電子标簽技術政策說明書

中國射頻識别(RFID)技術政策 白皮書
中華人民共和國科學技術部等十五部委


前 言
  射頻識别(Radio Frequency Identification,RFID)技術,是一種利用射頻通信實現的非接觸式自動識别技術(以下通稱RFID技術)。RFID标簽具有體積小、容量大、壽命長、可重複使用等特點,可支持快速讀寫、非可視識别、移動識别、多目标識别、定位及長期跟蹤管理。RFID技術與互聯網、通訊等技術相結合,可實現全球範圍内物品跟蹤與信息共享。RFID技術應用于物流、制造、公共信息服務等行業,可大幅提高管理與運作效率,降低成本。随着相關技術的不斷完善和成熟,RFID産業将成為一個新興的高技術産業群,成為國民經濟新的增長點。因此,研究RFID技術,發展RFID産業對提升社會信息化水平、促進經濟可持續發展、提高人民生活質量、增強公共安全與國防安全等方面産生深遠影響,具有戰略性的重大意義。

  二十世紀九十年代以來,RFID技術得到了快速的發展。經濟發達國家和地區已經将其應用于很多領域,并積極推動相關技術與應用标準的國際化。近年來,中國已初步開展了RFID相關技術的研發及産業化工作,并在部分領域開始應用,但相對基礎薄弱,缺乏核心技術,應用分散,不具備規模優勢。

  中國人口衆多,經濟規模不斷擴大,正成為全球制造的中心,RFID技術有着廣闊的應用市場。當前RFID技術與應用發展迅速,但尚未成熟,中國有必要抓住這一時機,集中開展RFID核心技術的研究開發,制定符合中國國情的技術标準,推動自主公共服務體系的建設,促進具有競争力的産業鍊形成,使中國在該領域占有一席之地。

  發展RFID技術與應用是一項複雜的系統工程,涉及衆多行業和政府部門,影響社會、經濟、生活的諸多方面,需要在廣泛開展國際交流與合作的基礎上實現自主創新,需要政府、企業、研發機構間的統籌規劃、大力協同,最大限度的實現資源合理配置和優勢互補。為此科技部會同國家發展改革委員會、商務部、信息産業部、交通部、海關總署、鐵道部、公安部、教育部、建設部、農業部、國家質量監督檢驗檢疫總局、國家标準化管理委員會、國家郵政局、國家食品藥品監督管理局以及中國标準化協會、中國物流與采購聯合會等共同組織各部門的專家經曆近一年的時間,編寫了本白皮書。白皮書本着科學性、前瞻性和指導性原則,為中國 RFID技術與産業未來幾年的發展提供系統性指南。

  白皮書共分為五章,分别闡述RFID技術發展現狀與趨勢、中國發展RFID技術戰略、中國RFID技術發展及優先應用領域、推進産業化戰略和宏觀環境建設。

第一章 RFID技術發展的現狀與趨勢
1.1技術發展現狀
  RFID技術最早的應用可追溯到第二次世界大戰中飛機的敵我目标識别,但是由于技術和成本原因,一直沒有得到廣泛應用。近年來,随着大規模集成電路、網絡通信、信息安全等技術的發展,RFID技術進入商業化應用階段。由于具有高速移動物體識别、多目标識别和非接觸識别等特點,RFID技術顯示出巨大的發展潛力與應用空間,被認為是21世紀的最有發展前途的信息技術之一。

  RFID技術涉及信息、制造、材料等諸多高技術領域,涵蓋無線通信、芯片設計與制造、天線設計與制造、标簽封裝、系統集成、信息安全等技術。一些國家和國際跨國公司都在加速推動RFID技術的研發和應用進程。在過去十年間,共産生數千項關于RFID技術的專利,主要集中在美國、歐洲、日本等國家和地區。

  按照能量供給方式的不同,RFID标簽分為有源、無源和半有源三種;按照工作頻率的不同,RFID标簽分為低頻(LF)、高頻(HF)、超高頻(UHF)和微波頻段(MW)的标簽。目前國際上RFID應用以LF和HF标簽産品為主;UHF标簽開始規模生産,由于其具有可遠距離識别和低成本的優勢,有望在未來五年内成為主流;MW标簽在部分國家已經得到應用。中國已掌握HF芯片的設計技術,并且成功地實現了産業化,同時UHF芯片也已經完成開發。

  目前RFID标簽天線制造以蝕刻/沖壓天線為主,其材料一般為鋁或者銅,随着新型導電油墨的開發,印刷天線的優勢越來越突出。RFID标簽封裝以低溫倒裝鍵合工藝為主,也出現了流體自裝配、振動裝配等新的标簽封裝工藝。中國低成本、高可靠性的标簽制造裝備和封裝工藝正在研發中。

