射频标签面多重问题 中国物联网核心技术受制于人
2012-11-27 09:43:07.0 来源：经济参考报 责编：陈培
- 摘要：
- 第三届中国国际物联网博览会前不久在江苏无锡开幕，超过300家企业全面展示了物联网行业尖端产品及前沿技术，项目签约投资总额近10亿元。
【CPP114】讯：第三届中国国际物联网博览会前不久在江苏无锡开幕，超过300家企业全面展示了物联网行业尖端产品及前沿技术，项目签约投资总额近10亿元。
记者采访发现，伴随着我国自动识别技术的发展和方案设计能力的提升，物联网正由概念走向实践，在电网、交通、物流、安防等方面发挥着日益重要的作用。业内人士认为，物联网将带动上下游相关产业，形成上万亿规模的市场。
专家表示，尽管我国物联网产业发展势头良好，但核心技术仍受制于人。射频标签(R FID)是实现终端感知和地址标识最重要的工具，是物联网三大关键技术的基础。尽管我国已大量生产射频标签，但仍面临着核心芯片依赖进口、自主标准缺位、规模化推广难度大等诸多问题，严重威胁了我国的产业安全，亟待引起相关部门和产业界的重视。
物联网产业快速发展
快下班了，给空调发条短信让它启动；推着购物车走到超市结账口，不用扫码就自动列出结账单；家里煤气泄露了，冰箱自动报警……长期从事自动识别技术研发的天津勇创科技发展有限公司总经理董立勇告诉记者，这些场景并非想象，以现有的物联网技术是完全可以实现的。
南开大学信息技术科学学院院长、博士生导师吴功宜告诉记者，物联网是利用射频标签和无线传感器网络(WSN)等技术，构建的覆盖人与物的信息系统。人与人之间的信息交互和共享是互联网最基本的功能，而在物联网世界，更强调的则是人与物、物与物之间信息的自动交互和共享。
北京邮电大学信息与通信工程学院副教授郑侃认为，物联网应用广泛，条形码、二维码、门禁卡、一卡通、高速公路不停车电子收费系统(ET C)、铁路车辆调度系统以及智能电网都属于物联网的范畴。有预测认为，今年我国安防、电力和交通行业的物联网市场规模将分别达到1181亿元、546亿元和453亿元。
在快速发展的物联网产业中，射频标签无疑是物联网最受关注的技术。
南开大学信息技术科学学院副教授史广顺告诉记者，射频标签是一种可以将物品编码采用无线标签的方式进行记录和供读取的小型发射设备。终端感知和地址标识是物联网感知、传输、计算三大关键技术的基础，而射频标签则是实现“感知”功能最基本的终端。
北京慧感嘉联科技有限公司工作人员孙先生告诉记者，简单的射频标签系统由电子标签、读写器和天线三部分组成，同时加上软件和硬件的支持。按照频率，射频标签可以分为低频、高频、超高频等多种类型，也可以按照有无电源分为有源和无源两种。其中无源超高频射频标签因为体积小、读写速度快、价格便宜等优点，应用最为广泛。有源射频标签成本高，在文物保护、医院护理等领域用得较多。
记者在勇创物联网研发中心看到，一张3cm乘3cm的无源超高频射频标签，薄如纸张，芯片直径只有大约一毫米，可以粘贴在货物上。当粘有射频标签的货物经过读写器感应范围时，关联电脑立即显示了该标签的相关信息。
董立勇告诉记者：“射频标签提供的只是一个ID，真正的信息是储存在后台系统中的。读写器获取射频标签信息并不需要与标签接触，也就是说，如果超市商品不使用条形码而是射频标签，当我们推着购物车经过结账口读写器时，超市无需扫码就可以立刻得到商品清单，从而大大缩短顾客排队的时间，这和高速公路的不停车电子收费系统的道理是一样的。”
数据显示，射频标签产业正快速发展：2010年全球销售射频标签已达23.1亿个。英特尔公司预计，到2015年，射频标签的销量将增长到150亿个。
射频标签产业面临多重问题
记者在采访中了解到，我国射频标签产业虽快速发展，但仍面临多重问题。
首先，芯片和读写器核心模块严重依赖进口。业内人士告诉记者，以最便宜的超高频无源射频标签为例，为了实用，标签要做得像纸一样薄，芯片的直径非常小。以我国目前的技术和工艺，几乎生产不了这么小的芯片，即使生产出来，性能也与国外产品有较大差距。读写器的核心模块也同样依赖进口。
