RFID 라벨위에 인쇄를 통해 안테나를 만드는 것은 단위 생산비를 현저하게 낮출 수 있는 방법으로 이를 해결하기 위한 도전성 잉크의 개발 등 새로운 기술들이 선보이고 있다. RFID는 가까운 미래에 스마트 라벨이나 패키징에 접목되어 우리의 실생활에 빠르게 다가설 것으로 예상된다. RFID와 관련된 몇가지 사항을 문답형식으로 살펴본다. 이 글은 Label & Labeling紙에 최근 게재되었던 내용이다.
- 편집자 주 -

무선주파수인식(RFID : radio frequency identification)에 관한 이론은 다양하게 존재한다. 그러나 한가지 분명한 것은 RFID는 빵이나 버터와 같은 일상제품에 적용되어 세계적인 공급망을 활용할 수 있다는 점이다.

비즈니스 및 산업분야를 잘 알고 있는 사람들은 앞으로 기업이 더 많은 기회를 얻기 위해 RFID에 보다 많은 관심을 가져야 될 것이라는 점에 동의할 것이다. 그러나 특히 소매단계에서 비용이 크게 들어간다는 점이 기업들의 RFID 기술에 대한 투자를 막고 있다.

세계 최대의 개인 소유 잉크 제조업체인 Flint Ink에서는 RFID 텍의 개별 생산비용을 줄이기 위한 도전성 잉크 개발을 위해 활발한 움직임을 보이고 있다. 비용 효과적인 RFID 텍이 등장하게 되면 실시간으로 공급망 관리가 이루어지는 소매점이나 스마트 라벨링 및 포장에 적용하여 커다란 이익을 가져다 줄 것이다.

Flint Ink는 지난해 1월 도전성 잉크 개발에 수백만 달러를 투자한다는 계획을 밝혔었다. 또한 8월에는 도전성 잉크 재질을 개발하기 위해 Precisia LLC와 협력관계를 체결하기도 하였다.

Precisia의 기술 및 상업부문 이사인 Dan Lawrence에 따르면 RFID에 적용할 수 있는 도전성 잉크가 현재 사용에 대한 빠른 이해를 얻어가고 있으며 미래의 전망이 밝다고 밝힌바 있다. Lawrence는 1999년부터 도전성 잉크 개발 작업에서 활발한 업무를 수행해 왔으며 RFID 소매 공급망 솔루션 개발을 처음으로 연구하기 시작한 MIT의 Auto-ID Center에서 기술개발에 참여해 왔다.

도전성 잉크란 무엇인가?

도전성 잉크는 전기가 통하는 잉크를 말한다. 따라서 도전성 잉크는 철선, 절연재 및 안테나의 역할을 할 수 있다. 도전성 잉크는 아주 극소량의 전기를 흐르게 하거나 도전성 폴리머와 같은 별도의 물질보다 더 많은 전기를 흐르게 할 수 있다.

도전성 잉크는 유연하거나(flexible) 견고한(Rigid) 기판 모두에 전류가 흐를 수 있도록 적용할 수 있다. RFID에 적용되는 도전성 잉크는 RFID 텍과 연결되는 컴퓨터에 정보를 보낼 수 있는 무선 안테나의 역할을 하게 된다.

도전성 잉크는 무엇에 적용하여 사용할 수 있나?

가장 잘 알려져 있는 도전성 잉크의 사용용도로는 회로기판에 구리를 대신하여 적용되는 것이다. 하지만 도전성 잉크는 빠른 속도로 인쇄가공을 통해 RFID의 안테나를 인쇄할 수 있다는 점에 주목을 받고 있다.

RFID는 자동인식 및 데이타 수집 시스템(AIDC 또는 auto-ID)의 도구로써 사용되며 공급망 관리 시스템을 위한 바코드 기술의 차세대 주자로써 떠오르고 있다. RFID는 또한 스마트 라벨링 및 포장에 적용되어 사용될 수 있다.

정확히 RFID 텍이라는 것이 무엇인가?

RFID 텍은 2가지의 필수적인 요소를 포함하고 있다. 이들 요소는 실리콘 칩과 안테나이다. 칩은 제품의 고유 번호와 같은 데이터를 보내고 받는 역할을 하며 이러한 데이타를 주고받을 때 안테나를 사용하게 된다. 이러한 구성 요소들은 별도의 라벨로 적용하거나 포장 재질에 직접 접목되어 사용될 수 있다.

