NC State bate récord: chip RFID se reduce a 125µm × 245µm, reduciendo costos e impulsando seguridad de cadena de suministro

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

Para gestionar cadenas de suministro, los fabricantes han considerado frecuentemente adjuntar un chip RFID a microprocesadores o sistemas en chip (SoCs). El chip RFID, sin embargo, siempre ha tenido su propio componente analógico separado, con bombas de carga y capacitores.

Los chips RFID tradicionales en el mercado hoy contienen tanto componentes analógicos como digitales. El frente analógico, sin embargo, no es digital en naturaleza, lo que añade costo y ocupa mucho espacio en el chip.

El método de diseño del equipo de NC State elimina la mayoría de la configuración analógica, permitiendo que la pieza digital opere en la señal RF recibida directamente.

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

Esta capacidad RFID se despliega en los componentes objetivo usando unidades de lógica digital modulares llamadas bloques IP.

Los bloques IP son "principalmente digitales" en naturaleza, y no requieren diseños analógicos altamente ajustados. El diseño digital es compatible con una amplia gama de tecnologías de semiconductores, como las usadas en chips de computadora convencionales.

"Esto hace posible incorporar etiquetas RFID en chips de computadora, permitiendo 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 ser", dijo Kirti Bhanushali, quien trabajó en el proyecto como estudiante de doctorado en NC State y es primer autor del artículo.

El tamaño de una etiqueta RFID está determinado en gran parte 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 Cirrus Logic de Ingeniería Eléctrica y de Computadoras en NC State.

Cuanto más pequeño el chip, más chips se pueden obtener de una sola oblea de silicio.

Con etiquetas RFID más baratas, 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 industriales para explorar la comercialización del chip de dos maneras, dice Franzon: creando RFID de bajo costo a escala para uso en sectores como supermercados; e incrustando etiquetas RFID en chips de computadora para asegurar cadenas de suministro de alto valor.

"La etiqueta resultante puede ser menos de 1 centavo en volumen", dijo el Prof. Franzon a Tech Briefs por email. "Eso abre muchas aplicaciones incluyendo reemplazar códigos UPC para comestibles."

Mientras exploran 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 podría tomar directamente la tecnología y simplemente añadir 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 puede realizarse usando nuestro método usando herramientas estándar de place and route", escribió Pitts por email. "El componente de diseño analógico es muy ligero y rápido de desplegar en nuevos nodos ya que se evitan circuitos como bombas de carga, por lo que es un enfoque 'Mayormente Digital' utilizando celdas estándar del proveedor y así escala a los nodos de fabricación más agresivos."

El artículo, "A 125µm×245µm Mainly Digital UHF EPC Gen2 Compatible RFID tag in 55nm CMOS process", fue presentado el 29 de abril en la Conferencia Internacional IEEE sobre RFID. El artículo fue co-escrito por Wenxu Zhao, quien trabajó en el proyecto como estudiante de doctorado en NC State; y el Dr. Pitts.

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