采访中，从事射频标签生产的天津永创科技发展有限公司、北京慧感嘉联科技有限公司均表示，国内从事射频标签生产的企业大多都是进口国外的芯片，然后根据市场需求修改读写器的上层软件，使设备更适合国内市场，起到的只是系统集成的作用，并没有真正掌握芯片级的核心技术。
其次，射频标签自主技术标准缺位。吴功宜告诉记者，目前世界上有IS O/IE C国际标准、美国主导的E PC标准和日本主导的U ID标准等三大射频标签编码标准。目前E PC和U ID分别专注于不同频段的应用与标准的研究。由于ISO/IE C在标准制定中的特殊地位，E PC和U ID都希望将自己的标准纳入ISO/IE C标准体系中，ISO/IE C制定的标准也大量涵盖了EPC与U ID的编码标准。
据了解，国内市面上的超高频射频标签几乎都是遵从美国主导的EPC-C 1-G 2标准。射频标签的专利被讯宝、A B I、易腾迈等十多家技术企业持有，国内在相关领域的专利布局仍十分薄弱。
再次，市场因素制约射频标签规模化推广。郑侃认为，物联网的特性决定了每个行业甚至每个企业对射频标签的要求都不相同，射频标签的开发者要根据不同的需求制定特色化的解决方案，这在一定程度上限制了射频标签的规模化生产。
董立勇告诉记者，美国沃尔玛公司要求供货商在商品货箱上使用射频标签，运用这一技术，沃尔玛搭建了高效的物流体系。但这种技术运用在超市的每个商品上却很不现实：一张条码标签的成本只有几分钱，而无源射频标签最便宜的也要两块钱，这个成本比很多商品的利润还要高。
市场的制约令许多射频标签产品停留在样品设计上。业界曾开发出可以监控病人体温、位置的有源射频标签，但动辄单价上千的成本往往使医院难以接受。
第四，民营企业处于竞争劣势，风险投资态度谨慎。业内人士指出，一张普通的无源射频标签只有几元钱，而一个读写器至少需要数千元。如果使用量不大的话，使用射频标签其实并不划算。因此射频标签行业里只有大项目，很少有小项目。而在大项目的招标中，一些民营企业虽然在经验、技术上都有优势，但在资质、资金等方面往往无法与大型国企竞争。国企在招标成功后，再把项目转包给民营企业已经成为行业惯例，民营物联网企业在很多时候只能充当大国企打工仔的角色。
艾媒咨询CEO张毅告诉记者，物联网在近几年的发展中出现了一个现象：有资源、能拿到政府项目的企业都发展得很好，拿不到大项目的民营物联网企业连生存都难以保证。2009年以来物联网非常火，曾经出现一个投资高潮，但如今物联网早已不是风投关注的对象，一些有海外背景的风投在原则上不投资物联网企业，从风投角度讲，物联网的吸引力已经回到了原点。
安全问题需提前准备
吴功宜认为，物联网行业需要大量的射频标签，在相关的技术标准上，已经形成了美国、日本两大技术与利益集团。目前我国在射频标签底层专利上并无主导权，相关的专利数量远远低于美国和日本。另外，由于芯片无法自主，国内的射频标签产业几乎全部使用美国主导的技术标准，如此不仅要付出专利费等经济代价，还存在极大的安全隐患。我国应该在核心技术上加强布局，增强专利储备；促进精密芯片研发，使我国日益壮大的射频标签产业用上“中国芯”。另外，在技术标准上也应有所作为，加强自主技术标准的研发，以免受制于人。
郑侃认为，尽管近年来超高频无源射频标签的价格下降很快，但是读写器、电子标签、天线以及应用开发、系统维护的整体成本依然较高，只有加强相关技术的研发，切实降低成本，才能真正促进射频标签的大规模推广。
吴功宜表示，在大力发展射频标签的同时，必须提前应对射频标签带来的更复杂的信息安全问题。由于标签的成本所限，限制了射频标签集成电路的复杂度，不可能采用很复杂的数据交互认证协议。在海关、安检、机场、物流等领域应用的射频标签系统中，为了交易的安全，标签与读写器之间的数据传输是加密的，即使这样，系统仍有遭到攻击的可能。另外，由于射频标签使用的是无线通信信道，攻击者可以通过技术手段截获通信数据，或通过发射干扰信号来堵塞通信链路。攻击者甚至可以仿造一个读写器，直接读写射频标签，获取或修改标签内所存数据。