  RFID讀寫器産品類型較多,部分先進産品可以實現多協議兼容。中國已經推出了系列RFID讀寫器産品,小功率讀寫模塊已達到國外同類水平,大功率讀寫模塊和讀寫器片上系統(SoC)尚處于研發階段。

  在應用系統集成和數據管理平台等方面,某些國際組織提出基于RFID的應用體系架構,各大軟件廠商也在其産品中提供了支持RFID的服務及解決方案,相關的測試和應用推廣工作正在進行中。中國在RFID應用架構、公共服務體系、中間件、系統集成以及信息融合和測試工作等方面取得了初步成果,建立國家 RFID測試中心已經被列入科技發展規劃。

  中國已經将RFID技術應用于鐵路車号識别、身份證和票證管理、動物标識、特種設備與危險品管理、公共交通以及生産過程管理等多個領域。

1.2标準現狀
  RFID标準體系主要由空中接口規範、物理特性、讀寫器協議、編碼體系、測試規範、應用規範、數據管理、信息安全等标準組成。目前國際上制訂RFID 标準的主要組織是國際标準化組織(ISO/IEC),ISO/IEC JTC1負責制訂與RFID技術相關的國際标準,ISO其他有關技術委員會也制訂部分與RFID應用有關的标準,還有一些相關的組織也開展了RFID标準化工作。值得注意的是,相關标準之間缺乏達成一緻的基礎,國際标準化組織正在積極推動RFID應用層面上的互聯互通。

  中國在RFID技術與應用的标準化研究工作上已有一定基礎,目前已經從多個方面開展了相關标準的研究制定工作。制定了《集成電路卡模塊技術規範》、《建設事業IC卡應用技術》等應用标準,并且得到了廣泛應用;在頻率規劃方面,已經做了大量的試驗;在技術标準方面,依據ISO/IEC15693系列标準已經基本完成國家标準的起草工作,參照ISO/IEC 18000系列标準制定國家标準的工作已列入國家标準制訂計劃。此外,中國RFID标準體系框架的研究工作也已基本完成。

1.3 發展趨勢
  近年來,RFID技術已經在社會衆多領域開始應用,對改善人們的生活質量、提高企業經濟效益、加強公共安全以及提高社會信息化水平産生了重要影響。根據預測,RFID标簽技術将在未來2~5年逐漸開始大規模應用,到2008年RFID标簽僅在全球供應鍊領域的市場需求将達到40億美元。

  在未來的幾年中,RFID技術将繼續保持高速發展的勢頭。電子标簽、讀寫器、系統集成軟件、公共服務體系、标準化等方面都将取得新的進展。随着關鍵技術的不斷進步,RFID産品的種類将越來越豐富,應用和衍生的增值服務也将越來越廣泛。

  RFID芯片設計與制造技術的發展趨勢是芯片功耗更低,作用距離更遠,讀寫速度與可靠性更高,成本不斷降低。芯片技術将與應用系統整體解決方案緊密結合。

  RFID标簽封裝技術将和印刷、造紙、包裝等技術結合,導電油墨印制的低成本标簽天線、低成本封裝技術将促進RFID标簽的大規模生産,并成為未來一段時間内決定産業發展速度的關鍵因素之一。

  RFID讀寫器設計與制造的發展趨勢是讀寫器将向多功能、多接口、多制式,并向模塊化、小型化、便攜式、嵌入式方向發展。同時,多讀寫器協調與組網技術将成為未來發展方向之一。

  RFID技術與條碼、生物識别等自動識别技術,以及與互聯網、通信、傳感網絡等信息技術融合,構築一個無所不在的網絡環境。海量RFID信息處理、傳輸和安全對RFID的系統集成和應用技術提出了新的挑戰。RFID系統集成軟件将向嵌入式、智能化、可重組方向發展,通過構建RFID公共服務體系,将使 RFID信息資源的組織、管理和利用更為深入和廣泛。

