多家無線充電技術(shù)爭艷 應(yīng)用目標(biāo)不僅是手機(jī)

目前市場上至少有四種不同的無線充電技術(shù)，試圖爭搶市場上數(shù)十億臺新一代移動設(shè)備的電源商機(jī)，但迄今只有一種技術(shù)達(dá)到了進(jìn)駐100萬臺裝置的水平──無線充電聯(lián)盟(WirelessPowerConsortium，WPC)的電磁感應(yīng)式無線充電技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)Qi;而分析師預(yù)期，到2018年，該技術(shù)領(lǐng)域的贏家將可主宰市場規(guī)模達(dá)7億臺裝置的無線充電市場。

市場專家預(yù)期，在目前市場上即將推出的一系列混合式電磁感應(yīng)/共振(inductive/resonant)無線充電產(chǎn)品之后，共振式無線充電技術(shù)將一統(tǒng)天下;而蘋果(Apple)則可能會推出自家無線充電解決方案。博通(Broadcom)董事長暨技術(shù)長HenrySamueli表示，無線充電標(biāo)準(zhǔn)必須統(tǒng)一，該市場才會真正起飛;他并認(rèn)為，無線充電技術(shù)的目標(biāo)應(yīng)用不只是智能手機(jī)，其真正的成長推動力將來自物聯(lián)網(wǎng)(IoT)。

IHS分析師RyanSanderson指出，手機(jī)與平板仍將是在未來幾年無線充電技術(shù)的應(yīng)用大宗，預(yù)期到2016年，至少會有一家手機(jī)大廠在自家生態(tài)系統(tǒng)中整合無線充電技術(shù)能力。IHS另一位分析師JasondePreaux則認(rèn)為，蘋果應(yīng)該不想采用市面上現(xiàn)有的無線充電標(biāo)準(zhǔn)，而將開發(fā)自有技術(shù);不過這會需要數(shù)年的時間。

現(xiàn)在市場上有三種主要的無線充電技術(shù)──電磁感應(yīng)(magneticinduction)式、電磁共振(magneticresonance)，以及鎖定特殊應(yīng)用的射頻(radiofrequency)式方案。IHS的dePreaux表示，這些技術(shù)的功率大小以及充電時間其實(shí)都差不多;根據(jù)一項測試結(jié)果，采用Qi標(biāo)準(zhǔn)的電磁感應(yīng)式充電技術(shù)充飽GoogleNexus7手機(jī)，所花費(fèi)的時間是有線充電器的近三倍。

有數(shù)個產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)組織正主導(dǎo)不同無線充電技術(shù)的發(fā)展，WPC支持電磁感應(yīng)與橋接解決方案，A4WP(AssociationforWirelessPower)主推電磁共振方案，還有另一個PowerMattersAlliance(PMA)也是電磁共振充電方案的支持者;以色列新創(chuàng)公司Humavox則開發(fā)出一種稱為射頻充電的解決方案。而市場觀察家認(rèn)為，在主流技術(shù)塵埃落定之前，還會有其他的無線充電新技術(shù)或供貨商可能會冒出頭。

IHS的Sanderson表示，未來還可能出現(xiàn)提供消費(fèi)者在無線充電空間與距離方面更大自由度的新技術(shù)，甚至能與將成為市場主流的電磁共振技術(shù)競爭;射頻充電就是一個案例。不過他也指出，技術(shù)進(jìn)展需要數(shù)年時間，而且一旦現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)建設(shè)已經(jīng)到位并在這兩年獲得大量采用，新技術(shù)就很難再加入市場競爭。根據(jù)統(tǒng)計，去年無線充電接收裝置出貨量達(dá)2,000萬臺，其中大部分是電磁感應(yīng)式產(chǎn)品;Sanderson預(yù)期，該市場將在四年內(nèi)成長到7億臺。

WPC的市場開發(fā)副總裁JohnPerzow則認(rèn)為，由于市場仍困惑于各種現(xiàn)有競爭標(biāo)準(zhǔn)，任何一個標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展速度都無法更快;而PMA、A4WP、WPC等各種標(biāo)準(zhǔn)之間的差異，讓這些團(tuán)體很難結(jié)合在一起。Perzow指出，這些技術(shù)的通訊協(xié)議接口不兼容，無法互通。但標(biāo)準(zhǔn)整并是讓無線充電技術(shù)無所不在的必經(jīng)之路。

