Iphone8帶動(dòng)無線充電產(chǎn)業(yè)高飛，還需解決哪些技術(shù)難點(diǎn)？

“ ELEXCON2017深圳國際電子展今年開始特設(shè)“無線充電專區(qū)”，邀請(qǐng)國內(nèi)外主流技術(shù)提供商以及新創(chuàng)技術(shù)公司參與。從即日起，ELEXCON2017將對(duì)無線充電和市場熱點(diǎn)持續(xù)追蹤報(bào)道，敬請(qǐng)留意！”

Iphone8將上無線充電，中國廠商何時(shí)跟上？

無線充電的主要優(yōu)勢是可將手機(jī)方便放置在充電器或桌面上，并且能夠在沒有雜亂電纜的情況下充電。這一點(diǎn)聽起來可能不算什么，但是消費(fèi)者一旦體驗(yàn)過無線充電，他們將永遠(yuǎn)不愿再回到因?yàn)椴灏坞娎|而帶來不便的時(shí)代。

隨著家庭，辦公室，汽車，酒店和娛樂場所的充電設(shè)備數(shù)量的增加和普及，使用者無需再顧慮電池，并且使用者數(shù)量也將持續(xù)不斷地增長。反過來，這也延長了電池的使用壽命。此外，無線充電也同時(shí)帶來其他好處，例如減少了連接器耗損，提高了可靠性，加強(qiáng)了系統(tǒng)的防水和防塵性能。

目前已經(jīng)搭載無線充電功能的手機(jī)

無線充電曾被三星在內(nèi)的手機(jī)廠商視為超越蘋果的一大賣點(diǎn)，然而看起來目前無線充電功能并非剛需和標(biāo)配。雖然看上去無線充電市場進(jìn)展緩慢，但實(shí)際上經(jīng)過這幾年的發(fā)展，無線充電正處于一個(gè)高速發(fā)展的階段。有業(yè)內(nèi)人士預(yù)計(jì)，到2017年底，全球一半以上的智能手機(jī)將配備無線充電功能，無線充電成為行業(yè)的標(biāo)配會(huì)在2020年。根據(jù)調(diào)研機(jī)構(gòu)IHS的預(yù)計(jì)，2016年已經(jīng)有超過25款智能手機(jī)、20款智能手表、200種充電板、150種智能手機(jī)殼和50款車型實(shí)現(xiàn)了無線充電功能。所以筆者認(rèn)為，現(xiàn)階段無線電源技術(shù)已經(jīng)跨越初期應(yīng)用技術(shù)鴻溝，預(yù)計(jì)在不久的將來普及率會(huì)繼續(xù)增長。

從今年開始，iphone8將搭載無線充的消息開始越傳越真，有傳聞稱蘋果將采用博通的無線充電模組。“我們不方便評(píng)價(jià)蘋果的事情，我只能說蘋果的確已經(jīng)加入WPC聯(lián)盟。”WPC無線充電聯(lián)盟主席Menno Treffers表示。他同時(shí)表示，2017年將有3.25億部無線充電產(chǎn)品，其中3億部為移動(dòng)手機(jī)。同時(shí)將有7500萬無線手機(jī)充電設(shè)備。到2020年無線充電手機(jī)將達(dá)到10億部，2025年達(dá)到20億部，2021年充電設(shè)備也將達(dá)到5億的量級(jí)。所有的家用充電設(shè)備都可支持qi標(biāo)準(zhǔn)，據(jù)統(tǒng)計(jì)已有400多種充電產(chǎn)品推出，目前的市場規(guī)模在每年6000-8000萬，潛在的市場達(dá)到5億。其中汽車無線充電是另一大市場，目前已經(jīng)有66款汽車支持qi無線充電。

近日，作為WPC聯(lián)盟最高級(jí)別成員之一的蘋果也參加了在深圳舉行的WPC全球無線充電聯(lián)盟大會(huì)，從某種意義上來說iphone8加入無線充電的信息已得到證明。包括華為、OPPO、VIVO、金立、努比亞、魅族、TCL在內(nèi)的國產(chǎn)手機(jī)廠商都對(duì)無線充電表現(xiàn)出來強(qiáng)烈的興趣。

