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电子标签技术政策说明书

中国射频识别(RFID)技术政策 白皮书
中华人民共和国科学技术部等十五部委
2006年6月9日
 

前 言
  射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)技术,是一种利用射频通信实现的非接触式自动识别技术(以下通称RFID技术)。RFID标签具有体积小、容量大、寿命长、可重复使用等特点,可支持快速读写、非可视识别、移动识别、多目标识别、定位及长期跟踪管理。RFID技术与互联网、通讯等技术相结合,可实现全球范围内物品跟踪与信息共享。RFID技术应用于物流、制造、公共信息服务等行业,可大幅提高管理与运作效率,降低成本。随着相关技术的不断完善和成熟,RFID产业将成为一个新兴的高技术产业群,成为国民经济新的增长点。因此,研究RFID技术,发展RFID产业对提升社会信息化水平、促进经济可持续发展、提高人民生活质量、增强公共安全与国防安全等方面产生深远影响,具有战略性的重大意义。

  二十世纪九十年代以来,RFID技术得到了快速的发展。经济发达国家和地区已经将其应用于很多领域,并积极推动相关技术与应用标准的国际化。近年来,中国已初步开展了RFID相关技术的研发及产业化工作,并在部分领域开始应用,但相对基础薄弱,缺乏核心技术,应用分散,不具备规模优势。

  中国人口众多,经济规模不断扩大,正成为全球制造的中心,RFID技术有着广阔的应用市场。当前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RFID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形成,使中国在该领域占有一席之地。

  发展RFID技术与应用是一项复杂的系统工程,涉及众多行业和政府部门,影响社会、经济、生活的诸多方面,需要在广泛开展国际交流与合作的基础上实现自主创新,需要政府、企业、研发机构间的统筹规划、大力协同,最大限度的实现资源合理配置和优势互补。为此科技部会同国家发展改革委员会、商务部、信息产业部、交通部、海关总署、铁道部、公安部、教育部、建设部、农业部、国家质量监督检验检疫总局、国家标准化管理委员会、国家邮政局、国家食品药品监督管理局以及中国标准化协会、中国物流与采购联合会等共同组织各部门的专家经历近一年的时间,编写了本白皮书。白皮书本着科学性、前瞻性和指导性原则,为中国 RFID技术与产业未来几年的发展提供系统性指南。

  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。

第一章 RFID技术发展的现状与趋势
1.1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。

1.2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。

1.3 发展趋势
  近年来,RFID技术已经在社会众多领域开始应用,对改善人们的生活质量、提高企业经济效益、加强公共安全以及提高社会信息化水平产生了重要影响。根据预测,RFID标签技术将在未来2~5年逐渐开始大规模应用,到2008年RFID标签仅在全球供应链领域的市场需求将达到40亿美元。

  在未来的几年中,RFID技术将继续保持高速发展的势头。电子标签、读写器、系统集成软件、公共服务体系、标准化等方面都将取得新的进展。随着关键技术的不断进步,RFID产品的种类将越来越丰富,应用和衍生的增值服务也将越来越广泛。

  RFID芯片设计与制造技术的发展趋势是芯片功耗更低,作用距离更远,读写速度与可靠性更高,成本不断降低。芯片技术将与应用系统整体解决方案紧密结合。

  RFID标签封装技术将和印刷、造纸、包装等技术结合,导电油墨印制的低成本标签天线、低成本封装技术将促进RFID标签的大规模生产,并成为未来一段时间内决定产业发展速度的关键因素之一。

  RFID读写器设计与制造的发展趋势是读写器将向多功能、多接口、多制式,并向模块化、小型化、便携式、嵌入式方向发展。同时,多读写器协调与组网技术将成为未来发展方向之一。

  RFID技术与条码、生物识别等自动识别技术,以及与互联网、通信、传感网络等信息技术融合,构筑一个无所不在的网络环境。海量RFID信息处理、传输和安全对RFID的系统集成和应用技术提出了新的挑战。RFID系统集成软件将向嵌入式、智能化、可重组方向发展,通过构建RFID公共服务体系,将使 RFID信息资源的组织、管理和利用更为深入和广泛。

第二章 中国发展RFID技术战略
  面对巨大的市场需求以及激烈的国际竞争,中国必须实施有效的技术发展战略,加快RFID技术的自主创新,在未来的国际竞争中占有一席之地。中国将以应用为引导,带动具有自主知识产权的技术和产品的开发,促进中国自主RFID 产业链的形成,实现RFID技术的全面发展和提升;建立以企业为主体的自主创新体系,突破RFID关键技术;参与国际标准化工作,提出并建立中国的 RFID技术标准体系,重点在我国的编码体系、数据管理与交换体系以及频率配置等方面;推动成立技术及产业联盟,实现在国际合作和国际竞争大环境下技术和产业的快速健康发展。

