高性能超高频RFID产品如何炼成的
随着业务的扩张，又或者客户对RFID功能的需求，很多RFID行业外的企业开始“触电”RFID。然而在触电过程中这些企业才发现，开发一款RFID产品远没有当初设想中那么简单，不但开发过程中遭遇各类“稀奇古怪”的问题，同时外部环境也是非常不给力。为了让开发RFID产品的道路会不再这么崎岖坎坷，笔者将自己两年多开发从零到有，开发RFID产品的经验做了整理，分享给大家。
在有一定技术的工程师眼里，尤其是本身在无线领域有一定建树的工程师眼里，RFID没有什么技术门槛。在笔者承担RFID产品开发项目时也不曾想到，一款RFID产品的开发会遭遇这么多的沟坎和阻难。现在回首两年多来的开发历程，除了有一丝成功的喜悦外，就剩下一肚子的“苦水”。
四大难题
开发一款RFID产品，不但在研发设计上会遭遇难题，在制造过程也会遇到各种各样的问题，笔者在开发过程中主要遭遇了四个大的难题。
第一道难题：电路设计
开发RFID产品，需要针对客户需求来设计产品整体方案，有些是直接设计成成品，也有些先设计核心读写模块，再设计周边电路。笔者的任务是属于第二类，需要将UHF RFID作为一个功能嵌入到另一个产品中。因客户应用场景的不同，对产品还会有一些偏好上的不同。有些客户可能侧重读写性能，有些客户可能更关注功耗，有些客户则需要两者的平衡，更重要的一点是还要保证合理的成本。因此笔者和团队首先要面对的问题就是如何针对需求设计出对应的硬件方案和PCB板。
超高频RIFD原理图的设计相对比较简单，但PCB电路设计就没那么容易了，特别是对于一名“RFID新手”而言，可谓步步惊心。RFID板的RF部分设计特别“讲究”，每个元件的摆放位置都要斟酌，要依据相关理论和经验，否则失之毫厘，谬之千里。当时笔者没有经验，除了恶补理论之外，就是不断的进行改板，做出一板后，马上拿到仪器上去测试。一段段线路去分析，性能达标的部分就保留，不达标的就改进，有时遇到自己解决不了的问题，就虚心的向同行请教，就这样把电路设计上的问题一个一个统统解决掉，消化掉……。
整个过程好比摸着石头过河，加班、推倒重来、为技术问题争论到脸红脖子粗都是常有的事。不过这个过程，回想起来也不算枯燥，每攻克一个技术难题，都会令人兴奋不已。非常累也非常充实，RFID的“神秘感”深深地吸引着我们。
这个难题，笔者总结的经验是：“电路设计是基础中的基础，关系到产品的最终性能是满足需求，所以非常关键，一定要严格测试，用数据说话，不能有得过且过的思想，不要有侥幸心理，否则将问题带到量产环节，再去解决成本就会很高。”
第二道难题：PCB板
如果电路设计是规划图，那么PCB板就是依照规划图修建的楼房。从图纸到实体总是会遇到很多意想不到的问题，也就是我们常说的“理想很美好，现实很残酷”。笔者在自己做样片的时候才知道，国内能做出符合电路设计要求的PCB板厂商真的太少了。PCB厂家要么缺少经验，要么工艺水平根本就达不到。因此，哪怕是生产一个各方面都满足自己要求的样品，都是一件既费力又费时的事情。
具体是什么原因在影响样品的质量呢?一个主要原因就是，国内PCB厂家对自己生产出来的PCB阻抗很难把控。另外就是所用的高频板材质量参差不齐，这就造成了很多时候即使是同一个设计方案，在不同的厂家做出来的样品，其测试结果都不一样，有的性能上甚至差一倍。即便样品生产都合格的PCB 厂家，在小批量试产时也会出现一致性差的问题，而UHF这个特殊的产品对PCB板材的一致性要求比很高，如果板的一致性得不到保障，那么做出的产品性能就会相差很大。
在这个难题中，笔者认识到国内的配套产业是多么的不成熟，以至于有了好方案，好设计，也难做出好产品!好在工夫不负有心人，我们最后总算“淘”出了自己满意的PCB板。
对于如何寻找好的PCB厂商，笔者的经验是：“美国的是最好的，台湾的次之，内地的只能多咨询和尝试，千万不能为图方便和便宜，随随便便找个PCB厂，那样最终痛苦的还是自己。”
第三道难题：元器件
UHF模块工作的频段很特殊，因此所采用的元器件也不是常规用料，加上这个行业用量有限，很多供应商都没有现货，即使像在深圳华强北这样大规模的电子市场也难买到现成的，因此一般来说企业只能选择从原厂购订货。但是由于单次用量不大，厂家都会按照样品的价格和方式来供货。这样不但元器件的价格高，而且供货的周期还比较长，至少也要半月到一个月的时间，会严重的影响了产品开发进度。
