高性能超高頻RFID產(chǎn)品如何煉成的

　　隨著業(yè)務(wù)的擴(kuò)張，又或者客戶對(duì)RFID功能的需求，很多RFID行業(yè)外的企業(yè)開(kāi)始“觸電”RFID。然而在觸電過(guò)程中這些企業(yè)才發(fā)現(xiàn)，開(kāi)發(fā)一款RFID產(chǎn)品遠(yuǎn)沒(méi)有當(dāng)初設(shè)想中那么簡(jiǎn)單，不但開(kāi)發(fā)過(guò)程中遭遇各類“稀奇古怪”的問(wèn)題，同時(shí)外部環(huán)境也是非常不給力。為了讓開(kāi)發(fā)RFID產(chǎn)品的道路會(huì)不再這么崎嶇坎坷，筆者將自己兩年多開(kāi)發(fā)從零到有，開(kāi)發(fā)RFID產(chǎn)品的經(jīng)驗(yàn)做了整理，分享給大家。

　　在有一定技術(shù)的工程師眼里，尤其是本身在無(wú)線領(lǐng)域有一定建樹(shù)的工程師眼里，RFID沒(méi)有什么技術(shù)門檻。在筆者承擔(dān)RFID產(chǎn)品開(kāi)發(fā)項(xiàng)目時(shí)也不曾想到，一款RFID產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)會(huì)遭遇這么多的溝坎和阻難。現(xiàn)在回首兩年多來(lái)的開(kāi)發(fā)歷程，除了有一絲成功的喜悅外，就剩下一肚子的“苦水”。

　　四大難題

　　開(kāi)發(fā)一款RFID產(chǎn)品，不但在研發(fā)設(shè)計(jì)上會(huì)遭遇難題，在制造過(guò)程也會(huì)遇到各種各樣的問(wèn)題，筆者在開(kāi)發(fā)過(guò)程中主要遭遇了四個(gè)大的難題。

　　第一道難題：電路設(shè)計(jì)

　　開(kāi)發(fā)RFID產(chǎn)品，需要針對(duì)客戶需求來(lái)設(shè)計(jì)產(chǎn)品整體方案，有些是直接設(shè)計(jì)成成品，也有些先設(shè)計(jì)核心讀寫模塊，再設(shè)計(jì)周邊電路。筆者的任務(wù)是屬于第二類，需要將UHFRFID作為一個(gè)功能嵌入到另一個(gè)產(chǎn)品中。因客戶應(yīng)用場(chǎng)景的不同，對(duì)產(chǎn)品還會(huì)有一些偏好上的不同。有些客戶可能側(cè)重讀寫性能，有些客戶可能更關(guān)注功耗，有些客戶則需要兩者的平衡，更重要的一點(diǎn)是還要保證合理的成本。因此筆者和團(tuán)隊(duì)首先要面對(duì)的問(wèn)題就是如何針對(duì)需求設(shè)計(jì)出對(duì)應(yīng)的硬件方案和PCB板。

　　超高頻RIFD原理圖的設(shè)計(jì)相對(duì)比較簡(jiǎn)單，但PCB電路設(shè)計(jì)就沒(méi)那么容易了，特別是對(duì)于一名“RFID新手”而言，可謂步步驚心。RFID板的RF部分設(shè)計(jì)特別“講究”，每個(gè)元件的擺放位置都要斟酌，要依據(jù)相關(guān)理論和經(jīng)驗(yàn)，否則失之毫厘，謬之千里。當(dāng)時(shí)筆者沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)，除了惡補(bǔ)理論之外，就是不斷的進(jìn)行改板，做出一板后，馬上拿到儀器上去測(cè)試。一段段線路去分析，性能達(dá)標(biāo)的部分就保留，不達(dá)標(biāo)的就改進(jìn)，有時(shí)遇到自己解決不了的問(wèn)題，就虛心的向同行請(qǐng)教，就這樣把電路設(shè)計(jì)上的問(wèn)題一個(gè)一個(gè)統(tǒng)統(tǒng)解決掉，消化掉……。

