NC州立大が記録更新：RFIDチップを125×245μmに微細化、コスト削減とサプライチェーンセキュリティ強化

ノースカロライナ州立大学の研究者たちが、最先端RFIDチップとしては最小と考えられるデバイスを作成しました。サイズは125マイクロメートル（μm）× 245μm。この微小チップはRFIDタグコストを潜在的に削減し、ハイエンド技術のサプライチェーンセキュリティでの使用を可能にします。

サプライチェーン管理のため、メーカーは頻繁にマイクロプロセッサやシステムオンチップ（SoC）にRFIDチップ取り付けを検討してきました。しかしRFIDチップには常に独自のアナログコンポーネント、チャージポンプとコンデンサが必要でした。

現在市販の従来型RFIDチップはアナログとデジタル両コンポーネントを含みます。しかしアナログフロントエンドは本質的にデジタルではないため、コスト増とチップ上の大面積占有を招きます。

NC州立大チームの設計手法は、デジタル部分が受信RF信号上で直接動作できるようにすることで、アナログセットアップの大部分を排除します。

NC州立大の新チップは、従来デジタルアーキテクチャの標準構成ブロック（ファウンドリ提供標準セル）を使用し、それらを受信RF信号上で直接動作させます。デジタル構造は、サプライチェーン内のターゲットコンポーネント（集積回路など）へRFID機能を容易に移植できます。

このRFID機能は、IPブロックと呼ばれるモジュール式デジタルロジックユニットを用いてターゲットコンポーネントに導入されます。

IPブロックは「主にデジタル」性質を持ち、高度に調整されたアナログレイアウトを必要としません。デジタル設計は、従来コンピュータチップで使用される幅広い半導体技術と互換性があります。

「これによりコンピュータチップにRFIDタグを組み込み、個々のチップをライフサイクル全体で追跡可能になります。偽造削減と、コンポーネントが名乗り通りのものか検証可能になります」と、NC州立大で博士課程学生としてプロジェクトに取り組み、論文筆頭著者のKirti Bhanushali氏は述べています。

RFIDタグサイズは主にアンテナサイズで決まりますが、チップが高価な部分だとPaul Franzon氏（論文責任著者、NC州立大電気コンピュータ工学Cirrus Logic特別教授）は言います。

チップが小さいほど、単一シリコンウェハーからより多くのチップが取れます。

より安価なRFIDタグで、メーカー、ディストリビューター、小売業者は食料品店の商品のような低コストアイテムの追跡にRFIDタグを潜在的に使用できます。

チームは今、業界パートナーと協力してチップ商業化を二方向で探ることに関心を持っています、とFranzon氏：スーパーマーケットなどセクター向け低コストRFID大量生産、およびコンピュータチップへのRFIDタグ組み込みによる高価値サプライチェーン確保。

「量産時タグコストは1セント未満になります」とFranzon教授がTech Briefsにメールで語っています。「食料品UPCコード置き換えなど多くの用途が開けます。」

NC州立大で研究助教としてプロジェクトに取り組んだW. Shepherd Pitts氏は、他社とのパートナーシップ機会探索において、RFIDタグの「プラグアンドプレイ」側面を強調します。プロセッサメーカーが直接技術を取り込み、デジタルペリフェラルを単純に追加してチップ機能拡張できるというアイデアです。

「すでにその機能がハードウェア記述言語（Verilog、VHDL等）で検証済みなら、標準配置配線ツールで当社手法を用いて実現できます。アナログ設計コンポーネントは非常に軽量で、チャージポンプ等回路を避けるため新ノードへの導入が迅速です。ベンダー提供標準セルを利用する『主にデジタル』アプローチであり、最も先進的製造ノードへスケール可能です。」とPitts氏はメールで述べています。

論文「55nm CMOSプロセスにおける125μm×245μm主にデジタルUHF EPC Gen2互換RFIDタグ」は、IEEE International Conference on RFIDで4月29日発表されました。共著者に、NC州立大博士課程学生として取り組んだWenxu Zhao氏とDr. Pitts氏。

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