2005年日本愛知博覽會(huì)涌入了2200多萬名參觀者，沒有人能持假門票入場(chǎng)，實(shí)際上，想偽造門票是不可能的，因?yàn)槊繌堥T票都內(nèi)含一個(gè)邊長(zhǎng)0.4、厚0.06公厘的微型射頻識(shí)別（RFID）芯片，它以無線電波發(fā)出一個(gè)專屬的識(shí)別號(hào)碼給入口的掃描儀。 

　　在東京，該芯片的設(shè)計(jì)者、日立中央研究所的宇佐美光雄（Mitsuo Usami）舉起一小瓶液體，微笑地指著在里面打轉(zhuǎn)的顆粒，它們就像午后陽光下的塵埃那樣閃閃發(fā)亮。他興奮地說這是世界上最小的RFID芯片。 

      微型化的吸引力 

　　早在這次的尺寸突破之前，含芯片與天線的RFID標(biāo)簽就被喻為供應(yīng)鏈的革命力量。比起人們熟悉的直線條形碼，RFID標(biāo)簽的成本較高，但它們?nèi)员灰暈楸葪l形碼更有效率的替代品；好的RFID標(biāo)簽不需人工掃描或轉(zhuǎn)到特定方向就能讀取。近年來，沃爾瑪之類的大型零售業(yè)者已經(jīng)引進(jìn)RFID標(biāo)簽，希望能節(jié)省數(shù)十億美元的盤點(diǎn)與勞工成本。其它成長(zhǎng)中的應(yīng)用包括電子收費(fèi)系統(tǒng)、大眾運(yùn)輸票券與護(hù)照，有些人甚至已將這種芯片植入手掌，可以更方便進(jìn)出家門、控管計(jì)算機(jī)。 

　　但日立研發(fā)這款新芯片的主要目的是用在防偽技術(shù)，它可嵌入高價(jià)值的憑證，例如有價(jià)證券、音樂會(huì)入場(chǎng)券、禮券和現(xiàn)金，宇佐美光雄和同事相信，芯片越小，就越不著痕跡，他說：「隨著精細(xì)的高科技產(chǎn)品越來越便宜，紙做的東西就越容易偽造。盡管電子付費(fèi)已日漸普及，支票用起來還是非常方便?！?nbsp;

　　愛知博覽會(huì)用的芯片名為μ芯片，跟其它無源RFID芯片一樣，運(yùn)作簡(jiǎn)單且不需電池或電源。當(dāng)芯片和連接在一起的天線（通常是細(xì)絲狀）嵌入物品時(shí)，就會(huì)對(duì)掃描儀發(fā)出的2.45GHz微波產(chǎn)生回應(yīng)，將儲(chǔ)存在只讀存儲(chǔ)器（ROM）中獨(dú)一無二的128位識(shí)別號(hào)碼轉(zhuǎn)為訊號(hào)反射回去，掃描儀就會(huì)從數(shù)據(jù)庫(kù)（可設(shè)在世界上任何地方）檢查識(shí)別碼，立即鑒定物品。 

　　日立指出，μ芯片可用來識(shí)別「兆兆」種物品，因?yàn)?28位設(shè)計(jì)提供的識(shí)別碼組合幾乎數(shù)不盡，有1038種。每一個(gè)識(shí)別碼本身并無意義，但當(dāng)它符合數(shù)據(jù)庫(kù)的一個(gè)字段時(shí)，就能叫出使用者預(yù)先設(shè)定給這顆芯片的任意信息。而正在研發(fā)中的更小芯片，名為粉末LSI芯片（LSI意為大規(guī)模集成電路），儲(chǔ)存的也是128位識(shí)別碼。 

　　μ芯片和粉末芯片都是發(fā)展自宇佐美光雄的愿景，這位資深電路工程師在看到i-mode手機(jī)廣告后，就草繪出這個(gè)愿景（i-mode是日本電信巨人NTT在1999年推出的服務(wù)，他們的先進(jìn)設(shè)備能讓使用者用手機(jī)連結(jié)因特網(wǎng)）。宇佐美光雄想象出一套由微型RFID芯片及服務(wù)器組成的網(wǎng)絡(luò)：把RFID芯片裝入小型裝置，基本上里頭除了一個(gè)用來傳給服務(wù)器的識(shí)別碼以外，什么也沒有。服務(wù)器接收到合法識(shí)別碼后，就會(huì)提供各種人們可能想用的功能。這個(gè)概念類似今日的「網(wǎng)云運(yùn)算」，把原本應(yīng)該儲(chǔ)存在個(gè)人計(jì)算機(jī)的應(yīng)用程序放在別的地方，再透過因特網(wǎng)來使用。 