第二章 中國發展RFID技術戰略
  面對巨大的市場需求以及激烈的國際競争,中國必須實施有效的技術發展戰略,加快RFID技術的自主創新,在未來的國際競争中占有一席之地。中國将以應用為引導,帶動具有自主知識産權的技術和産品的開發,促進中國自主RFID 産業鍊的形成,實現RFID技術的全面發展和提升;建立以企業為主體的自主創新體系,突破RFID關鍵技術;參與國際标準化工作,提出并建立中國的 RFID技術标準體系,重點在我國的編碼體系、數據管理與交換體系以及頻率配置等方面;推動成立技術及産業聯盟,實現在國際合作和國際競争大環境下技術和産業的快速健康發展。
2.1 總體發展目标
  中國發展RFID技術的總體目标為:通過技術攻關,突破RFID一系列共性關鍵技術、産業化關鍵技術和應用關鍵技術,培養一支與技術研究和産業發展相适應的人才隊伍,建立中國RFID技術自主創新體系,取得核心技術的自主知識産權;以自主研發技術為基礎,實施競争前聯合戰略,通過組織産業聯盟、産業基地等企業創新集群,形成聯合、協同、掌握自主知識産權技術的産業鍊,實現自主研制産品占市場主要份額;通過實施示範工程,創新應用模式,帶動 RFID技術在行業的廣泛應用,逐步形成大規模、輻射相關領域的公共應用;通過研究與制定相關的國家标準,形成中國RFID标準體系。

2.2 指導思想與原則
  中國發展RFID技術的指導思想是:從國情出發,建立以企業為主體,政、産、學、研、用相結合的自主發展模式;以示範應用為引導,突破RFID關鍵技術,推動RFID技術創新體系和産業鍊的形成;通過參照國際标準與自主制定标準相結合的方式,研究制定中國RFID标準體系。

根據以上指導思想,中國在發展RFID技術過程中需要遵從以下原則:
1.自主創新原則
  力主RFID技術的自主創新,力争在若幹核心技術領域達到國際先進水平或國際領先水平。
2.産業化原則
  以市場需求為導向,确立企業在RFID技術發展過程中的主體地位;企業與企業之間要加強溝通,密切合作,從而形成完整的、具有國際競争力的産業鍊。
3.開放原則

  密切跟蹤技術發展前沿,注重借鑒國外先進技術,加強國際交流,堅持優勢互補,推進共赢合作。
4.協作原則
  加強政府各部門之間的溝通與協調,重視企業、大專院校及科研院所之間的協作,加強産業鍊中各環節的配合與協調,相互激勵,共同推動技術進步。

2.3 發展途徑和實施進程
2.3.1 發展途徑
  中國發展RFID技術将通過共性及前瞻性技術研究、産業化關鍵技術攻關、應用關鍵技術的研發、标準和發展戰略研究,以及服務體系建設等方面,形成中國 RFID技術自主創新體系和完整産業鍊。以典型應用示範為引導,通過自主創新,突破芯片設計制造、天線設計制造、封裝技術裝備、讀寫器設計制造、電子标簽集成等産業化關鍵技術;通過集成創新,發展中間件及系統集成技術,建設公共信息服務體系和測試環境,建立與國際标準互聯互通的技術标準體系。

2.3.2 實施進程
RFID技術實施進程應有步驟分階段進行:
  第一階段 培育期(2006年至2008年):跟蹤國際最新共性技術的研發,結合重點行業應用,研發具有自主知識産權的RFID技術,按照國家RFID标準體系框架,制定相應技術标準與應用标準,開展應用示範工程。
  第二階段 成長期(2007年至2012年):突破應用與産業化關鍵技術,加快相關技術标準及行業應用标準制定,基本形成中國RFID标準體系,拓展應用領域。
  第三階段 成熟期:形成國際同期先進水平的技術體系,實現RFID技術的廣泛應用及與其它技術的融合。

第三章 中國RFID技術發展及優先應用領域
  中國RFID技術發展與應用要整體規劃、分步實施,注重共性基礎及前瞻性技術研究,優先發展産業化關鍵技術和應用關鍵技術,建立RFID标準體系,推進重點行業應用。

