施的经验表明，建立RFID人才、咨询机构非常必要。《白皮书》中所提出的公共服务体系如果能在这方面有所体现和布署，使用户能客观认识RFID产品和技术，将是非常有意义的。

全球项目实施的成功作法是：由专门的技术组织来作有关RFID的技术和项目咨询，而不作产品和实施。由于他们对RFID本身特点非常的了解，更容易从业务流程分析入手，评估IC卡、条码、二维条码、RFID等各种不同的技术。同时，他们有专门的实验室来进行相关产品的测试和比较，会作几十种不同的标签产品供最终用户选择。目前国内还没有这种机构。目前国内用户的特点是不买咨询，而由集成商一起来作，但这些集成商往往是从其它相关联的行业切入这个项目，不一定具备很强的RFID业务、软件和整个硬件评估的能力。在RFID咨询的领域各种模式都值得探讨和结合。这对客户是非常有价值的。我们在进行一些RFID项目时发现，用户在最初考虑技术选择技术时方向就是错的，这会给之后各方带来很大的麻烦。政府应该成立专门的公共服务机构来进行RFID等自动识别技术的咨询与评估。根据具体的项目要求把不同的自动识别技术协调和组织好。国外的体系最主要的不同在于注重前期的RFID的评估和标签的选型，这是RFID项目中的关键，其实软件的部分只是工作量大小的问题，方向对了这都是好解决的。

RFID永远会碰到“细节中的魔鬼”。由于它布署的范围太复杂，每个地方的物理特性都不一样，最初设计人员的经验是非常重要的，如果不假思考的直接去作，后果会是灾难性的。鉴于目前国内不重视咨询的产品购买习惯，国际的专业咨询机构大多没有积极性。从政府的角度应该去培养相应的咨询人才，这种人材应该跨三个领域：对RFID特性的深刻理解，具有项目实施的经验以及对用户业务流程的了解。因为有些实际项目中的问题是无法用技术手段来解决的，最好的办法是利用管理流程来改善效果。公共服务体系如果能在这方面有所体现和布署将是非常有意义的。

江苏瑞福智能科技有限公司总经理曹宏海：因标准问题引起的超高频市场应用需求的冷淡值得各方关注；频段及相关标准的缺失仍是困扰国内超高频RFID企业的主要问题。

在UHF RFID的应用上，目前在国内90％都是在车辆门禁方面，还有约5％在安全管理、过程控制等方面，在仓储和物流管理方面只有约5％。而UHF在车辆门禁方面的应用比例也不足RFID应用总数的5％，所以，目前UHF RFID的市场非常小。从厂商的角度,在UHF RFID方面，由于国内频段及相关标准一直没有确定，严重影响了客户的应用积极性，因为大家担心现在使用的设备适应不了将来确定的标准，这样会影响其投资回报，甚至需要重复投资，因此国内至今没有较大规模的应用项目，连小规模试验的项目数量都比较少，很多都处于观望状态。

■中国发展RFID技术发展途径

　　中国发展RFID技术将通过共性及前瞻性技术研究、产业化关键技术攻关、应用关键技术的研发、标准和发展战略研究，以及服务体系建设等方面，形成中国RFID技术自主创新体系和完整产业链。以典型应用示范为引导，通过自主创新，突破芯片设计制造、天线设计制造、封装技术装备、读写器设计制造、电子标签集成等产业化关键技术；通过集成创新，发展中间件及系统集成技术，建设公共信息服务体系和测试环境，建立与国际标准互联互通的技术标准体系。

■中国发展RFID技术实施进程

RFID技术实施进程应有步骤分阶段进行：

　　第一阶段培育期（2006年至2008年）：跟踪国际最新共性技术的研发，结合重点行业应用，研发具有自主知识产权的RFID技术，按照国家RFID标准体系框架，制定相应技术标准与应用标准，开展应用示范工程。

　　第二阶段成长期（2007年至2012年）：突破应用与产业化关键技术，加快相关技术标准及行业应用标准制定，基本形成中国RFID标准体系，拓展应用领域。

　　第三阶段成熟期：形成国际同期先进水平的技术体系，实现RFID技术的广泛应用及与其它技术的融合。

《中国射频识别(RFID)技术政策白皮书》节选

■RFID标准现状

　　RFID标准体系主要由空中接口规范、物理特性、读写器协议、编码体系、测试规范、应用规范、数据管理、信息安全等标准组成。目前国际上制订RFID标准的主要组织是国际标准化组织（ISO/IEC），ISO/IEC JTC1负责制订与RFID技术相关的国际标准，ISO其他有关技术委员会也制订部分与RFID应用有关的标准，还有一些相关的组织也开展了RFID标准化工作。值得注意的是，相关标准之间缺乏达成一致的基础，国际标准化组织正在积极推动RFID应用层面上的互联互通。

　　中国在RFID技术与应用的标准化研究工作上已有一定基础，目前已经从多个方面开展了相关标准的研究制定工作。制定了《集成电路卡模块技术规范》、《建设事业IC卡应用技术》等应用标准，并且得到了广泛应用；在频率规划方面，已经做了大量的试验；在技术标准方面，依据ISO/IEC15693系列标准已经基本完成国家标准的起草工作，参照ISO/IEC 18000系列标准制定国家标准的工作已列入国家标准制订计划。此外，中国RFID标准体系框架的研究工作也已基本完成。

《中国射频识别(RFID)技术政策白皮书》节选

用户心声：

北京市公交控股(集团)有限公司信息中心主任舒若平：如何做到心中有数的选择RFID仍是用户的大问题。多种识别技术产品会令你眼花缭乱，技术选型过程中的标准十分必要；作为RFID的用户，成本和各系统的兼容是应用中的瓶颈。