　　宇佐美光雄因此將注意力轉(zhuǎn)向創(chuàng)造出小到能裝入任何東西的RFID芯片，基于市場(chǎng)考慮，它也必須是便宜、簡(jiǎn)單又安全。他已略懂微型芯片的研發(fā)，早在1990年代，他就設(shè)計(jì)出一款內(nèi)嵌微芯片的非磁條式超薄電話卡，由于芯片有加密功能，因此能提供安全性。這款嵌入式芯片邊長(zhǎng)4公厘，厚0.25公厘。 

　　但宇佐美光雄想要做得更小，首先得搞清楚芯片最小的功能需求為何，于是他求助任職于日立系統(tǒng)開發(fā)研究所的安全專家寶木和夫。他們兩人長(zhǎng)談一番之后，宇佐美光雄判斷：只要使用128位的識(shí)別碼，就足以把設(shè)計(jì)做得非常簡(jiǎn)單，但仍可提供非常多位數(shù)的組合。同時(shí)，這個(gè)做法也能確保安全性，因?yàn)閮?chǔ)存在ROM的信息無法被修改。他也剔除了所有不必要的功能，保留下的除了ROM之外，就只有簡(jiǎn)化的無線電射頻電路（用來和天線互動(dòng)）、一個(gè)整流電路（用來管理電流），以及一個(gè)頻率電路（用于芯片內(nèi)運(yùn)作的同步化，以及芯片運(yùn)作和掃描儀間的協(xié)調(diào)）。 

　　諷刺的是，宇佐美光雄實(shí)現(xiàn)縮小微芯片的最大挑戰(zhàn)并非技術(shù)。當(dāng)時(shí)（現(xiàn)在也是）傳統(tǒng)芯片研發(fā)總喜歡加大內(nèi)存和芯片功能，宇佐美光雄提出的精簡(jiǎn)設(shè)計(jì)，無異是違反潮流。日立商業(yè)部門大力反對(duì)，他們希望芯片納入可改寫的加密功能。如果得不到該部門的財(cái)務(wù)支持，宇佐美光雄的點(diǎn)子將會(huì)永遠(yuǎn)停留在紙上。 

　　但是一位意料之外的人士介入了。當(dāng)時(shí)日立的研究開發(fā)本部部長(zhǎng)淺井彰二郎看到這項(xiàng)計(jì)劃的潛力，承諾資助μ芯片雛形產(chǎn)品的制造（μ這個(gè)希臘字母代表微米），條件是宇佐美光雄必須能回收所有成本。將芯片用來防偽滿足了這個(gè)條件，μ芯片在2005年愛知博覽會(huì)的成功，說服了日立讓宇佐美光雄繼續(xù)實(shí)現(xiàn)縮小的構(gòu)想。 

     制造粉末芯片 

　　基本上，粉末芯片的組成組件和μ芯片相同，只是將它們擠進(jìn)更小的空間。超級(jí)微型化的關(guān)鍵之一是運(yùn)用所謂的90奈米絕緣層上覆硅技術(shù)（SOI），這是由IBM首創(chuàng)的先進(jìn)芯片制程，現(xiàn)在其它廠商也都在使用。 

　　使用SOI制作的處理器，以絕緣體將晶體管一個(gè)個(gè)隔開，比傳統(tǒng)制程的處理器效能更高、更省電，因?yàn)榻^緣體既能降低電能被周圍媒材吸收的程度（可提升訊號(hào)強(qiáng)度），又能分隔晶體管，這種分隔方式既能避免晶體管互相干擾，又能把它們包得更緊，因此讓芯片尺寸進(jìn)一步縮小。 

　　電子束微影制程技術(shù)也派上用場(chǎng)。這項(xiàng)技術(shù)利用聚焦的電子束，在有限的空間內(nèi)制作出獨(dú)特的線路圖樣，用來代表芯片的專屬識(shí)別碼。電子束微影制程布設(shè)電路圖樣時(shí)，比光刻技術(shù)慢，因?yàn)樗且匝蚨瞧叫蟹绞疆a(chǎn)生圖樣。然而，日立研發(fā)出一種方法，使生產(chǎn)粉末芯片的速度比生產(chǎn)μ芯片快60倍。 