业内人士认为，在促进射频标签产业发展的同时，相关的安全防护工作也应该同步展开，一方面在技术上加强研发，加强系统保密能力，另一方面，也要促进相关立法的展开，打击通过射频标签技术窃取信息的行为。
记者采访发现，伴随着我国自动识别技术的发展和方案设计能力的提升，物联网正由概念走向实践，在电网、交通、物流、安防等方面发挥着日益重要的作用。业内人士认为，物联网将带动上下游相关产业，形成上万亿规模的市场。
专家表示，尽管我国物联网产业发展势头良好，但核心技术仍受制于人。射频标签(R FID)是实现终端感知和地址标识最重要的工具，是物联网三大关键技术的基础。尽管我国已大量生产射频标签，但仍面临着核心芯片依赖进口、自主标准缺位、规模化推广难度大等诸多问题，严重威胁了我国的产业安全，亟待引起相关部门和产业界的重视。
物联网产业快速发展
快下班了，给空调发条短信让它启动；推着购物车走到超市结账口，不用扫码就自动列出结账单；家里煤气泄露了，冰箱自动报警……长期从事自动识别技术研发的天津勇创科技发展有限公司总经理董立勇告诉记者，这些场景并非想象，以现有的物联网技术是完全可以实现的。
南开大学信息技术科学学院院长、博士生导师吴功宜告诉记者，物联网是利用射频标签和无线传感器网络(WSN)等技术，构建的覆盖人与物的信息系统。人与人之间的信息交互和共享是互联网最基本的功能，而在物联网世界，更强调的则是人与物、物与物之间信息的自动交互和共享。
北京邮电大学信息与通信工程学院副教授郑侃认为，物联网应用广泛，条形码、二维码、门禁卡、一卡通、高速公路不停车电子收费系统(ET C)、铁路车辆调度系统以及智能电网都属于物联网的范畴。有预测认为，今年我国安防、电力和交通行业的物联网市场规模将分别达到1181亿元、546亿元和453亿元。
在快速发展的物联网产业中，射频标签无疑是物联网最受关注的技术。
南开大学信息技术科学学院副教授史广顺告诉记者，射频标签是一种可以将物品编码采用无线标签的方式进行记录和供读取的小型发射设备。终端感知和地址标识是物联网感知、传输、计算三大关键技术的基础，而射频标签则是实现“感知”功能最基本的终端。
北京慧感嘉联科技有限公司工作人员孙先生告诉记者，简单的射频标签系统由电子标签、读写器和天线三部分组成，同时加上软件和硬件的支持。按照频率，射频标签可以分为低频、高频、超高频等多种类型，也可以按照有无电源分为有源和无源两种。其中无源超高频射频标签因为体积小、读写速度快、价格便宜等优点，应用最为广泛。有源射频标签成本高，在文物保护、医院护理等领域用得较多。
记者在勇创物联网研发中心看到，一张3cm乘3cm的无源超高频射频标签，薄如纸张，芯片直径只有大约一毫米，可以粘贴在货物上。当粘有射频标签的货物经过读写器感应范围时，关联电脑立即显示了该标签的相关信息。
董立勇告诉记者：“射频标签提供的只是一个ID，真正的信息是储存在后台系统中的。读写器获取射频标签信息并不需要与标签接触，也就是说，如果超市商品不使用条形码而是射频标签，当我们推着购物车经过结账口读写器时，超市无需扫码就可以立刻得到商品清单，从而大大缩短顾客排队的时间，这和高速公路的不停车电子收费系统的道理是一样的。”
数据显示，射频标签产业正快速发展：2010年全球销售射频标签已达23.1亿个。英特尔公司预计，到2015年，射频标签的销量将增长到150亿个。
射频标签产业面临多重问题
记者在采访中了解到，我国射频标签产业虽快速发展，但仍面临多重问题。
首先，芯片和读写器核心模块严重依赖进口。业内人士告诉记者，以最便宜的超高频无源射频标签为例，为了实用，标签要做得像纸一样薄，芯片的直径非常小。以我国目前的技术和工艺，几乎生产不了这么小的芯片，即使生产出来，性能也与国外产品有较大差距。读写器的核心模块也同样依赖进口。
采访中，从事射频标签生产的天津永创科技发展有限公司、北京慧感嘉联科技有限公司均表示，国内从事射频标签生产的企业大多都是进口国外的芯片，然后根据市场需求修改读写器的上层软件，使设备更适合国内市场，起到的只是系统集成的作用，并没有真正掌握芯片级的核心技术。
