Может ли метка стоить 1 цент?

Одно из мнений, которого придерживается экспертное сообщество: если стоимость RFID-метки будет составлять 1 цент, тогда произойдет массовое развертывание RFID-систем на уровне маркировки единиц продукции.

Такая маркировка очевидно обеспечит:

• точность инвентаризации 98%+;
• высокое качество обслуживания клиентов;
• усиленные меры защиты от потерь;
• «бесшовное» оформление заказа;
• прослеживаемость цепочек поставок

Статья ответит на два вопроса:

1. Ожидать ли в обозримом будущем стоимость RFID-метки в 1 цент?

Поскольку RFID-метка может иметь гибкие и твёрдые форм-факторы, в вопросе о себестоимости RFID-метки на самом деле речь будет идти о себестоимости инлея. Чтобы исключить учёт и сравнение большого количества форм-факторов.

2. Достигается ли экономический эффект от внедрения RFID-технологии даже при текущей стоимости метки?

Стоимость инлея

Первая компания, которая внедрила RFID в ритейле, — американский ритейлер WalMart. Пилотный проект стартовал в 2005 г. при стоимости UHF RFID-инлея ~10 центов.

На данный момент среднемировая цена RFID-инлея составляет 3,5 цента (без учёта налогов в стране реализации).

Возникает логичный вопрос: можно ли ещё снизить OpEx (эксплуатационные расходы) на внедрение RFID системы или максимум достигнут?

Исходя из конструкции инлея и существующей технологии его сборки, себестоимость RFID-инлея состоит из маржи всех вовлеченных в процесс компаний и стоимости:

1. RFID-антенны;
2. RFID-чипа;
3. Крепления чипа к антенне

*без учёта стоимости кодирования и печати этикеток

Современные технологии создания инлея

Сможет ли стандартный способ изготовления RFID-антенн снизить её себестоимость?

«Стандартный» способ изготовления UHF RFID-антенн – это травление алюминия на PET-подложке. На полиэтиленовой основе создается алюминиевый слой, после чего удаляются, вытравливаются, лишние части.

Такая технология имеет два недостатка:

1. В процессе производства используются вредные для окружающей среды вещества: PET-подложка и прочая «химия», участвующая в процессе травления.

Это правда. Тем не менее, современное предприятие по производству RFID-антенн предусматривает переработку «смывки» и повторное её использование. Ни одна капля «химии» не попадает в окружающую среду.

Но остается проблема с PET. Впрочем, как и во многих областях. Например, в ритейле, который использует мегатонны полиэтилена в упаковке, эта проблема выражена еще сильнее.

Замена PET на бумагу только увеличивает себестоимость инлея и ослабляет механические характеристики метки. Второе не столь критично для ритейла из-за короткого срока эксплуатации метки. Но экономию этот метод никак не даёт.

2. Считается, что вытравленный алюминий уходит в отходы. Это не так. Вытравленный алюминий в виде жидкой суспензии продаётся перерабатывающей компании, а покупатель метки не оплачивает потери.

Мировой рынок производства RFID-антенн близок к олигополии, когда существует всего несколько «гигантов». Прибыль в этой сфере производства опустилась до минимальных отметок. Выжили только крупнейшие и наиболее автоматизированные предприятия с объёмами заказов, измеряемые миллиардами единиц.

Даже потенциальное снижение себестоимости алюминиевой антенны пока не представляется возможным.

Существуют ли новые технологии создания RFID-антенны?

Кто-то слышал про разработку технологии печати антенн с помощью токопроводящих чернил, кто-то — про напыление антенн в вакууме, некоторые да же читали про 3D-печать RFID антенн графеном. Все эти перспективные разработки дали первые результаты в лабораториях на мелких сериях. Однако, при попытках транзита технологий в купносерийное производство не удалось получить главное — низкую девиацию электромагнитных параметров антенны на всей партии при низкой себестоимости процесса. Хотя новые технологии выглядят очень привлекательно в теории, на практике они проигрывают стандартному методу.

Размер чипов имеет значение

Производители RFID-чипов стремятся уменьшить размер кристалла за счёт:

• новых технологий чипостроения (нанометры);
• упрощения самого чипа (минимум функционала, минимум памяти).

источник: https://voyantic.com

Больше чипов на пластине – ниже цена за единицу.

С каждым выходом новых чипов в серию их чувствительность растёт. За последние 10 лет чувствительность RFID-чипа выросла почти вдвое. Это позволяет уменьшать и размер антенны, и всей конструкции инлея, не теряя в производительности.

Меньше размер – меньше материалов, ниже цена.

И всё бы хорошо, но на практике снижения стоимости не наблюдается из-за роста товарных рынков и материалов. Благо, что и роста не происходит.

А что с конвертацией?

Недостаток современного flip-chip оборудования — множество подвижных частей. Они фактически достигли своего максимума производительности даже при условии высочайшей точности процесса установки чипа на антенну.

Не так давно компания Mühlbauer, лидер рынка по разработке специализированного RFID-оборудования, опубликовала дорожную карту развития технологии flip-chip. Показана принципиально новая схема метода установки чипа на антенну — Direct Die Attach (DDA).

Преимущество данного метода — высокая производительность от 20000 шт. и в перспективе до 100000 шт. инлеев в час. Для сравнения: сейчас стандарт отрасли — 15000 шт. в час.

Если схема будет реализована, то себестоимость данной операции снизится с текущих 0,4 цента до предполагаемых 0,1 цента.

Однако, тенденции на уменьшение размеров IC и увеличение скорости процессов сборки RFID метки негативно сказываются на надёжности крепления чипа к антенне. Анизотропный клей должен успевать затвердевать всё быстрее, а нагрузка на инлей при ускоряющихся процессах сборки все выше.

Итог

К моему сожалению, я не вижу реальных предпосылок для радикального снижения цены RFID-метки в обозримом будущем. Незначительное снижение, которое происходит год от года, в основном за счёт глобального роста RFID-рынка, уверенно съедается общемировой инфляцией — считает глава российского представительства Boingtech в России Александр Шаповалов.

В следующей статье будет рассмотрен вопрос экономического эффекта от внедрения RFID-технологии при текущей цене метки.