由于今年手機(jī)采用全面屏+光學(xué)式指紋識(shí)別+3D曲面玻璃逐漸成為潮流，無線充電技術(shù)將很好的滿足全面屏手機(jī)對(duì)于外觀設(shè)計(jì)以及信號(hào)屏蔽等方面的需求。此外，隨著未來5G通信技術(shù)對(duì)于手機(jī)功耗需求的增加，手機(jī)續(xù)航將成為一個(gè)大問題。目前業(yè)內(nèi)出現(xiàn)的所謂“共享充電寶”的概念就試圖從共享經(jīng)濟(jì)的角度來解決手機(jī)續(xù)航的問題，而顯然基于無線充電的共享商業(yè)模式將更具價(jià)值和前景。

對(duì)于手機(jī)業(yè)來說，蘋果依然具有技術(shù)風(fēng)向標(biāo)的作用，因此蘋果采用無線充電技術(shù)，將對(duì)整個(gè)手機(jī)產(chǎn)業(yè)包括各中國手機(jī)品牌產(chǎn)生巨大影響。隨著蘋果新一代手機(jī)搭配無線充電功能，將會(huì)有更多的公共設(shè)施鋪設(shè)無線充電底座。中國市場又擁有無可比擬的發(fā)展基因，例如互聯(lián)網(wǎng)、共享經(jīng)濟(jì)模式、資本運(yùn)作模式，甚至超過國外市場。應(yīng)用場景多，消費(fèi)者基數(shù)大，爆發(fā)性則更強(qiáng)。當(dāng)然，預(yù)計(jì)到國內(nèi)手機(jī)廠商跟進(jìn)無線充電在設(shè)計(jì)周期上要一年到一年半的時(shí)間，進(jìn)行設(shè)計(jì)、試產(chǎn)、驗(yàn)證。整體來看，手機(jī)無線充電的爆發(fā)時(shí)間點(diǎn)將會(huì)出現(xiàn)在2017年底到2018年。

標(biāo)準(zhǔn)之爭，影響無線充電用戶體驗(yàn)的主要技術(shù)難點(diǎn)？

影響無線充電普及的原因除了缺少蘋果這樣級(jí)別的公司來進(jìn)行市場培育外，一個(gè)重要原因就是技術(shù)還存在一定差異，導(dǎo)致用戶體驗(yàn)有問題。三星從Galaxy 5開始就采用無線充電，一直未能帶動(dòng)市場的原因就是第一代無線充電技術(shù)還不完善，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)充電，用戶體驗(yàn)差。

評(píng)價(jià)一款無線充電產(chǎn)品的體驗(yàn)好壞主要有三大指標(biāo)：效率、自由度和可靠性。效率意味著充電的速度，傳遞的能量更高；自由度，消費(fèi)者使用無線充電場的體驗(yàn)、場景不斷提高，這對(duì)線圈的設(shè)計(jì)非常重要；可靠性，例如異物檢測，金屬如果暴露在磁場，就會(huì)引起發(fā)熱。

兩個(gè)無線充電的標(biāo)準(zhǔn)之爭

熟悉無線充電技術(shù)的朋友都知道，目前主流的兩大無線充電技術(shù)：磁共振（Qi）以及磁感應(yīng)技術(shù)（A4WP）。隨后ARWP和PMA兩大標(biāo)準(zhǔn)宣布合并，聯(lián)盟更名為AirFuel Alliance（AirFuel）。在中高功率上，目前還沒有非常穩(wěn)定的應(yīng)用場景，市場還不明晰；在15W以下的中小功率市場，隨著蘋果年初加入WPC無線充電聯(lián)盟，蘋果將推出的無線充電手機(jī)也會(huì)兼容Qi標(biāo)準(zhǔn)，Qi有望成為主流的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

目前市面上最主流的無線充電技術(shù)都是磁感應(yīng)，絕大部分產(chǎn)品與WPC（Qi）標(biāo)準(zhǔn)兼容。高效率、高性價(jià)比的解決方案使得Qi在應(yīng)用領(lǐng)域的競爭中成為明顯的贏家。相對(duì)而言，磁共振確實(shí)在空間和放置自由度方面有更大優(yōu)勢，但仍因效率差，EMI和更高的發(fā)送器成本而受阻。因此，與磁感應(yīng)相比，磁共振迄今為止部署的基礎(chǔ)設(shè)施也明顯比較少。

