© imec 2004 Plastic RF-ID Paul Heremans IMEC, Kapeldreef 75, 3001 Leuven, Belgium K.U.Leuven, dept. ESAT, Leuven, Belgium September 24, 2014

© imec 2005 heremans 2 Hot today ISSCC 2006, San Francisco Programme of Tuesday February 7 18:00 here!

© imec 2005 heremans 3 “RF-ID” : Draadloze identificatie

© imec 2005 heremans 4 Trend  RF-ID wordt alomtegenwoordig “ubiquitous” Indien “voldoend lage” kost kan worden gehaald  Niet enkel “identificatie” wordt alomtegenwoordig, maar ook systemen die communicatie combineren met sensoren, informatieverwerking, …. F. Mattern, ETHZ “alle dagelijkse voorwerpen zullen informatieverwerkingscapaciteiten bezitten”

© imec 2005 heremans 5

© imec 2005 heremans 6 Hoe het werkt

© imec 2005 heremans 7 Verre veld versus nabije veld Nabije veld: “transformator” koppeling Energieoverdracht Korte afstand Verre veld: EM koppeling “signaal” ipv “energie” Lange afstand

© imec 2005 heremans 8 Frequentiebanden Frequency: MHz Wavelength

© imec 2005 heremans 9 Waardeketen

© imec 2005 heremans 10 Passieve tag in nabije veld

© imec 2005 heremans 11 Eenvoudigste “tag”

© imec 2005 heremans 12 Fabricatie vandaag + =

© imec 2005 heremans 13 Kost versus performantie [eurocent] cost Passive RFID Read-only Active RFID Semi Passive RFID Reading distance 0.5 m 3-4 m 100 m barcode Chipless tags magnetic strips SAW Organic electronics Passive RFID RW new production methods new chip-packaging

© imec 2005 heremans 14 Kost versus performantie [eurocent] cost Passive RFID Read-only Active RFID Semi Passive RFID Reading distance 0.5 m 3-4 m 100 m barcode Chipless tags magnetic strips SAW Organic electronics Passive RFID RW new production methods new chip-packaging Silicon Price Barrier

© imec 2005 heremans 15 Kost versus marktgrootte !

© imec 2005 heremans 16 Hoe ? chip “printen” op het substraat samen met de antenne Maar … Infineon

© imec 2005 heremans 17 Uitdagingen in het onderzoek vandaag 1. De elektronicus is toch geen drukker ? <>

© imec 2005 heremans cm 1  m 100 nm K 4M 40M transistors transistors transistors transistors transistors per sq cm per sq cm per sq cm per sq cm per sq cm Moore’s law micro nano 10 nm de denkwereld van de elektronicus de wet van Moore of de nanojacht Fijnere lithografie : vandaag : 65 nm Meer funktionaliteit per eenheid oppervlak Grotere (300 mm), duurdere fabs Lagere kost per funktie

© imec 2005 heremans 19 de denkwereld van de elektronicus “Batch” van wafers Yield ! Precisie (65 nm) Projectie-lithografie Evolutie Grotere wafer Fijnere lithografie

© imec 2005 heremans 20 “WEB” = continu Visuele voldoening ( foutje hier en daar is geen probleem ) Snelheid (100m / min) Kontakt tussen rol en substraat versus de denkwereld van de drukker Evolutie Breder web Sneller drukken Digitale evolutie: kleinere oplages =>direct van design naar plaat

© imec 2005 heremans 21 de elektronicus gaat drukken

© imec 2005 heremans 22 Uitdagingen in het onderzoek vandaag 1. De elektronicus is geen drukker, of toch ? 2.De halfgeleiders die zich lenen tot “druk”-technologie hebben een lage performantie vergeleken met Silicium

© imec 2005 heremans 23 Mobiliteit Mobiliteit van ladingsdragers in de halfgeleider is  X mobiliteit in Silicium Silicium (processor) GaAs Poly-silicium (backplane OLED)  silicium Organische halfgeleiders O-zonnecel O-LED O-logic  cm 2 /Vs pentaceen

© imec 2005 heremans 24 Toepassingen “ondanks” beperkte  OLED: licht-emitterende diodes OSC: zonnecellen Backplanes voor displays Niet-al-te-snelle logic, bvb RF-ID tag IMEC PolyIC

© imec 2005 heremans 25 Uitdagingen in het onderzoek vandaag 1. De elektronicus is geen drukker, of toch ? 2. De halfgeleiders die men kan printen hebben een lage “mobiliteit”, maar dat belet niet dat er tal van toepassingen verwezenlijkt kunnen worden Volt op een bloemkool is niet praktisch

© imec 2005 heremans 26 Een greep uit

© imec 2005 heremans 27 Opgelet: hoogspanning !

© imec 2005 heremans 28 maar gelukkig hoeft dat niet echt… IMEC, december 2005 ISSCC 2006 IMEC, juli 2005

© imec 2005 heremans 29 Besluit 1. De elektronicus is geen drukker, of toch ? 2. De halfgeleiders die men kan printen hebben een lage “mobiliteit”, maar dat belet niet dat er tal van toepassingen verwezenlijkt kunnen worden 3. Onderzoek verbetert stelselmatig de performantie => Plastic RF-ID is een kwestie van tijd, niet van kunnen