公交系统在近两年公交枢纽站建设和大容量快速公交建设过程中都使用到RFID技术，在实施的过程中有很多感受和问题。应用RFID设备后的三点需求：首先，标准化的问题非常必要。在选择技术类型过程中，开始两年感到无所适从，可以说挑花了眼，红外、蓝牙、微波等各种技术，厂商都说自己的好，我们也没有标准可寻，只能在购买小批量、小范围内做一段时间实验的基础上，感觉哪种技术更加可靠，没有科学的标准来衡量。其次，成本问题仍是使用中的大问题，包括贴标签和读写器整个的成本折合到每辆车上都是非常巨大的，公交系统是公益性行业，完全靠自身投入是不现实的，这也从另一个侧面说明了成本问题的重要。第三，不同环节，系统不同。比如在枢纽站车辆进出站，是一个系统，而大容量公交系统在行驶中的路口公交优先与交通信号的结合也使用了一个识别系统，但这两个是不能兼容的，将来公交车上先进技术越来越多，包括车载设备上一套系统装一套，车上五花八门，司机操作将非常困难。希望有关部门从政策上进行协调，在标准化方面能出台些政策。

全军信息化专家咨询委员会委员宾晓华：作为最早关注RFID技术的特殊用户，如何保证RFID应用中的安全性与可靠性是部队用户需求的一个要素。目前应用上各自为战，如何在将来整合成大的系统？RFID产品的容灾、抗干扰如何解决？产品的安全性都是值得关注的方面。

在军事物资方面，RFID的应用是由美军发起的。在海湾战争中进行了最早的军用物资物流管理的RFID应用，当时还没有达到很好的效果，军用物资的管理还比较乱，但到了最近的美国对伊拉克战争，美军已经解决了RFID在军用物资运输中的问题。对比美国在几年中军队物资运输RFID方面的进展，结合中国军队的实际应用，他提出的问题非常有代表性：首先，RFID在整个体系中的各个环节都需要体现，体系中不同部门的利益和需求不同，全程使用会有问题，如何协调好各环节、各部门之间的差异关系很重要。其次，就是RFID的安全、保密问题，对于军队RFID应用尤为重要；三是产品的容灾、抗扰稳定性问题，我们在测试中发现，一些灾难性战场环境下RFID信号是失效的，这些问题都是应用中的实际问题。

产业政策、技术开发、应用实践是RFID前进中的三架马车，来自不同层面的声音勾勒出目前中国RFID发展的全景图，如何充分利用好手中的《白皮书》，是摆在中国自动识别业界的崭新课题。

《中国射频识别（RFID）技术政策白皮书》的发布是中国自动识别行业，特别是射频识别技术新阶段的开始。业内人士都不约而同的关注到了《白皮书》有关RFID公共服务体系建设的新亮点内容。建立自主的支持我国RFID社会性应用的基础服务体系，提供认证、注册、编码管理、多编码体系映射、编码解析、检索与跟踪等服务，保证体系的有效性和安全性，标志着RFID在中国的发展已经进入了规划、有序的新阶段。这使我们不禁想起了中国自动识别产业十多年来所走过的从无到有的历程，中国物品编码体系正是在引进、消化、吸收国外先进管理体系基础上，走出了一条有中国特色的中国物品编码之路，建立起中国的条码公共服务体系，带动了条码技术和条码产品推广和应用。我们有理由相信，凭借丰富、完整的实施经验，具有中国特色的RFID公共服务体系也必将能引领和推动RFID技术与产品的飞速发展，把中国自动识别产业的整体发展推向新的战略制高点。

■中国RFID发展关键性技术及应用

　　中国RFID技术发展与应用要整体规划、分步实施，注重共性基础及前瞻性技术研究，优先发展产业化关键技术和应用关键技术，建立RFID标准体系，推进重点行业应用。

　　关键技术

　　进行RFID产业化关键技术以及应用关键技术的研究和攻关，逐步建成符合中国RFID产业发展及应用的技术创新和服务支撑体系。

　　共性基础及前瞻性技术

　　研究具有国际领先水平的、有较大发展潜力的共性技术和前瞻性技术，如：用于标签芯片的超低功耗电路研究；可用于标签芯片的安全算法及其实现技术研究；超高频（UHF）读写器核心模块的研发；基于不同应用对象的超高频和微波频段RFID标签天线研究；标签封装设备关键技术研究；RFID与其它技术的集成与融合研究；RFID系统检测、认证相关技术研究；基于IPv6网络技术的RFID信息服务体系研究等等。

　　RFID产业化关键技术

　　RFID产业化关键技术包括芯片设计与制造、天线设计与制造、电子标签封装技术与装备、RFID标签集成、读写器设计与制造技术等。

（1）芯片设计与制造

　　开发低成本、低功耗RFID芯片的设计与制造技术、适合标签芯片实现的新型存储技术、防冲突算法及电路实现技术、芯片安全技术、标签芯片与传感器的集成技术等。

（2）天线设计与制造

　　研究标签天线匹配技术、针对不同应用对象的RFID标签天线结构优化技术、多标签天线优化分布技术，片上天线技术、读写器智能波束扫描天线阵技术等，开发具有自主知识产权的RFID标签天线设计仿真软件等。

（3）RFID标签封装技术与装备

　　研发基于低温热压的封装工艺、精密机构设计优化、多物理量检测与控制、高速高精运动控制、装备故障自诊断与修复、在线检测技术等。

（4）RFID标签集成

　　研发芯片与天线及所附着的特殊材料介质三者之间的匹配技术，标签的一致性、抗干扰性和安全可靠性技术等。

（5）读写器设计

　　研发多读写器防冲突技术、抗干扰技术、低成本小型化读写器集成技术、超高频读写器模块开发、读写器安全认证技术等。