2.1 总体发展目标
  中国发展RFID技术的总体目标为:通过技术攻关,突破RFID一系列共性关键技术、产业化关键技术和应用关键技术,培养一支与技术研究和产业发展相适应的人才队伍,建立中国RFID技术自主创新体系,取得核心技术的自主知识产权;以自主研发技术为基础,实施竞争前联合战略,通过组织产业联盟、产业基地等企业创新集群,形成联合、协同、掌握自主知识产权技术的产业链,实现自主研制产品占市场主要份额;通过实施示范工程,创新应用模式,带动 RFID技术在行业的广泛应用,逐步形成大规模、辐射相关领域的公共应用;通过研究与制定相关的国家标准,形成中国RFID标准体系。

2.2 指导思想与原则
  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。

根据以上指导思想,中国在发展RFID技术过程中需要遵从以下原则:
1.自主创新原则
  力主RFID技术的自主创新,力争在若干核心技术领域达到国际先进水平或国际领先水平。
2.产业化原则
  以市场需求为导向,确立企业在RFID技术发展过程中的主体地位;企业与企业之间要加强沟通,密切合作,从而形成完整的、具有国际竞争力的产业链。
3.开放原则
  密切跟踪技术发展前沿,注重借鉴国外先进技术,加强国际交流,坚持优势互补,推进共赢合作。
4.协作原则
  加强政府各部门之间的沟通与协调,重视企业、大专院校及科研院所之间的协作,加强产业链中各环节的配合与协调,相互激励,共同推动技术进步。

2.3 发展途径和实施进程
2.3.1 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。

2.3.2 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。

第三章 中国RFID技术发展及优先应用领域

  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。

3.1 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。
3.1.1 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。
3.1.2 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。
3.1.3 RFID应用关键技术
  对RFID应用体系架构、RFID系统集成与中间件、RFID公共服务体系、RFID测试技术与规范等RFID应用关键技术进行研究和攻关,形成中国RFID技术发展的支撑服务体系。
(1)RFID应用体系架构
  研究RFID应用系统中各种软硬件和数据的接口技术及服务功能,协调系统间各部分的关系,为供应商及用户提供系统集成指南。
(2)RFID系统集成与数据管理
  研发RFID与无线通信、传感网络、信息安全、工业控制等的集成技术,RFID应用系统中间件技术,海量RFID信息资源的组织、存储、管理、交换、分发、数据处理和跨平台计算技术。
(3)RFID公共服务体系
  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。
(4)RFID检测技术与规范
  研发面向不同行业应用的RFID标签及相关产品物理特性和性能一致性检测技术与规范、标签与读写器之间空中接口一致性检测技术与规范、系统解决方案综合性检测技术与规范等。

3.2标准与测试
  研究及制定符合中国无线电频率管理政策和规定的空中接口;研究及制定编码和编码应用规则、产品和应用标准;制定测试规范;研究标准之间的互联互通;建立具有自主知识产权的公共服务体系标准,以及科学、公正的测试标准体系。

3.3 优先应用领域
  鼓励和支持在公共安全、生产管理与控制、现代物流与供应链管理、交通管理、军事应用、重大工程与活动等领域中优先应用RFID技术,为RFID技术大规模应用提供经验。
3.3.1 公共安全
  为了提升人民的生活质量,构建和谐社会,中国在公共安全领域迫切需要通过应用RFID技术加强管理,具体方向包括医药卫生、食品安全、危险品管理、防伪安全、煤矿安全、电子证照、动物标识(涉及公共卫生安全)、门禁管理等。
3.3.2 生产管理和控制
  为提高中国制造业信息化水平,以信息化带动工业化,在企业原材料供货、生产计划管理、生产过程控制、精益制造等方面,使用RFID技术可以促进生产效率和管理效率的提高。具体应用方向包括汽车制造、家电生产、纺织服装等。
3.3.3 现代物流与供应链管理
  RFID技术应用在物品的流通环节,实现物品跟踪与信息共享,彻底改变了传统的供应链管理模式,极大地提高企业运行效率。具体应用方向包括仓储管理、物流配送、零售管理、集装箱运输、邮政业务等。
3.3.4 口岸进出口货物监管
  在国家口岸进出口货物通关监管工作中,各口岸执法部门协同应用RFID技术,实现对进出口货物的跟踪与定位监管,加强通关监管水平,提高通关效率。
3.3.5交通管理
  利用RFID技术对高速移动物体识别的特点,可以对运输工具进行快速有效的定位与统计,方便对车辆的管理和控制。具体应用方向包括公共交通票证、不停车收费、车辆管理及铁路机车、车辆、相关设施管理等。
3.3.6 军事应用
  军事应用是RFID技术的主要方向之一,军事后勤保障迫切需要实现可视化管理。具体包括军事物资装备管理、运输单元精确标识,以及快速定位和主动搜索等。
3.3.7 重大工程与活动
  RFID技术与其他相关技术集成,可以构建快速识别、数据采集、信息传输相融合的综合服务体系。将RFID技术用于大型运动会、展览会等重大活动的综合管理,具体包括票证管理、车辆管理、设施管理等。