칩에 담겨진 데이터는 무선 주파수 신호를 통해 보내지게 되고 이를 리더기가 읽어 들이게 된다. 이때 RFID의 안테나는 리더기가 연결되어 있는 컴퓨터 네트워크에 전자 모듈을 통해 연결된다.

RFID 텍의 근접한 지역에 위치한 리더기는 RFID 텍의 안테나에 특별한 신호를 보내게 된다. 다음에 RFID 텍은 신호를 받고 이에 대한 반응으로 고유인식번호와 같은 답을 보내게 된다. 이러한 리더기와 RFID 텍의 반응은 운반되는 과정에서 즉시 이루어져 컴퓨터 네트워크로 연결된다.

판매원들이 가장 관심을 갖는 부분은 현재 얼마나 많은 물건이 판매대에 남아 있는가 하는 점이다. RFID 텍을 제품에 부착을 하게 되면 판매점의 재고파악 네트워크를 통해 실시간으로 리더기가 판매대를 체크해 알려주게 된다.

능동적, 수동적 RFID 텍의 차이점은 무엇인가?

RFID 텍은 3개의 넓은 범주로 나눈다. 이들 범주로는 수동(passive), 반능동적(semi-active) 및 능동적(active)으로 구분해 볼 수 있다. 수동적 텍은 가장 단순하며 앞에서 기술한 칩과 안테나라는 구성요소로 이루어지게 된다. 이것은 리더기에 보내지는 무선 주파수 영역을 통해 동력을 얻게 됨에 따라 별도의 동력원을 필요로 하지 않는다.

이 수동적 텍은 제조하는데 있어 가장 적은 비용이 들게 된다. 반능동적 및 능동적 텍은 보드내에 동력원을 지니게 되며 보다 폭넓은 범주로 적용할 수 있다. 또한 일종의 센서를 통해 데이터를 기록할 수 있게 된다. 이러한 텍은 일반적으로 보다 복잡하게 구성되어 있으며 제조가격 또한 비싸다. 하지만 이러한 비용은 더욱 다양한 기능을 가질 수 있다는 점에서 상쇄될 수 있는 부분이다.

텍 간의 또 다른 차이점으로 읽기 전용과 읽기와 쓰기 모두가 가능한 경우가 있다. 읽기 전용 텍은 주어진 고유번호를 바꿀 수 없다. 대부분의 경우 읽기 전용 텍에는 여러번에 걸쳐 읽어 들여야 하는 경우에 사용된다. 읽기/쓰기 텍은 텍에 담겨진 데이터를 업데이트 하는 것이 가능하다. 각각의 텍에는 접근하는데 있어 쓰이는 상황에 따라 장점을 지니게 된다.

도전성 잉크를 통해 RFID 안테나를 인쇄하는 것이 기존의 구리 코일 안테나보다 강력한가?

Precisia에서는 RFID에 사용되는 다양한 주파수대역에 스템핑 또는 에칭 메탈 안테나를 잉크로 대체할 수 있는 것을 연구조사 하고 있다. 예를 들면 잉크 안테나를 UHF(860-950MHz)와 전자레인지파(2450MHz)와 같은 초고주파 구리 코일과 비교 했을 때 매우 유리한 것으로 나타났다.

고주파인 HF(13.56MHz)에서는 온도 상승 및 전기 도금과 같은 물리적 추가 공정 단계를 통해 현재 사용되고 있는 코일 안테나보다 잉크 작업을 통해 효율성을 높일 수 있다.

RFID가 현재 어떤 분야에 사용되는지 구체적인 사용례를 보여줄 수 있나?

RFID의 사용에 대해 말할 때 먼저 꼽는 것이 공급망 관리(supply chain management)이다. 공급망에서 바코드를 사용하는 데에는 스캐너가 직선을 식별할 수 있도록 직접 바코드에 스캐너를 갖다대야 하는 것이 요구된다. 이러한 요구조건은 사람이 직접 처리를 해야 하며 보다 많은 시간을 소비해야 한다.