其次，射频标签自主技术标准缺位。吴功宜告诉记者，目前世界上有IS O/IE C国际标准、美国主导的E PC标准和日本主导的U ID标准等三大射频标签编码标准。目前E PC和U ID分别专注于不同频段的应用与标准的研究。由于ISO/IE C在标准制定中的特殊地位，E PC和U ID都希望将自己的标准纳入ISO/IE C标准体系中，ISO/IE C制定的标准也大量涵盖了EPC与U ID的编码标准。
据了解，国内市面上的超高频射频标签几乎都是遵从美国主导的EPC-C 1-G 2标准。射频标签的专利被讯宝、A B I、易腾迈等十多家技术企业持有，国内在相关领域的专利布局仍十分薄弱。
再次，市场因素制约射频标签规模化推广。郑侃认为，物联网的特性决定了每个行业甚至每个企业对射频标签的要求都不相同，射频标签的开发者要根据不同的需求制定特色化的解决方案，这在一定程度上限制了射频标签的规模化生产。
董立勇告诉记者，美国沃尔玛公司要求供货商在商品货箱上使用射频标签，运用这一技术，沃尔玛搭建了高效的物流体系。但这种技术运用在超市的每个商品上却很不现实：一张条码标签的成本只有几分钱，而无源射频标签最便宜的也要两块钱，这个成本比很多商品的利润还要高。
市场的制约令许多射频标签产品停留在样品设计上。业界曾开发出可以监控病人体温、位置的有源射频标签，但动辄单价上千的成本往往使医院难以接受。
第四，民营企业处于竞争劣势，风险投资态度谨慎。业内人士指出，一张普通的无源射频标签只有几元钱，而一个读写器至少需要数千元。如果使用量不大的话，使用射频标签其实并不划算。因此射频标签行业里只有大项目，很少有小项目。而在大项目的招标中，一些民营企业虽然在经验、技术上都有优势，但在资质、资金等方面往往无法与大型国企竞争。国企在招标成功后，再把项目转包给民营企业已经成为行业惯例，民营物联网企业在很多时候只能充当大国企打工仔的角色。
艾媒咨询CEO张毅告诉记者，物联网在近几年的发展中出现了一个现象：有资源、能拿到政府项目的企业都发展得很好，拿不到大项目的民营物联网企业连生存都难以保证。2009年以来物联网非常火，曾经出现一个投资高潮，但如今物联网早已不是风投关注的对象，一些有海外背景的风投在原则上不投资物联网企业，从风投角度讲，物联网的吸引力已经回到了原点。
安全问题需提前准备
吴功宜认为，物联网行业需要大量的射频标签，在相关的技术标准上，已经形成了美国、日本两大技术与利益集团。目前我国在射频标签底层专利上并无主导权，相关的专利数量远远低于美国和日本。另外，由于芯片无法自主，国内的射频标签产业几乎全部使用美国主导的技术标准，如此不仅要付出专利费等经济代价，还存在极大的安全隐患。我国应该在核心技术上加强布局，增强专利储备；促进精密芯片研发，使我国日益壮大的射频标签产业用上“中国芯”。另外，在技术标准上也应有所作为，加强自主技术标准的研发，以免受制于人。
郑侃认为，尽管近年来超高频无源射频标签的价格下降很快，但是读写器、电子标签、天线以及应用开发、系统维护的整体成本依然较高，只有加强相关技术的研发，切实降低成本，才能真正促进射频标签的大规模推广。
吴功宜表示，在大力发展射频标签的同时，必须提前应对射频标签带来的更复杂的信息安全问题。由于标签的成本所限，限制了射频标签集成电路的复杂度，不可能采用很复杂的数据交互认证协议。在海关、安检、机场、物流等领域应用的射频标签系统中，为了交易的安全，标签与读写器之间的数据传输是加密的，即使这样，系统仍有遭到攻击的可能。另外，由于射频标签使用的是无线通信信道，攻击者可以通过技术手段截获通信数据，或通过发射干扰信号来堵塞通信链路。攻击者甚至可以仿造一个读写器，直接读写射频标签，获取或修改标签内所存数据。
业内人士认为，在促进射频标签产业发展的同时，相关的安全防护工作也应该同步展开，一方面在技术上加强研发，加强系统保密能力，另一方面，也要促进相关立法的展开，打击通过射频标签技术窃取信息的行为。
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