　　典型的RFID標(biāo)簽包含芯片和外部天線，μ芯片也是如此。然而在某些應(yīng)用中，μ芯片和粉末芯片就需要嵌在芯片上的內(nèi)部天線，但那會(huì)縮減掃描儀的有效距離。日立商業(yè)化的μ芯片中含有外部天線者，目前最大掃描距離是30公分，而粉末芯片雛形也是一樣，掃描范圍雖然短，但已經(jīng)足以應(yīng)付現(xiàn)金或有價(jià)證券方面的大部份應(yīng)用。日立公司目前正在研究如何延伸外部及內(nèi)部天線的有效范圍，范圍的條件視用途而定：金錢或有價(jià)證券只需要幾公厘或幾公分，而包裹分揀則大約需要一公尺的范圍。日立公司也正在努力發(fā)展「防碰撞」技術(shù)，以便能同時(shí)讀取多個(gè)芯片，例如許多貨品在商店架上擺在一起、或是被丟進(jìn)同一個(gè)購(gòu)物籃的情形。 

     無所不在的第三只眼？ 

　　雖然把微型RFID放進(jìn)現(xiàn)金是很合邏輯的應(yīng)用，但裝有芯片的現(xiàn)金可能會(huì)加劇RFID應(yīng)用所引發(fā)的隱私權(quán)疑慮。舉例來說，不肖份子可能會(huì)遠(yuǎn)距離掃描他人錢包里的內(nèi)容。然而，把標(biāo)簽設(shè)計(jì)成只適用短距離掃描儀（例如自動(dòng)提款機(jī)里的讀取器），就能限制這種侵犯隱私的行為。還有，犯罪者也必須連上正確的服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)，才能得到有意義的信息。 

　　尚在研發(fā)的粉末LSI芯片尺寸極小，也有助于實(shí)現(xiàn)科幻小說的情節(jié)。例如，警方是否可以把粉末噴灑在一群暴民身上，事后再透過布設(shè)在道路或大眾運(yùn)輸系統(tǒng)的安檢掃描儀追蹤他們？日立制作所表示，用噴的來安裝芯片是行不通的，因?yàn)樾酒仨毤友b天線才有用。宇佐美光雄則說：“許多公民團(tuán)體已經(jīng)發(fā)展出使用RFID時(shí)保護(hù)隱私權(quán)的規(guī)范。這種技術(shù)有個(gè)基本規(guī)范是：不能暗地里使用?！?

　　然而，英國(guó)的《衛(wèi)報(bào)》報(bào)導(dǎo)過一個(gè)案例，連鎖超市特易購(gòu)（Tesco）曾經(jīng)試賣加裝RFID標(biāo)簽的吉列刮胡刀，如果有人企圖偷竊，就會(huì)觸動(dòng)隱藏式攝影機(jī)。雖然隱私權(quán)擁護(hù)者可能也認(rèn)同RFID對(duì)貨運(yùn)及供應(yīng)鏈的好處，他們還是希望一旦東西被購(gòu)買后，能把標(biāo)簽去除或關(guān)掉。 

　　宇佐美光雄認(rèn)為，RFID的潛在好處勝過風(fēng)險(xiǎn)：「例如在人行道地磚或斑馬線裝入RFID標(biāo)簽，能幫助輪椅的自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)。這在日本這個(gè)高齡化社會(huì)尤其重要?！咕退悻F(xiàn)在紙張使用率降低，在有限的尺寸、存取和復(fù)雜度之下，微型RFID芯片還是很有用。舉例來說，日立認(rèn)為未來把粉末芯片用于公司、工廠和其它設(shè)施的復(fù)雜電路配線系統(tǒng)，可減少安裝和檢驗(yàn)時(shí)間。把電纜和接頭裝上芯片，工作人員就能快速依照數(shù)據(jù)庫(kù)以及相關(guān)設(shè)計(jì)圖做檢查，而不必依賴肉眼進(jìn)行冗長(zhǎng)的檢視。 

　　如果隱私權(quán)擁護(hù)者憂心芯片越來越難被發(fā)現(xiàn)，他們并非杞人憂天──宇佐美光雄說，微型化的趨勢(shì)將持續(xù)下去。