Каждые два года объём информации в мире удваивается. Цивилизация ежедневно порождает новые товары, продукты, услуги, и чтобы не утонуть в этом водовороте вещей и данных, люди вынуждены постоянно придумывать всё новые системы учёта и контроля. В этом нам помогают привычные штрих-коды и другие более надёжные и быстрые способы распознавания объектов. Одна из самых перспективных на сегодня технологий называется радиочастотная идентификация.
Понятно, что существует ряд преимуществ, нет необходимости в прямой видимости. Кроме того, объёмы информации, которые могут быть записаны на метки гораздо больше, чем могут быть на штрих-коде.
Спрос на радиочастотные технологии растёт с каждым годом. Уже сегодня RFID метки — неотъемлемый атрибут нашей повседневной жизни. А их производство в России считается одним из самых высокотехнологичных.
Люди, которые выбирают нас получают лучшее сейчас на сегодняшний момент в мире соотношение цена-качество.
На что способны RFID технологии? Какую микро и наноэлектронику российские производители делают лучше западных конкурентов? Почему #чипы , созданные в Зеленограде, покупают даже в Китае? И как изменится наша жизнь через несколько десятилетий?
Библиотека Высшей школы экономики, здесь любой студент может взять книгу напрокат в прямом смысле без лишних слов по принципу самообслуживания. Читатель сам находит нужную в электронном каталоге, сам берёт ее с полки, подходит к терминалу, кладёт рядом читательский билет и всё, очередной литературный шедевр можно смело уносить домой.
У нас используются два типа радиочастотных меток — это пластиковые карточки читательских билетов и книжные метки, которые наклеиваются непосредственно на книги. С помощью этих меток у нас определяется книга и определяется читатель.
Увидеть эти крошечные метки невооружённым взглядом практически невозможно. Вот так по сравнению с ними выглядит обычная рублёвая монета, но несмотря на свои скромные размеры, эти небольшие чёрные точки — полноценные #микрочипы и самые современные в мире устройства для распознавания объектов.
Есть такое у нас замечательное считывающее средство, которое называется Бриз. И есть вот такие меточки, которые называются RFID-ами. Когда мы подносим эту метку к считывающему устройству Бриз, появляется на экране индивидуальный номер этой метки и мы эту меточку потом приклеиваем в книжке. То есть книжка получает свой индивидуальный номер.
Аббревиатура RFID в переводе на русский — радиочастотная идентификация. Одним из авторов этой технологии был советский учёный Лев Термен. Принцип простой — на любой объект, который нужно узнать, будь то пропуск, читательский билет, книга или даже автомобиль, наносится электронная метка и попадая в поле действия считывающего устройства она мгновенно посылает в ответ закодированный радиосигнал со своим индивидуальным номером. За сохранность данных в радиочастотной метке отвечает крохотный кремниевый кристалл, а передачей информации занимается антенна, которая как которая как правило в сотни раз больше самого чипа.
Зеленоград уже давно называют российской силиконовой долиной. Практически все отечественные RFID метки, микрочипы и процессоры делают именно здесь. С первого взгляда, помещение, где создают микроэлектронику, напоминает хирургическую операционную, только здесь гораздо чище. Сотни датчиков круглосуточно контролируют температуру, уровень влажности и молекулярный состав воздуха, а все сотрудники разгуливают в герметичных комбинезонах из особого антистатического материала. Пациенты в этих операционных выглядят вот так — чёрные диски, чем-то напоминающие грампластинки, только сделаны они не из мягкого винила, а из кремния. Этот материал идеально подходит для создания микрочипов.
В процессе изготовления кремний добавляется на поверхность и внутри, а в поверхностном слое создаются активные структуры, которые в дальнейшем соединяются в электрическую схему. Обычная электрическая схема, которая на основе простейших элементов или уже готовых блоков.
К слову, трогать руками кремниевые пластины строго запрещено. Размеры конструктивных элементов здесь настолько малы, что даже обычная пылинка может загубить целую партию микрочипов. Поэтому в цехах всё устроено так, что люди практически не участвуют в процессе производства, вместо них трудятся роботы-манипуляторы, а специалисты лишь переносят пластины в герметичных кейсах от одного автоматического станка к другому.
Структура современных микросхем отдалённо напоминает строение обычных интегральных схем, по-другому печатных плат. Вот только в микросхемах все конструктивные элементы уменьшены в сотни раз. Для сравнения, стандартный транзистор в середине прошлого столетия был размером с монету, в современном микрочипе он занимает пространство в 2/10 микрона. Так что на острие обычной бытовой иголки можно разместить, внимание, несколько тысяч таких устройств.
Самый яркий пример работы #RFID технологии в нашей стране — карточки метро. Процесс знаком любому, кто хоть раз спускался в столичную подземку, но о том, как устроена эта система знают немногие.