예를 들면, 파렛트 위에 놓여진 30박스의 제품이 있다면 이것을 일일이 다 스캔을 해야 하고 그만큼의 시간이 걸리게 된다. RFID의 경우 각각의 상품에 따라 자동적으로 기록하게 되고 이를 통해 인력을 절감하여 보다 더 높은 생산성을 가져올 수 있다.

여기에 더하여 창고에 적재되어 있는 파렛트에서 판매대로 제품이 이동을 하게 되어도 시스템이 자동적으로 물품목록을 업데이트 하게 되며 재고를 파악하여 필요에 따라서는 자동적으로 주문을 하게 된다.

텍은 개별적 아이템에 실질적으로 적용을 하게 되면 재고가 떨어져 구매하지 못하는(소매업자나 소비자 모두에게 골치거리인) 일을 사라지게 될 것이다. Auto-ID의 의미는 보다 빠르게 보다 자세하게 물품목록을 컨트롤함으로써 공급망 관리의 비용을 절감하는데 있다.

RFID에 전도성 잉크를 사용면서 얻을 수 이익은 무엇인가?

RFID를 소매용 솔루션으로 폭넓게 사용하기 위해 가장 먼저 해결해야 할 부분은 비용문제이다. 최근 RFID 텍의 가격은 개당 30센트에서 60센트 수준이다. 고급 제품의 경우 RFID를 적용하는데 개당 50센트 정도의 비용이 들면 쉽게 받아들일 수 있다. RFID는 최고의 재고를 조사하고 추적할 수 있는 장치이다.

값싼 텍이 등장하게 되면, 낮은 비용으로 소비자 제품에 RFID 텍을 적용할 수 있는 전환점이 될 것이다. 아직까지 소비자 포장에 RFID를 적용하는 데는 비용의 한계가 있다. 예를 들면 2달러짜리 치약 튜브에 50센트의 텍을 부착하는 것은 아직 비용면에서 비싸다고 볼 수 있다.

도전성 잉크가 RFID의 개당 비용을 효과적으로 해결하는데 두가지의 길이 있다. 첫번째는 도전성 잉크의 재료를 낮은 비용으로 적용가능하다는 점이다. 기존의 스템핑 또는 에칭 메탈 안테나에 비해 도전성 잉크를 사용하면 매우 낮은 가격으로 적용할 수 있다. 스템핑 및 에칭 공정과는 달리 도전성 잉크는 금속을 사용하지 않는다.

두번째는 보다 중요한 요인으로 고속의 인쇄 공정은 빠르게 부착을 할 수 있어 도전성 잉크 안테나 또는 전기회로를 빠르게 만들면서 저렴하게 생산할 수 있도록 해준다.

도전성 잉크는 일반적으로 스크린 인쇄를 적용하게 된다. Auto-ID 센터의 회원으로서 Precisia는 도전성 잉크를 옵셋인쇄, 플렉소인쇄, 그라비어인쇄 및 스크린인쇄에 적용할 수 있도록 활발한 개발을 진행해 오고 있다. 지난해 1월 Flint는 R.T. Circuits와 석판인쇄를 통한 도전성 잉크 인쇄 기술에 대한 라인센스 사용권 계약을 체결하였다.

석판인쇄에 도전성 잉크를 적용할 수 있다는 것은 중요한 기술적 개발로 소매업체와 같은 많은 기업에서는 이를 통하여 RFID 텍을 운송하기 이전에 부착해 줄 것을 공급업체에 문의하고 있다.

스마트 라벨 또는 스마트 포장은 무엇이며 도전성 잉크가 이들 기술에 어떠한 역할을 할 수 있는가?

스마트 라벨은 기존의 정보제공 라벨을 뛰어넘는 기능성을 지니고 있다. 스마트 라벨에는 RFID 텍을 포함하여 감추어져 있거나 드러나 보이는 브랜드 보호 인디케이터 또는 제품의 상태에 대하여 사용자에게 알려주는 센서 등을 들 수 있다.

적용되는 범주에 따라서 잉크를 라벨 구성요소에 포함시키거나 서로 연결할 수 있으며 센서를 부착하여 적용할 수 있으며 RFID 안테나 기능을 가질 수 있다. 스마트 라벨은 제조업체, 유통업체 및 소비자에게 실시간으로 재고를 파악할 수 있도록 해주며 제조업체에게 어떠한 조건 어떠한 위치에 있더라도 공급망 시스템을 모니터 할 수 있도록 도움을 준다.