　　整個(gè)過(guò)程好比摸著石頭過(guò)河，加班、推倒重來(lái)、為技術(shù)問(wèn)題爭(zhēng)論到臉紅脖子粗都是常有的事。不過(guò)這個(gè)過(guò)程，回想起來(lái)也不算枯燥，每攻克一個(gè)技術(shù)難題，都會(huì)令人興奮不已。非常累也非常充實(shí)，RFID的“神秘感”深深地吸引著我們。

　　這個(gè)難題，筆者總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)是：“電路設(shè)計(jì)是基礎(chǔ)中的基礎(chǔ)，關(guān)系到產(chǎn)品的最終性能是滿足需求，所以非常關(guān)鍵，一定要嚴(yán)格測(cè)試，用數(shù)據(jù)說(shuō)話，不能有得過(guò)且過(guò)的思想，不要有僥幸心理，否則將問(wèn)題帶到量產(chǎn)環(huán)節(jié)，再去解決成本就會(huì)很高。”

　　第二道難題：PCB板

　　如果電路設(shè)計(jì)是規(guī)劃圖，那么PCB板就是依照規(guī)劃圖修建的樓房。從圖紙到實(shí)體總是會(huì)遇到很多意想不到的問(wèn)題，也就是我們常說(shuō)的“理想很美好，現(xiàn)實(shí)很殘酷”。筆者在自己做樣片的時(shí)候才知道，國(guó)內(nèi)能做出符合電路設(shè)計(jì)要求的PCB板廠商真的太少了。PCB廠家要么缺少經(jīng)驗(yàn)，要么工藝水平根本就達(dá)不到。因此，哪怕是生產(chǎn)一個(gè)各方面都滿足自己要求的樣品，都是一件既費(fèi)力又費(fèi)時(shí)的事情。

　　具體是什么原因在影響樣品的質(zhì)量呢?一個(gè)主要原因就是，國(guó)內(nèi)PCB廠家對(duì)自己生產(chǎn)出來(lái)的PCB阻抗很難把控。另外就是所用的高頻板材質(zhì)量參差不齊，這就造成了很多時(shí)候即使是同一個(gè)設(shè)計(jì)方案，在不同的廠家做出來(lái)的樣品，其測(cè)試結(jié)果都不一樣，有的性能上甚至差一倍。即便樣品生產(chǎn)都合格的PCB廠家，在小批量試產(chǎn)時(shí)也會(huì)出現(xiàn)一致性差的問(wèn)題，而UHF這個(gè)特殊的產(chǎn)品對(duì)PCB板材的一致性要求比很高，如果板的一致性得不到保障，那么做出的產(chǎn)品性能就會(huì)相差很大。

　　在這個(gè)難題中，筆者認(rèn)識(shí)到國(guó)內(nèi)的配套產(chǎn)業(yè)是多么的不成熟，以至于有了好方案，好設(shè)計(jì)，也難做出好產(chǎn)品!好在工夫不負(fù)有心人，我們最后總算“淘”出了自己滿意的PCB板。

　　對(duì)于如何尋找好的PCB廠商，筆者的經(jīng)驗(yàn)是：“美國(guó)的是最好的，臺(tái)灣的次之，內(nèi)地的只能多咨詢和嘗試，千萬(wàn)不能為圖方便和便宜，隨隨便便找個(gè)PCB廠，那樣最終痛苦的還是自己。”