Каждый раз пополняя проездной или покупая новый билет, автомат распознаёт его уникальный номер и заносит эту информацию в единую базу данных. Туда же отправляются сведения о том сколько поездок оплатил владелец билета. Дальше всё просто, любой турникет точно также считывает номер проездного и вносит в базу изменения, сокращая количество оставшихся поездок. Причём подделать такой билет невозможно, именно поэтому технологию RFID Московский метрополитен освоил ещё в 2006 году.
Когда была магнитная полоса, это очень простой инструмент, и он естественно предполагает очень много фальсификаций, потому что в то время техника достигла такого уровня, что эту ленту можно было сделать на простом магнитофоне, естественно закодировать и самым простым способом выпустить фальшивый билет. И было принято решение для усиления контроля за сбором доходов, перейти на RFID продукцию. Т.е. на очень большой уровень безопасности и подделка практически невозможна.
Сегодня радиочастотная идентификация активно используются в корпоративных инфраструктурах как частными, так и государственными компаниями. Без RFID меток, например, остановится конвейер АвтоВАЗа. Здесь в самом начале производства, на кузов приклеивают чип с информацией о всех характеристиках будущего автомобиля. Так что роботы сами понимают какой на машину поставить двигатель или в какой цвет её покрасить. Российские железные дороги также застрахованы от хауса применением RFID. Почти на каждом вагоне сегодня работает специальный идентификатор. Однако перспективы этой #технологии больше похожи на научную фантастику.
Представьте мир, во-первых, в котором вы не тратите время на прохождение через какие-то контролирующие приборы, с вашего паспорта автоматически считывается вся информация. Вы кладёте бельё в стирку, стиральная машина автоматически считала метку с каждого предмета вашей одежды и установила правильный режим. Ваш холодильник выдал список продуктов, которые вам необходимо докупить, чтобы его пополнить. Вы зашли в бар, опять-таки вы не за что не платите, набрали всё что вам нужно и всё это автоматически где-то считалось.
Впрочем создание таких технологий тоже выглядит вполне фантастично. Только вдумайтесь, в процессе производства каждая кремниевая пластина переживает 4.5 тысячи технологических операций. Завершающий этап называется скрайбирование. Под струей воды, чтобы не возникло перегрева, пластину аккуратно разрезают на части алмазным диском, отделяя чипы друг от друга. Теперь остаётся лишь установить кремниевый кристалл на передающую антенну и радиочастотная метка готова к работе.
За месяц на этом заводе делают несколько миллионов чипов радиочастотной идентификации. Однако кроме этого местные специалисты занимаются производством сим-карт, процессоров и банковских карт международного стандарта. Такое сложное и во многом секретное производство во всём мире освоили лишь несколько предприятий. Подсчитано, за один день только в нашей стране нашей стране сделанными в Зеленограде чипами пользуются 9 млн человек, при этом сегодня более 20% продукции уходит на экспорт.
Уже более 10 лет у нас существуют дочерние компании в Гонконге, на Тайване в Тайбэе, где мы осуществляем продажу нашим конечным потребителям. И буквально 5 лет назад мы начали поставку RFID продукции на корейский и японский рынки. Очень интересный специфический продукт в Китае — это метки для животных.
RFID метки помогают отслеживать больных особей, вести точный учет скота, а также следить за поведением животных. По типу такие метки делят на кольца, бирки и #имплантаты . Последние уже начали испытывать на людях. Первый эксперимент 7 лет назад провёл профессор кибернетики Кевин Уорвик, вживив RFID метку в свою собственную руку. Сегодня этот модный способ распознавания используют закрытые ночные клубы в Барселоне и Роттердаме для идентификации своих привилегированных гостей.
Уже сейчас это происходит. Например, метки в одежде английских школьников в некоторых частных школах уже контролируют, какой ученик пришёл на какой урок, когда он покинул школу и т.д. Все это уже стало реальностью, австралийские фермеры уже обязаны сделать #чипирование животных, весь рогатый скот, овец, коз и тому подобное. То есть всё это уже входит в нашу жизнь довольно стремительно.
По мнению экспертов, повсеместное распространение радиочастотного распознавания - вопрос времени. Ведь как показывает практика, внедрение такой системы процесс очень быстрый, а главное относительно дешёвый.
Стоимость метки в зависимости от различных условий колеблется от 7 до 11 рублей. Это не колоссальные деньги. Например, в бюджете библиотеки — это не главная статья расходов.
Каждый день мы используем десятки микрочипов: чтобы выйти в Интернет, позвонить родным или даже проехать в метро. Они управляют запуском ракет, полётом авиалайнеров, движением транспорта в мегаполисе. Крошечные чипы памяти использует в паспортах нового поколения. Они же в банковских картах контролируют наши финансовые сбережения. Несложно представить, что будет если в процессе производства таких устройств произойдет серьезный сбой. Так что, развитие отечественной микроэлектроники, которая востребована и внутри страны, и на мировом рынке — это без преувеличения, дело государственной важности!
Подробнее в RFID технологиях вы можете посмотреть в видео на нашем канале.