由于Google、三星(Samsung)、諾基亞(Nokia)等大廠已經(jīng)有相關(guān)產(chǎn)品問世，電磁感應(yīng)式無線充電技術(shù)目前儼然為市場主流。電磁感應(yīng)式無線充電通常采用兩種磁線圈，一個主線圈內(nèi)建于充電基座提供交流電磁場;另一個線圈則內(nèi)建于待充電裝置中，能將電磁場的能量轉(zhuǎn)換為電流為電池充電。這兩個線圈結(jié)合在一起就形成了變壓器。

WPC所推動的電磁感應(yīng)式無線充電技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)Qi獲得許多大廠支持，Perzow表示，目前市場上采用該標(biāo)準(zhǔn)的裝置已經(jīng)超過4,000萬臺;該組織提供的是緊密耦合的線圈感應(yīng)式技術(shù)，功率達(dá)5W，運(yùn)作頻率為200~300kHz。Perzow也指出，Qi標(biāo)準(zhǔn)的感應(yīng)距離最遠(yuǎn)為40mm，充電效率則為70%。

Qi標(biāo)準(zhǔn)與電磁感應(yīng)技術(shù)號稱可提供受保護(hù)的連結(jié)，其安全性適合醫(yī)療設(shè)備使用，射頻干擾度低。不過電磁感應(yīng)式無線充電技術(shù)也被認(rèn)為比其他種類無線充電技術(shù)脆弱且不方便，因為用戶必須將待充電裝置對準(zhǔn)充電座，自由度較低。對此Perzow表示，也許在某方面來說是如此，但Qi并非是一個永恒不變的產(chǎn)品，而是仍在發(fā)展中的技術(shù)。

雖然WPC與Qi目前可說是電磁感應(yīng)式無線充電的代名詞，WPC在1月份舉行的2014年國際消費(fèi)性電子展(CES)上，也展示了一種電磁共振式充電技術(shù)WoWz;該技術(shù)能與Qi相容，充電距離最遠(yuǎn)可達(dá)18mm，充電效率65%。Perzow表示，已經(jīng)推出支持Qi手機(jī)的三星，也是投資WPC開發(fā)電磁共振式技術(shù)的公司，因此三星有可能將會在自家手機(jī)內(nèi)建共振式技術(shù)。

Perzow預(yù)期，2014年將會有同時支持PMA電磁共振式技術(shù)與Qi標(biāo)準(zhǔn)的無線充電產(chǎn)品問世，而未來幾年也將陸續(xù)有更多橋接產(chǎn)品誕生：“短期看來這是可行的，但只要其中某一種標(biāo)準(zhǔn)大幅進(jìn)展，這種并存方案恐怕就不再可行。”

同時是WPC與PMA(現(xiàn)在該組織已經(jīng)與A4WP聯(lián)盟)成員的聯(lián)發(fā)科(MediaTek)，在今年CES首度展示其無線充電技術(shù)──同時支持Qi標(biāo)準(zhǔn)與電磁共振式技術(shù)的雙模無線充電方案。該系統(tǒng)是能同時為兩支智能型手機(jī)充電的基座，內(nèi)建單一線圈與單顆IC，鎖定0.5W~15W范圍內(nèi)的手機(jī)應(yīng)用(參考連結(jié)。

聯(lián)發(fā)科開發(fā)的雙模無線充電方案，圖左紅色的無線充電站是采用電磁共振式技術(shù)，圖右的充電板則是采用Qi標(biāo)準(zhǔn)電磁感應(yīng)式充電技術(shù)(來源：EETimes/JunkoYoshida)

聯(lián)發(fā)科行銷策略總監(jiān)MarkEstabrook表示，該公司開發(fā)的方案能辨識出是哪一個充電器，然后適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行充電，適用從藍(lán)牙耳機(jī)到電動車等產(chǎn)品：“我們認(rèn)為這算是一種橋接產(chǎn)品解決方案，有助于產(chǎn)業(yè)界從目前主流的電磁感應(yīng)式無線充電技術(shù)，過渡到還需要2~3年發(fā)展時間的電磁共振式無線充電技術(shù)。”

高通(Qualcomm)資深產(chǎn)品管理總監(jiān)、同時也是A4WP成員的MarkHunsicker表示，支持電磁感應(yīng)式與電磁共振式無線充電的雙模橋接式產(chǎn)品是有發(fā)展機(jī)會，但他認(rèn)為這類產(chǎn)品對消費(fèi)者來說吸引力不高，因為兩種無線充電技術(shù)并沒有很大的共通性，而同時支持兩種技術(shù)意味著需要更多材料與更高成本。