3.1 關鍵技術
  進行RFID産業化關鍵技術以及應用關鍵技術的研究和攻關,逐步建成符合中國RFID産業發展及應用的技術創新和服務支撐體系。
3.1.1 共性基礎及前瞻性技術
  研究具有國際領先水平的、有較大發展潛力的共性技術和前瞻性技術,如:用于标簽芯片的超低功耗電路研究;可用于标簽芯片的安全算法及其實現技術研究;超高頻(UHF)讀寫器核心模塊的研發;基于不同應用對象的超高頻和微波頻段RFID标簽天線研究;标簽封裝設備關鍵技術研究;RFID與其它技術的集成與融合研究;RFID系統檢測、認證相關技術研究;基于IPv6網絡技術的RFID信息服務體系研究等等。
3.1.2 RFID産業化關鍵技術
  RFID産業化關鍵技術包括芯片設計與制造、天線設計與制造、電子标簽封裝技術與裝備、RFID标簽集成、讀寫器設計與制造技術等。
(1)芯片設計與制造
  開發低成本、低功耗RFID芯片的設計與制造技術、适合标簽芯片實現的新型存儲技術、防沖突算法及電路實現技術、芯片安全技術、标簽芯片與傳感器的集成技術等。
(2)天線設計與制造
  研究标簽天線匹配技術、針對不同應用對象的RFID标簽天線結構優化技術、多标簽天線優化分布技術,片上天線技術、讀寫器智能波束掃描天線陣技術等,開發具有自主知識産權的RFID标簽天線設計仿真軟件等。
(3)RFID标簽封裝技術與裝備
  研發基于低溫熱壓的封裝工藝、精密機構設計優化、多物理量檢測與控制、高速高精運動控制、裝備故障自診斷與修複、在線檢測技術等。
(4)RFID标簽集成
  研發芯片與天線及所附着的特殊材料介質三者之間的匹配技術,标簽的一緻性、抗幹擾性和安全可靠性技術等。
(5)讀寫器設計
  研發多讀寫器防沖突技術、抗幹擾技術、低成本小型化讀寫器集成技術、超高頻讀寫器模塊開發、讀寫器安全認證技術等。
3.1.3 RFID應用關鍵技術
  對RFID應用體系架構、RFID系統集成與中間件、RFID公共服務體系、RFID測試技術與規範等RFID應用關鍵技術進行研究和攻關,形成中國RFID技術發展的支撐服務體系。
(1)RFID應用體系架構
  研究RFID應用系統中各種軟硬件和數據的接口技術及服務功能,協調系統間各部分的關系,為供應商及用戶提供系統集成指南。
(2)RFID系統集成與數據管理
  研發RFID與無線通信、傳感網絡、信息安全、工業控制等的集成技術,RFID應用系統中間件技術,海量RFID信息資源的組織、存儲、管理、交換、分發、數據處理和跨平台計算技術。
(3)RFID公共服務體系
  建立自主的支持我國RFID社會性應用的基礎服務體系,提供認證、注冊、編碼管理、多編碼體系映射、編碼解析、檢索與跟蹤等服務,保證體系的有效性和安全性。
(4)RFID檢測技術與規範
  研發面向不同行業應用的RFID标簽及相關産品物理特性和性能一緻性檢測技術與規範、标簽與讀寫器之間空中接口一緻性檢測技術與規範、系統解決方案綜合性檢測技術與規範等。
3.2标準與測試
  研究及制定符合中國無線電頻率管理政策和規定的空中接口;研究及制定編碼和編碼應用規則、産品和應用标準;制定測試規範;研究标準之間的互聯互通;建立具有自主知識産權的公共服務體系标準,以及科學、公正的測試标準體系。

3.3 優先應用領域
  鼓勵和支持在公共安全、生産管理與控制、現代物流與供應鍊管理、交通管理、軍事應用、重大工程與活動等領域中優先應用RFID技術,為RFID技術大規模應用提供經驗。
3.3.1 公共安全
  為了提升人民的生活質量,構建和諧社會,中國在公共安全領域迫切需要通過應用RFID技術加強管理,具體方向包括醫藥衛生、食品安全、危險品管理、防僞安全、煤礦安全、電子證照、動物标識(涉及公共衛生安全)、門禁管理等。
3.3.2 生産管理和控制
  為提高中國制造業信息化水平,以信息化帶動工業化,在企業原材料供貨、生産計劃管理、生産過程控制、精益制造等方面,使用RFID技術可以促進生産效率和管理效率的提高。具體應用方向包括汽車制造、家電生産、紡織服裝等。
3.3.3 現代物流與供應鍊管理
  RFID技術應用在物品的流通環節,實現物品跟蹤與信息共享,徹底改變了傳統的供應鍊管理模式,極大地提高企業運行效率。具體應用方向包括倉儲管理、物流配送、零售管理、集裝箱運輸、郵政業務等。
3.3.4 口岸進出口貨物監管
  在國家口岸進出口貨物通關監管工作中,各口岸執法部門協同應用RFID技術,實現對進出口貨物的跟蹤與定位監管,加強通關監管水平,提高通關效率。
3.3.5交通管理
  利用RFID技術對高速移動物體識别的特點,可以對運輸工具進行快速有效的定位與統計,方便對車輛的管理和控制。具體應用方向包括公共交通票證、不停車收費、車輛管理及鐵路機車、車輛、相關設施管理等。
3.3.6 軍事應用
  軍事應用是RFID技術的主要方向之一,軍事後勤保障迫切需要實現可視化管理。具體包括軍事物資裝備管理、運輸單元精确标識,以及快速定位和主動搜索等。
3.3.7 重大工程與活動
  RFID技術與其他相關技術集成,可以構建快速識别、數據采集、信息傳輸相融合的綜合服務體系。将RFID技術用于大型運動會、展覽會等重大活動的綜合管理,具體包括票證管理、車輛管理、設施管理等。

