Cómo hacer un chip RFID aún más pequeño

Investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte han creado lo que se cree que es el chip RFID de última generación más pequeño:un dispositivo que mide 125 micrómetros (μm) por 245 μm. El pequeño chip reduce potencialmente el costo de las etiquetas RFID y permite su uso en la seguridad de la cadena de suministro para tecnologías de alta gama.

Para gestionar las cadenas de suministro, los fabricantes han considerado con frecuencia conectar un chip RFID a microprocesadores o sistemas en chips (SoC). Sin embargo, el chip RFID siempre ha tenido su propio componente analógico independiente, con bombas de carga y condensadores.

Los chips RFID tradicionales en el mercado actual contienen componentes tanto analógicos como digitales. Sin embargo, la interfaz analógica no es de naturaleza digital, lo que agrega costos y ocupa mucho espacio en el chip.

El método de diseño del equipo de NC State elimina la mayor parte de la configuración analógica, al permitir que la pieza digital funcione con la señal de RF recibida directamente.

El nuevo chip de NC State utiliza bloques de construcción estándar de la arquitectura digital tradicional (celdas estándar proporcionadas por la fundición) y les permite operar directamente en la señal de RF. La estructura digital transfiere fácilmente la capacidad de RFID a un componente objetivo, como un circuito integrado en una cadena de suministro.

Esta capacidad RFID se implementa en los componentes objetivo mediante unidades lógicas digitales modulares denominadas bloques IP.

Los bloques de IP son de naturaleza "principalmente digital" y no requieren diseños analógicos muy ajustados. El diseño digital es compatible con una amplia gama de tecnologías de semiconductores, como las que se utilizan en los chips informáticos convencionales.

"Esto hace posible incorporar etiquetas RFID en chips de computadora, lo que permite a los usuarios rastrear chips individuales a lo largo de su ciclo de vida. Esto podría ayudar a reducir la falsificación y permitirle verificar que un componente es lo que dice que es", dijo Kirti Bhanushali. , quien trabajó en el proyecto como Ph.D. estudiante de NC State y es el primer autor del artículo.

El tamaño de una etiqueta RFID está determinado en gran medida por el tamaño de su antena, pero el chip es la parte costosa, dice Paul Franzon, autor correspondiente de un artículo sobre el trabajo y Profesor Distinguido de Ingeniería Eléctrica e Informática de Cirrus Logic en NC State.

Cuanto más pequeño sea el chip, más chips podrá obtener de una sola oblea de silicio.

Con etiquetas RFID más baratas, los fabricantes, distribuidores o minoristas pueden potencialmente usar etiquetas RFID para rastrear artículos de menor costo, como los productos en una tienda de comestibles, por ejemplo.

El equipo ahora está interesado en trabajar con socios de la industria para explorar la comercialización del chip de dos maneras, dice Franzon:crear RFID de bajo costo a escala para su uso en sectores como los supermercados; e incrustar etiquetas RFID en chips de computadora para asegurar cadenas de suministro de alto valor.

"La etiqueta resultante puede tener un volumen inferior a 1 centavo", dijo el profesor Franzon a Tech Briefs . vía correo electrónico. "Eso abre muchas aplicaciones, incluido el reemplazo de códigos UPC para comestibles".

Mientras explora oportunidades de asociación con otras empresas, W. Shepherd Pitts, quien trabajó en el proyecto mientras era profesor asistente de investigación en NC State, enfatiza el aspecto "plug-and-play" de la etiqueta RFID. La idea es que un fabricante de procesadores pueda tomar la tecnología directamente y simplemente agregar su periférico digital para expandir la funcionalidad de un chip.

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"Si ya tienen esa funcionalidad validada en su lenguaje de descripción de hardware (verilog, VHDL, etc.), entonces se puede realizar utilizando nuestro método utilizando herramientas estándar de ubicación y ruta", escribió Pitts por correo electrónico. "El componente de diseño analógico es muy liviano y se implementa rápidamente en nuevos nodos, ya que se evitan circuitos como las bombas de carga, por lo que es un enfoque 'principalmente digital' que utiliza celdas estándar proporcionadas por el proveedor y, por lo tanto, escala a los nodos de fabricación más agresivos".

El documento, "Una etiqueta RFID compatible con EPC Gen2 UHF principalmente digital de 125 μm × 245 μm en proceso CMOS de 55 nm", se presentó el 29 de abril en la Conferencia internacional IEEE sobre RFID . El artículo fue coautor de Wenxu Zhao, quien trabajó en el proyecto como Ph.D. estudiante en NC State; y el Dr. Pitts.

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