第四章 中国推进RFID产业化战略

4.1 指导思想
  在RFID技术发展与产业化过程中,统筹兼顾关键技术突破、市场推广以及标准研究等关键环节。依据单元技术与系统集成并重、产业投入与市场培育并重、企业运作与政府推动并重、技术创新与标准制定并重、自主研发与国际合作并重的原则,实现中国RFID产业自主、健康、可持续发展。

  中国发展RFID产业的总体思路是:企业为主,政府推动,构建产业联盟,形成掌握自主知识产权技术的RFID产业链;通过产业基地建设,发挥群体优势,打造具有国际竞争力的民族品牌;开展国际交流与合作,提高中国RFID产业整体水平。

4.2 发展途径
  在自主创新技术研发的基础上,增强产品的设计开发和制造能力,满足市场需求;加强政策扶持,营造良好的发展环境;建设产业基地,加快产业链形成,提升民族产品和产业的市场竞争能力。
  1.培育市场,以应用为先导,通过典型行业应用示范及推广,加快实现RFID关键技术研究开发成果的产业化,形成规模发展。
  2.技术进步推动产业升级,提高竞争能力。实现RFID产品设计由通用型向专业型方向发展,产品的生产装备由初级向高级不断完善,提高产品的一致性和成品率,加快提升RFID产业链的整体水平。
  3.积极营造良好的发展环境,加强政策支持,坚持走自主创新、集成创新和引进创新相结合的技术发展道路,努力培育自主设计、开发和制造能力。
  4.进一步完善产业政策,积极引入新的融资渠道和模式,建设RFID产业基地,实现技术和产业的汇聚,促进RFID产业链的形成和发展。
  5.建立产品认证制度,重点推广具有自主知识产权的核心技术产品,营造良好市场秩序,促进RFID产业持续健康发展。
  6. 加强RFID技术产品测试平台等公共服务体系建设,提升技术研发成果的“孵化”转化能力。
  7. 注重RFID产品标准化工作,制定适应中国产业发展的系列标准 。

4.3 实施进程
统筹规划RFID产业发展,结合市场发展进程,有步骤、分阶段进行:
  第一阶段 培育期(2006年至2008年):在产业化核心技术研发、标准制定等方面取得突破,通过典型行业示范应用,初步形成RFID产业链及良好的产业发展环境。
  第二阶段 成长期(2008年至2012年):扩展RFID应用领域,形成规模生产能力,建立公共服务体系,推动规模化市场形成,促进RFID产业持续发展。
  第三阶段 成熟期:整合产业链,适应新一代技术的发展,辐射多个应用领域,提高RFID应用的效率和效益。

第五章 中国发展RFID技术的宏观环境建设
  1. 制定符合中国实际的RFID产业规划及相关政策,将RFID产业纳入国家重点发展领域;营造良好的技术和产业发展环境,鼓励企业在RFID领域投资、生产,推动RFID产业基地的形成,支持行业应用RFID技术。通过政策、法规、经济、行政等多种手段,对RFID制造、基地建设和应用给予扶持。

  2. 成立跨行业的RFID技术及产业发展协调机构,从国家层面推动RFID的发展。建立多部委联合的协调机制,通过联合行动等多种组织形式,推动RFID技术、产业和应用的结合和可持续发展。

  3. 持续开展我国RFID发展战略、标准体系框架及关键标准的研究。鼓励我国大专院校、科研院所及企业进行具有自主知识产权的技术产品的开发,参与国内、国际 RFID技术标准和行业应用标准的制定,尽快形成能够支撑产业发展及应用的标准体系。

  4. 营造良好的投资环境,鼓励企业在RFID领域投资、生产,推动建设RFID产业基地,支持企业采用RFID技术和产品。通过政策、法规、经济、行政等多种形式和手段,对RFID制造、基地建设和应用给予必要的扶持和优惠。

  5. 支持建立开放式的技术研发基础平台,建立支撑RFID技术应用的公共服务平台,建立RFID技术测试环境和认证管理机制及质量保障体系。

  6. 构建RFID技术培训体系,通过多种教育模式,培养各类专业人员,形成完善的专业人才培训机制。

  7. 加强对RFID技术及产业发展的宣传和舆论引导,营造良好的社会氛围。鼓励开展RFID国际技术交流活动,增强与国际企业间的合作。

 

二OO 七年四月二十日

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