高性能超高頻RFID產品如何煉成的

　　隨著業務的擴張，又或者客戶對RFID功能的需求，很多RFID行業外的企業開始“觸電”RFID。然而在觸電過程中這些企業才發現，開發一款RFID產品遠沒有當初設想中那么簡單，不但開發過程中遭遇各類“稀奇古怪”的問題，同時外部環境也是非常不給力。為了讓開發RFID產品的道路會不再這么崎嶇坎坷，筆者將自己兩年多開發從零到有，開發RFID產品的經驗做了整理，分享給大家。

　　在有一定技術的工程師眼里，尤其是本身在無線領域有一定建樹的工程師眼里，RFID沒有什么技術門檻。在筆者承擔RFID產品開發項目時也不曾想到，一款RFID產品的開發會遭遇這么多的溝坎和阻難。現在回首兩年多來的開發歷程，除了有一絲成功的喜悅外，就剩下一肚子的“苦水”。

　　四大難題

　　開發一款RFID產品，不但在研發設計上會遭遇難題，在制造過程也會遇到各種各樣的問題，筆者在開發過程中主要遭遇了四個大的難題。

　　第一道難題：電路設計

　　開發RFID產品，需要針對客戶需求來設計產品整體方案，有些是直接設計成成品，也有些先設計核心讀寫模塊，再設計周邊電路。筆者的任務是屬于第二類，需要將UHFRFID作為一個功能嵌入到另一個產品中。因客戶應用場景的不同，對產品還會有一些偏好上的不同。有些客戶可能側重讀寫性能，有些客戶可能更關注功耗，有些客戶則需要兩者的平衡，更重要的一點是還要保證合理的成本。因此筆者和團隊首先要面對的問題就是如何針對需求設計出對應的硬件方案和PCB板。

　　超高頻RIFD原理圖的設計相對比較簡單，但PCB電路設計就沒那么容易了，特別是對于一名“RFID新手”而言，可謂步步驚心。RFID板的RF部分設計特別“講究”，每個元件的擺放位置都要斟酌，要依據相關理論和經驗，否則失之毫厘，謬之千里。當時筆者沒有經驗，除了惡補理論之外，就是不斷的進行改板，做出一板后，馬上拿到儀器上去測試。一段段線路去分析，性能達標的部分就保留，不達標的就改進，有時遇到自己解決不了的問題，就虛心的向同行請教，就這樣把電路設計上的問題一個一個統統解決掉，消化掉……。

　　整個過程好比摸著石頭過河，加班、推倒重來、為技術問題爭論到臉紅脖子粗都是常有的事。不過這個過程，回想起來也不算枯燥，每攻克一個技術難題，都會令人興奮不已。非常累也非常充實，RFID的“神秘感”深深地吸引著我們。

　　這個難題，筆者總結的經驗是：“電路設計是基礎中的基礎，關系到產品的最終性能是滿足需求，所以非常關鍵，一定要嚴格測試，用數據說話，不能有得過且過的思想，不要有僥幸心理，否則將問題帶到量產環節，再去解決成本就會很高。”

　　第二道難題：PCB板

　　如果電路設計是規劃圖，那么PCB板就是依照規劃圖修建的樓房。從圖紙到實體總是會遇到很多意想不到的問題，也就是我們常說的“理想很美好，現實很殘酷”。筆者在自己做樣片的時候才知道，國內能做出符合電路設計要求的PCB板廠商真的太少了。PCB廠家要么缺少經驗，要么工藝水平根本就達不到。因此，哪怕是生產一個各方面都滿足自己要求的樣品，都是一件既費力又費時的事情。

　　具體是什么原因在影響樣品的質量呢?一個主要原因就是，國內PCB廠家對自己生產出來的PCB阻抗很難把控。另外就是所用的高頻板材質量參差不齊，這就造成了很多時候即使是同一個設計方案，在不同的廠家做出來的樣品，其測試結果都不一樣，有的性能上甚至差一倍。即便樣品生產都合格的PCB廠家，在小批量試產時也會出現一致性差的問題，而UHF這個特殊的產品對PCB板材的一致性要求比很高，如果板的一致性得不到保障，那么做出的產品性能就會相差很大。

　　在這個難題中，筆者認識到國內的配套產業是多么的不成熟，以至于有了好方案，好設計，也難做出好產品!好在工夫不負有心人，我們最后總算“淘”出了自己滿意的PCB板。

　　對于如何尋找好的PCB廠商，筆者的經驗是：“美國的是最好的，臺灣的次之，內地的只能多咨詢和嘗試，千萬不能為圖方便和便宜，隨隨便便找個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用料，加上這個行業用量有限，很多供應商都沒有現貨，即使像在深圳華強北這樣大規模的電子市場也難買到現成的，因此一般來說企業只能選擇從原廠購訂貨。但是由于單次用量不大，廠家都會按照樣品的價格和方式來供貨。這樣不但元器件的價格高，而且供貨的周期還比較長，至少也要半月到一個月的時間，會嚴重的影響了產品開發進度。

　　筆者記憶最深的是，在一次產品開發的過程中，需要購買一個濾波器，在市場上尋覓多次無果，我們就立刻向原廠申請樣品，上上下下花費了差不多一個月的時間，這種漫長的等待讓研發工作時常處于中斷的狀態，內心也飽受煎熬。

　　因此關于采購元器件，筆者的經驗是：“在原理設計階段就要找好一到二家元器件供貨商，結成合作伙伴，這樣不但成本下降，而且可以縮短供貨周期，同時也能獲得必要的技術支持。不至于影響產品開發的進度，千萬不要等到PCB板回來再去買料。”

　　第四道難題：貼片

　　元器件采購和PCB板生產都順利完成后，就可以貼片。貼片完成，一個RFID產品的核心部分就基本成形了。然而問題永遠都會在前面等著。筆者發現原來貼片的難度比前面幾個都大，甚至刷錫膏厚度的不同，也會對性能造成巨大的影響。

　　隔行如隔山，這個環節還不能自己去做。因為就算是自已親手做貼片，其良品率、一致性也不會太高，與其修修補補的做產品，還不如一開始就采取高標準的加工工藝。

　　然而新的問題又誕生了，那就是國內大部分的SMT廠家的生產工藝都難保證UHF產品的一致性。筆者又不得不踏上篩選SMT廠家的路程。通過對比總結，筆者發現目前臺灣的廠家在工藝和性價比方面優勢明顯，也是目前最好的選擇。

　　三大阻礙

　　除了設計和制造過程中遇到的四大難題，筆者認為在RFID產品開發過程中，還必須要應對三大宏觀的阻礙。

　　第一重阻礙：專業人才不足

　　大家都想吃到RFID這個誘人的大“蛋糕”，但許多企業都不得不面臨RFID專業人才缺乏的大問題。由于RFID技術的綜合性太強，對實踐經驗的要求比較高，兼行業膨脹速度過快，因此，RFID專業人才的供給顯得嚴重的不足。雖說目前一些高校正在開設物聯網相關的專業，但真正到了企業，這樣的“人才”根本就達不到現實的要求。所以，在UHFRFID領域，由于國內對一些關鍵核心技術的缺乏，人才培養將是一個很大的問題。許多企業試圖在行業內找經驗和能力的專業的人才，以便能縮短產品開發周期，但最終都難以

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