　　第三道難題：元器件

　　UHF模塊工作的頻段很特殊，因此所采用的元器件也不是常規(guī)用料，加上這個(gè)行業(yè)用量有限，很多供應(yīng)商都沒(méi)有現(xiàn)貨，即使像在深圳華強(qiáng)北這樣大規(guī)模的電子市場(chǎng)也難買到現(xiàn)成的，因此一般來(lái)說(shuō)企業(yè)只能選擇從原廠購(gòu)訂貨。但是由于單次用量不大，廠家都會(huì)按照樣品的價(jià)格和方式來(lái)供貨。這樣不但元器件的價(jià)格高，而且供貨的周期還比較長(zhǎng)，至少也要半月到一個(gè)月的時(shí)間，會(huì)嚴(yán)重的影響了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)進(jìn)度。

　　筆者記憶最深的是，在一次產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的過(guò)程中，需要購(gòu)買一個(gè)濾波器，在市場(chǎng)上尋覓多次無(wú)果，我們就立刻向原廠申請(qǐng)樣品，上上下下花費(fèi)了差不多一個(gè)月的時(shí)間，這種漫長(zhǎng)的等待讓研發(fā)工作時(shí)常處于中斷的狀態(tài)，內(nèi)心也飽受煎熬。

　　因此關(guān)于采購(gòu)元器件，筆者的經(jīng)驗(yàn)是：“在原理設(shè)計(jì)階段就要找好一到二家元器件供貨商，結(jié)成合作伙伴，這樣不但成本下降，而且可以縮短供貨周期，同時(shí)也能獲得必要的技術(shù)支持。不至于影響產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的進(jìn)度，千萬(wàn)不要等到PCB板回來(lái)再去買料。”

　　第四道難題：貼片

　　元器件采購(gòu)和PCB板生產(chǎn)都順利完成后，就可以貼片。貼片完成，一個(gè)RFID產(chǎn)品的核心部分就基本成形了。然而問(wèn)題永遠(yuǎn)都會(huì)在前面等著。筆者發(fā)現(xiàn)原來(lái)貼片的難度比前面幾個(gè)都大，甚至刷錫膏厚度的不同，也會(huì)對(duì)性能造成巨大的影響。

　　隔行如隔山，這個(gè)環(huán)節(jié)還不能自己去做。因?yàn)榫退闶亲砸延H手做貼片，其良品率、一致性也不會(huì)太高，與其修修補(bǔ)補(bǔ)的做產(chǎn)品，還不如一開(kāi)始就采取高標(biāo)準(zhǔn)的加工工藝。

　　然而新的問(wèn)題又誕生了，那就是國(guó)內(nèi)大部分的SMT廠家的生產(chǎn)工藝都難保證UHF產(chǎn)品的一致性。筆者又不得不踏上篩選SMT廠家的路程。通過(guò)對(duì)比總結(jié)，筆者發(fā)現(xiàn)目前臺(tái)灣的廠家在工藝和性價(jià)比方面優(yōu)勢(shì)明顯，也是目前最好的選擇。

　　三大阻礙

　　除了設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中遇到的四大難題，筆者認(rèn)為在RFID產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中，還必須要應(yīng)對(duì)三大宏觀的阻礙。

　　第一重阻礙：專業(yè)人才不足

　　大家都想吃到RFID這個(gè)誘人的大“蛋糕”，但許多企業(yè)都不得不面臨RFID專業(yè)人才缺乏的大問(wèn)題。由于RFID技術(shù)的綜合性太強(qiáng)，對(duì)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的要求比較高，兼行業(yè)膨脹速度過(guò)快，因此，RFID專業(yè)人才的供給顯得嚴(yán)重的不足。雖說(shuō)目前一些高校正在開(kāi)設(shè)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的專業(yè)，但真正到了企業(yè)，這樣的“人才”根本就達(dá)不到現(xiàn)實(shí)的要求。所以，在UHFRFID領(lǐng)域，由于國(guó)內(nèi)對(duì)一些關(guān)鍵核心技術(shù)的缺乏，人才培養(yǎng)將是一個(gè)很大的問(wèn)題。許多企業(yè)試圖在行業(yè)內(nèi)找經(jīng)驗(yàn)和能力的專業(yè)的人才，以便能縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期，但最終都難以

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