Como tornar um chip RFID ainda menor

Pesquisadores da North Carolina State University fizeram o que se acredita ser o menor chip RFID de última geração:um dispositivo medindo 125 micrômetros (μm) por 245 μm. O minúsculo chip reduz potencialmente o custo das etiquetas RFID e permite seu uso na segurança da cadeia de suprimentos para tecnologias de ponta.

Para gerenciar as cadeias de suprimentos, os fabricantes frequentemente consideram anexar um chip RFID a microprocessadores ou sistemas em chips (SoCs). O chip RFID, no entanto, sempre teve seu próprio componente analógico separado, com bombas de carga e capacitores.

Os chips RFID tradicionais no mercado hoje contêm componentes analógicos e digitais. O front-end analógico, no entanto, não é de natureza digital, o que aumenta o custo e ocupa muito espaço no chip.

O método de projeto da equipe da NC State elimina a maior parte da configuração analógica, permitindo que a peça digital opere no sinal de RF recebido diretamente.

O novo chip da NC State usa blocos de construção padrão da arquitetura digital tradicional - células padrão fornecidas pela fundição - e permite que elas operem diretamente no sinal de RF. A estrutura digital transfere prontamente a capacidade de RFID para um componente direcionado, como um circuito integrado em uma cadeia de suprimentos.

Esse recurso RFID é implantado nos componentes de destino usando unidades lógicas digitais modulares chamadas de blocos IP.

Os blocos IP são de natureza "principalmente digital" e não exigem layouts analógicos altamente sintonizados. O design digital é compatível com uma ampla gama de tecnologias de semicondutores, como as usadas em chips de computador convencionais.

"Isso torna possível incorporar etiquetas RFID em chips de computador, permitindo que os usuários rastreiem chips individuais ao longo de seu ciclo de vida. Isso pode ajudar a reduzir a falsificação e permitir que você verifique se um componente é o que diz ser", disse Kirti Bhanushali , que trabalhou no projeto como Ph.D. estudante da NC State e é o primeiro autor do artigo.

O tamanho de uma etiqueta RFID é em grande parte determinado pelo tamanho de sua antena, mas o chip é a parte cara, diz Paul Franzon, autor correspondente de um artigo sobre o trabalho e Professor Distinto de Engenharia Elétrica e de Computação da Cirrus Logic na NC State.

Quanto menor o chip, mais chips você pode obter de uma única pastilha de silício.



Com etiquetas RFID mais baratas, fabricantes, distribuidores ou varejistas podem potencialmente usar etiquetas RFID para rastrear itens de baixo custo, como os produtos em uma mercearia, por exemplo.

A equipe agora está interessada em trabalhar com parceiros da indústria para explorar a comercialização do chip de duas maneiras, diz Franzon:criando RFID de baixo custo em escala para uso em setores como supermercados; e incorporação de etiquetas RFID em chips de computador para proteger cadeias de suprimentos de alto valor.

"A etiqueta resultante pode ter menos de 1 centavo de volume", disse o Prof. Franzon ao Tech Briefs via email. "Isso abre muitos aplicativos, incluindo a substituição de códigos UPC para mantimentos."

Enquanto explora oportunidades de parceria com outras empresas, W. Shepherd Pitts, que trabalhou no projeto enquanto professor assistente de pesquisa na NC State, enfatiza o aspecto "plug-and-play" da etiqueta RFID. A idéia é que um fabricante de processadores possa pegar diretamente a tecnologia e simplesmente adicionar seu periférico digital para expandir a funcionalidade de um chip.

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“Se eles já tiverem essa funcionalidade validada em sua linguagem de descrição de hardware (verilog, VHDL, etc), isso poderá ser realizado usando nosso método usando ferramentas padrão de local e rota”, escreveu Pitts por e-mail. "O componente de design analógico é muito leve e rápido de implantar em novos nós, pois circuitos como bombas de carga são evitados, portanto, é uma abordagem 'Principalmente Digital' que utiliza células padrão fornecidas pelo fornecedor e, portanto, escala para os nós de fabricação mais agressivos."

O artigo, “A 125μm×245μm Mainly Digital UHF EPC Gen2 Compatible RFID tag in 55nm CMOS process”, foi apresentado em 29 de abril na Conferência Internacional IEEE sobre RFID . O artigo foi co-autor de Wenxu Zhao, que trabalhou no projeto como Ph.D. estudante no estado do NC; e Dr. Pitts.

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