스마트 라벨 및 포장 기술를 통하여 산업 표준에 가져올 수 있는 이점은?

스마트 라벨은 부패하기 쉬운 상품을 출하하는 시점부터 온도측정을 통하여 모니터할 수 있다. 많은 포장 식품 및 의약품은 저장 및 출하되는 과정에서 부패하기 쉬운 온도나 오염과 같은 위험에 노출되게 된다.

특별한 칩이나 전도성 잉크 안테나 및 센서 등을 적용한 스마트 라벨은 제품이 출하되는 시점부터 온도측정을 하기 시작하여 공급자에게 온도의 변동사항에 대한 주의를 환기시키게 될 것이다. 제약산업과 같이 위조품 또는 변조방지가 중요한 부분에서는 스마트 라벨을 적용하는 것에 대해 커다란 잠재력을 지니고 있다.

도전성 잉크는 완전한 RFID 공급망 솔루션의 어떤 부분을 차지하게 되나?

‘솔루션’은 오늘날 비즈니스에서 키워드로 자리 잡고 있다. 성공한 기업에서는 하나의 해결책을 찾기 위하여 최고의 두뇌, 연구원 및 기술자와 같은 파트너와 함께 공동으로 노력하고 있다. RFID에 있어서도 구성되는 요소 즉 칩, 안테나, 스캐너, 컴퓨터, 소프트웨어와 같은 다양한 부분들이 RFID를 기본으로 하는 공급망 시스템으로 만들어지게 된다. 이러한 접근을 통해 상호간의 문제점을 찾을 수 있게 된다.

Precisia와 Flint Ink는 전략적 동맹을 맺고 수동적 및 능동적 RFID 기술을 실험실에서 실세상에 적용하기 위한 도움을 주고받고 있다. RFID가 성공적으로 진행되기 위해서는 관련 기업 즉 칩 제조업체, 리더기 업체 및 텍 제조업체와 최고의 솔루션을 찾는 사용자업체가 함께 개발에 참여하는 관계를 맺어야 한다. 또한 RFID의 활성화가 이루어지기 위해서는 개발된 기술을 실질적으로 적용할 수 있도록 포장 사용업체에서의 관심이 무엇보다 필요하다.

RFID 기술이 보급된 미래의 상점에서는 어떤 일이 일어날까?

RFID를 실생활에서 흔히 볼 수 있는 날은 가까운 미래에도 가능하다. 또한 현재도 도전성 잉크나 기타 기술을 적용한 RFID 적용 스마트 라벨 및 패키징이 등장하고 있으며 소매 재고관리를 위한 테스트가 이루어지고 있다. 이러한 이유뿐만 아니라 새로운 기술의 등장 등 RFID에 대한 미래의 전망은 밝아 보인다.

한번 RFID가 쉽게 활용되고 있는 스마트한 미래의 소매점을 상상해 보자. 상점의 진열대에 인기 있는 제품이 거의 팔려 비어있는 상태로 있다고 생각해 보자. 오늘날 같으면 상점의 직원이 이를 체크하여 재고를 파악하고 비어있는 아이템을 다시 주문해야 할 것이다. RFID가 적용된 미래에는 부족분에 대하여 컴퓨터가 이메일이나 별도의 지시항목으로 직원에게 보내게 될 것이다.

상점에서는 자동적으로 제품의 생산업체와 유통업체에 이를 알리게 되며, 재고가 빌 때쯤에는 다시 제품이 입고가 될 수 있도록 자동적으로 체크해 줄 것이다. 이러한 시스템이 가능하게 되면 모두에게 이점을 가져다주게 된다.

소비자는 보다 다양한 제품을 사용할 수 있고 제품이 떨어져 사지 못하고 발걸음을 돌려야 하는 일이 없게 될 것이며, 상점에서는 매출의 증가를 가져올 것이며 제조업체에서는 보다 적절한 생산 스케줄을 마련할 수 있으며 마케팅에 활용함으로써 보다 많은 이익을 창출할 수 있게 된다.