笔者记忆最深的是，在一次产品开发的过程中，需要购买一个滤波器，在市场上寻觅多次无果，我们就立刻向原厂申请样品，上上下下花费了差不多一个月的时间，这种漫长的等待让研发工作时常处于中断的状态，内心也饱受煎熬。
因此关于采购元器件，笔者的经验是：“在原理设计阶段就要找好一到二家元器件供货商，结成合作伙伴，这样不但成本下降，而且可以缩短供货周期，同时也能获得必要的技术支持。不至于影响产品开发的进度，千万不要等到PCB板回来再去买料。”
第四道难题：贴片
元器件采购和PCB板生产都顺利完成后，就可以贴片。贴片完成，一个RFID产品的核心部分就基本成形了。然而问题永远都会在前面等着。笔者发现原来贴片的难度比前面几个都大，甚至刷锡膏厚度的不同，也会对性能造成巨大的影响。
隔行如隔山，这个环节还不能自己去做。因为就算是自已亲手做贴片，其良品率、一致性也不会太高，与其修修补补的做产品，还不如一开始就采取高标准的加工工艺。
然而新的问题又诞生了，那就是国内大部分的SMT厂家的生产工艺都难保证UHF产品的一致性。笔者又不得不踏上筛选SMT厂家的路程。通过对比总结，笔者发现目前台湾的厂家在工艺和性价比方面优势明显，也是目前最好的选择。
三大阻碍
除了设计和制造过程中遇到的四大难题，笔者认为在RFID产品开发过程中，还必须要应对三大宏观的阻碍。
第一重阻碍：专业人才不足
大家都想吃到RFID这个诱人的大“蛋糕”，但许多企业都不得不面临RFID专业人才缺乏的大问题。由于RFID技术的综合性太强，对实践经验的要求比较高，兼行业膨胀速度过快，因此，RFID专业人才的供给显得严重的不足。虽说目前一些高校正在开设物联网相关的专业，但真正到了企业，这样的“人才”根本就达不到现实的要求。所以，在UHF RFID领域，由于国内对一些关键核心技术的缺乏，人才培养将是一个很大的问题。许多企业试图在行业内找经验和能力的专业的人才，以便能缩短产品开发周期，但最终都难以如愿。
笔者认为，真正的RFID专业人才确实需要企业自己培养，而且这个周期很长，一般要以年为单位计算。其最切身体会就是，在开发产品的过程中，如果让有过开发经验的人来解决一些实际问题，其优势很明显，因为他懂得哪些问题该如何规避;相反，就会相当的吃力，而且浪费严重。所以在将来，这类人才就会成为公司的财富，而且是很难同他人分享的财富。
第二重阻碍：测试设备成本高
在UHF的开发过程中，需要进行各种RFID射频信号和整体性能的测试。RFID读写模块和手持产品研发和制造企业，少不了要测试产品是否达到要求，是否符合无线电法规和行业标准。而测试就需要专门的仪器设备，小微企业没有能力来支付一系列的设备购置费用。一般台网络分析仪式动辄20万到30万，再加信号与频谱分析仪、示波器等的成本，最少都要几十万的预算。如果把所有的设备配齐就需上百万。这么高昂的成本，就成为了研发RIFD的一个大的阻碍。虽然目前行业内业存在一些公共的测试平台，但受制于时间空间约束，收费也不便宜，部分供应商能提供的测试服务也只能仅限于其售卖的元器件，如天线厂家只能对天线性能做测试，对整个产品开发的帮助还是很有限。
第三重阻碍：配套软件不成熟
UHF读写芯片原厂一般会为设计公司提供Demo版本的开发软件。该软件能在一定程度上减少开发工作量。但是，原厂提供的Demo版本目前来说都或多或少的存在BUG，而且这些BUG对产品性能来又都很关键。开发者要想突破这些技术障碍，要么花钱去购买更为成熟的二次开发包，要么自已花很长的时间去研究，解决这些问题，对于资金和研发实力相对有限的公司来讲，这个阻力会很大，难以攻克。所以，在目前的市场上无法找到一个既廉价又合适的方案可供使用。这个也在一定程度上制约了RIFD的快速发展。
在UHF RFID产品研发过程中，笔者遭遇过的这七大问题，也会是很多企业目前开发RFID产品普遍面临的问题。预计要做出性能更卓越的产品还会遭遇比笔者遇到过的问题更大的问题。但坚信只要我们锲而不舍，就一定会迎接来RIFD世界更加美好的明天。