第四章 中國推進RFID産業化戰略
4.1 指導思想
  在RFID技術發展與産業化過程中,統籌兼顧關鍵技術突破、市場推廣以及标準研究等關鍵環節。依據單元技術與系統集成并重、産業投入與市場培育并重、企業運作與政府推動并重、技術創新與标準制定并重、自主研發與國際合作并重的原則,實現中國RFID産業自主、健康、可持續發展。

  中國發展RFID産業的總體思路是:企業為主,政府推動,構建産業聯盟,形成掌握自主知識産權技術的RFID産業鍊;通過産業基地建設,發揮群體優勢,打造具有國際競争力的民族品牌;開展國際交流與合作,提高中國RFID産業整體水平。

4.2 發展途徑
  在自主創新技術研發的基礎上,增強産品的設計開發和制造能力,滿足市場需求;加強政策扶持,營造良好的發展環境;建設産業基地,加快産業鍊形成,提升民族産品和産業的市場競争能力。
  1.培育市場,以應用為先導,通過典型行業應用示範及推廣,加快實現RFID關鍵技術研究開發成果的産業化,形成規模發展。
  2.技術進步推動産業升級,提高競争能力。實現RFID産品設計由通用型向專業型方向發展,産品的生産裝備由初級向高級不斷完善,提高産品的一緻性和成品率,加快提升RFID産業鍊的整體水平。
  3.積極營造良好的發展環境,加強政策支持,堅持走自主創新、集成創新和引進創新相結合的技術發展道路,努力培育自主設計、開發和制造能力。
  4.進一步完善産業政策,積極引入新的融資渠道和模式,建設RFID産業基地,實現技術和産業的彙聚,促進RFID産業鍊的形成和發展。
  5.建立産品認證制度,重點推廣具有自主知識産權的核心技術産品,營造良好市場秩序,促進RFID産業持續健康發展。
  6. 加強RFID技術産品測試平台等公共服務體系建設,提升技術研發成果的“孵化”轉化能力。
  7. 注重RFID産品标準化工作,制定适應中國産業發展的系列标準 。

4.3 實施進程
統籌規劃RFID産業發展,結合市場發展進程,有步驟、分階段進行:
  第一階段 培育期(2006年至2008年):在産業化核心技術研發、标準制定等方面取得突破,通過典型行業示範應用,初步形成RFID産業鍊及良好的産業發展環境。
  第二階段 成長期(2008年至2012年):擴展RFID應用領域,形成規模生産能力,建立公共服務體系,推動規模化市場形成,促進RFID産業持續發展。
  第三階段 成熟期:整合産業鍊,适應新一代技術的發展,輻射多個應用領域,提高RFID應用的效率和效益。

第五章 中國發展RFID技術的宏觀環境建設
  1. 制定符合中國實際的RFID産業規劃及相關政策,将RFID産業納入國家重點發展領域;營造良好的技術和産業發展環境,鼓勵企業在RFID領域投資、生産,推動RFID産業基地的形成,支持行業應用RFID技術。通過政策、法規、經濟、行政等多種手段,對RFID制造、基地建設和應用給予扶持。

  2. 成立跨行業的RFID技術及産業發展協調機構,從國家層面推動RFID的發展。建立多部委聯合的協調機制,通過聯合行動等多種組織形式,推動RFID技術、産業和應用的結合和可持續發展。

  3. 持續開展我國RFID發展戰略、标準體系框架及關鍵标準的研究。鼓勵我國大專院校、科研院所及企業進行具有自主知識産權的技術産品的開發,參與國内、國際 RFID技術标準和行業應用标準的制定,盡快形成能夠支撐産業發展及應用的标準體系。

  4. 營造良好的投資環境,鼓勵企業在RFID領域投資、生産,推動建設RFID産業基地,支持企業采用RFID技術和産品。通過政策、法規、經濟、行政等多種形式和手段,對RFID制造、基地建設和應用給予必要的扶持和優惠。

  5. 支持建立開放式的技術研發基礎平台,建立支撐RFID技術應用的公共服務平台,建立RFID技術測試環境和認證管理機制及質量保障體系。

  6. 構建RFID技術培訓體系,通過多種教育模式,培養各類專業人員,形成完善的專業人才培訓機制。

    7. 加強對RFID技術及産業發展的宣傳和輿論引導,營造良好的社會氛圍。鼓勵開展RFID國際技術交流活動,增強與國際企業間的合作。