IHS的Sanderson表示，雖然產(chǎn)業(yè)界習(xí)慣將無線充電技術(shù)分為“電磁感應(yīng)”與“電磁共振”兩種方式，但實(shí)際上這兩種技術(shù)都是由電磁感應(yīng)技術(shù)衍生：“電磁共振式無線充電解決方案，是一種經(jīng)過高度調(diào)整的電磁感應(yīng)解決方案。”電磁共振式充電依賴相同共振頻率的松散耦合線圈來傳輸電力，一個負(fù)載電荷的電容板與線圈的某一端相接，就會產(chǎn)生一個共振頻率。[!--empirenews.page--]

支持者認(rèn)為電磁共振式充電技術(shù)的優(yōu)勢，在于一次能為多個裝置進(jìn)行充電，而且裝置擺放的位置自由度也較大，待充電裝置與充電座的距離可長達(dá)10吋，而中間若有中繼器(repeater)，距離還可進(jìn)一步拉長。

A4WP表示，電磁共振式無線充電(該組織所推動的技術(shù)版本名為Rezence)，能隔著40~50mm厚度的表面進(jìn)行充電。

A4WP的Hunsicker表示，電磁共振式無線充電能同時為多個不同種類的裝置充電，其他競爭技術(shù)雖然在某種程度上也能做到，但并不能滿足所有的需求。而他也強(qiáng)調(diào)，其他標(biāo)準(zhǔn)組織紛紛成立電磁共振式技術(shù)工作小組，意味著他們也承認(rèn)未來電磁共振式無線充電技術(shù)將取代電磁感應(yīng)式無線充電技術(shù)。

包括三星、德州儀器(TI)、戴爾(Dell)與WiTricity等公司都是A4WP成員，該組織最近宣布與開發(fā)電磁感應(yīng)式無線充電技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)團(tuán)體PMA策略聯(lián)盟。Hunsicker指出，市場上將會看到采用電磁共振式無線充電的配件產(chǎn)品，例如手機(jī)背蓋;而該技術(shù)也可以直接內(nèi)建于手機(jī)。

除了電磁感應(yīng)式、電磁共振式無線充電技術(shù)，以色列業(yè)者Humavox執(zhí)行長OmriLachman表示：“我們不玩線圈，我們是RF技術(shù);這種方案能提供更大的自由度，不須考慮發(fā)送/接收端的配對，你可以任意開發(fā)各種形式的產(chǎn)品、擺脫所有的禁忌。”該公司所開發(fā)的RF無線充電平臺名為Eterna，所發(fā)送的射頻會透過名為Nest的充電平臺內(nèi)建之迷你天線接收器，轉(zhuǎn)換成直流電。

通過Humavox的技術(shù)，一道2.4GHz無線電會可傳送能量到一個接收器，然后將電壓推向一顆電源管理IC。Lachman表示，其接收器的運(yùn)作電壓僅7mA，適合助聽器等低功耗裝置;該公司的技術(shù)主要鎖定醫(yī)療保健與老年人市場。他進(jìn)一步指出，老年人用戶通常不太會使用充電技術(shù)，因此最直觀的方案將會是無線充電市場的最大贏家。

“使用者在操作裝置時不會想要學(xué)習(xí)更多新技巧，特別是在充電時;”Lachman指出，電磁共振式充電技術(shù)還不夠直觀，而且該技術(shù)會有讓很多人望而卻步的電磁波等等問題。此外他也認(rèn)為，RF無線充電比起線圈式無線充電，更適合可穿戴式裝置、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，能更容易整合到小型裝置中，不過目前該方案尚未獲得量產(chǎn)裝置支持。

IHS的Sanderson則表示：“采用RF的無線充電方案在以前也曾經(jīng)出現(xiàn)過，但第一代的技術(shù)并未獲得廣泛采用;這并不表示在未來我們不會看到該類技術(shù)卷土重來。”

而Humavox的Lachman也對是否可能產(chǎn)生單一無線充電標(biāo)準(zhǔn)抱持質(zhì)疑態(tài)度，因為勝出的技術(shù)必須要整合超過一種以上的標(biāo)準(zhǔn)：“在WPC發(fā)表Qi標(biāo)準(zhǔn)，以及Powermat產(chǎn)品問世時，我們曾聽到過一些類似的(標(biāo)準(zhǔn)整合)承諾，而現(xiàn)在電磁共振式技術(shù)領(lǐng)域也有相同的呼聲。也許RF無線充電不會是最后的贏家，但該技術(shù)確實(shí)能帶來某些優(yōu)勢--包括能更容易整合到各種不同外形產(chǎn)品內(nèi)的接收系統(tǒng)。