NC State Bate Recorde: Chip RFID Encolhe para 125µm × 245µm, Reduzindo Custos e Aumentando Segurança da Cadeia de Suprimentos

Pesquisadores da Universidade Estadual da Carolina do Norte 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 potencialmente reduz o custo de tags RFID e permite seu uso em segurança de cadeia de suprimentos para tecnologias de alto valor.

Para gerenciar cadeias de suprimentos, fabricantes frequentemente consideraram 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.

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

O método de design da equipe da NC State elimina a maior parte da configuração analógica, permitindo que a parte digital opere no sinal 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 eles operem diretamente no sinal RF. A estrutura digital prontamente porta capacidade RFID para um componente alvo, como um circuito integrado em uma cadeia de suprimentos.

Esta capacidade RFID é implantada nos componentes alvo usando unidades de lógica digital modulares chamadas blocos IP.

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

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

O tamanho de uma tag RFID é amplamente 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 Distinguido Cirrus Logic de Engenharia Elétrica e de Computação na NC State.

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

Com tags RFID mais baratas, fabricantes, distribuidores ou varejistas podem potencialmente usar tags RFID para rastrear itens de custo mais baixo, como 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 formas, diz Franzon: criando RFID de baixo custo em escala para uso em setores como supermercados; e incorporando tags RFID em chips de computador para proteger cadeias de suprimentos de alto valor.

"A tag resultante pode ser sob 1 centavo em volume", Prof. Franzon disse à Tech Briefs via email. "Isso abre muitas aplicações incluindo substituição de códigos UPC para mercearias."

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 tag RFID. A ideia é que um fabricante de processador poderia diretamente pegar a tecnologia e simplesmente adicionar seu periférico digital para expandar a funcionalidade de um chip.

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"Se eles já têm essa funcionalidade validada em sua linguagem de descrição de hardware (verilog, VHDL, etc), então pode ser realizado usando nosso método usando ferramentas padrão de place and route", Pitts escreveu via email. "O componente de design analógico é muito leve e rápido para implantar em novos nós já que circuitos como bombas de carga são evitados, portanto é uma abordagem 'Majoritariamente Digital' utilizando células padrão fornecidas pelo fornecedor e assim escala para os nós de manufatura 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 IEEE International Conference on RFID . O artigo foi co-autorado por Wenxu Zhao, que trabalhou no projeto como estudante de Ph.D. na NC State; e Dr. Pitts.

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