從第一代到第三代無線充電芯片

由于未來的技術(shù)路線目前還不算特別明朗，因此目前各大無線充電芯片廠商傾向于采用多模產(chǎn)品來滿足所有標(biāo)準(zhǔn)。易沖無線首席執(zhí)行官潘思銘就表示，第一代無線充電以單模qi為主，在配件市場流行很長一段時(shí)間；第二代無線充電有所進(jìn)步，雙模并只支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的模式，但充電自由度有局限性；第三代無線充電芯片將更大程度提升自由度體驗(yàn)。易充無線的芯片架構(gòu)整流橋由可運(yùn)行在高頻的低Rdson的N-FEF組成，穩(wěn)壓器為buck，可靈活控制外接電路，并可外接BLE模塊，充電自由度將大大提高。此外第三代無線充電芯片的成本可以做到更低，例如過去需80個(gè)線圈而今天只需要10個(gè)線圈達(dá)到同樣的效果，成本可以做到100元以下。

此外，隨著手機(jī)的功能越來越多，電池容量越來越大，手機(jī)的主板卻越來越小，在盡量不改動(dòng)現(xiàn)有手機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的同時(shí)還要把無線充電電路集成到手機(jī)主板PCB上對(duì)于設(shè)計(jì)提出了挑戰(zhàn)。這個(gè)時(shí)候就需要從粉末、基礎(chǔ)原材料到線圈扁平線等通過各種研發(fā)降低整體線圈模組的厚度。易沖無線和順絡(luò)電子合作研發(fā)的MQPRF扁平線圈，在同等功率下，減少了基材占據(jù)的厚度，而且漆包線皮膜相對(duì)FPC線圈的覆蓋膜更薄，線圈的傳輸效率更高，可以做到0.23mm左右，厚度遠(yuǎn)小于同行的0.3mm，同時(shí)可提供定制化需求，并具有良好的熱管理性能。未來這個(gè)值有進(jìn)一步下降空間，據(jù)悉可下探到0.2 mm。這對(duì)于越做越薄的智能手機(jī)導(dǎo)入無線充電模組大有幫助。

不管是有線充電還是無線充電，在充電過程中手機(jī)都會(huì)發(fā)熱，在大功率快充時(shí)手機(jī)發(fā)熱更甚，因此，在無線充電的過程中手機(jī)必須要有優(yōu)秀的熱管理。而目前，大多數(shù)熱管理實(shí)現(xiàn)方式是當(dāng)IC達(dá)到過溫保護(hù)點(diǎn)后就會(huì)停止工作，待IC溫度降到安全工作溫度后再重新工作，這樣會(huì)使得充電時(shí)間大大延長，也降低了用戶體驗(yàn)。

另外，要做到在無線充電的同時(shí)不影響到手機(jī)的其他功能，還需要無線充電與手機(jī)的其他模塊并存工作。如手機(jī)在無線充電的過程中，用戶同時(shí)也在手機(jī)上看電影，用戶肯定不想看到無線充電會(huì)對(duì)LCD屏幕造成影響（出現(xiàn)條紋或屏幕觸摸失效）；又比如手機(jī)在無線充電的同時(shí)進(jìn)行免提通話，用戶肯定不想聽到的語音是斷續(xù)的。為了防止出現(xiàn)上述情況，不僅僅需要優(yōu)秀的無線充電電路設(shè)計(jì)，還需要有優(yōu)秀的手機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、線圈設(shè)計(jì)、電磁兼容設(shè)計(jì)和可靠性測試。

共享充電？未來無線充電的新應(yīng)用場景？

目前，主要的無線充電應(yīng)用是手機(jī)和智能手表的充電。筆者認(rèn)為，無線充電未來的應(yīng)用空間想象將會(huì)很大。例如共享充電模式，是智能手機(jī)除了本身能夠被無線充電，更能夠充當(dāng)雙向電源。這種新穎的概念允許智能手機(jī)用戶從手機(jī)“借”一些電來對(duì)其智能手表或附件進(jìn)行充電。因此未來的無線充電將支持手機(jī)和手機(jī)只見互相充電。

此外，汽車市場提供了與其他無線技術(shù)相結(jié)合的理想應(yīng)用，并為用戶提供了完整無線的體驗(yàn)。想象一下當(dāng)進(jìn)入你的車：把你的手機(jī)放在駕駛員和乘客座位之間的充電板上。手機(jī)開始使用Qi無線充電進(jìn)行充電，并且允許汽車識(shí)別用戶。座椅位置和鏡子根據(jù)您的預(yù)設(shè)偏好進(jìn)行調(diào)整。然后手機(jī)通過wifi（或其他）聯(lián)網(wǎng)，開始播放您喜歡的音樂，加載您的聯(lián)系人列表，并導(dǎo)航到您的下一個(gè)目的地。這是一個(gè)無線電源傳輸與無線數(shù)據(jù)傳輸相結(jié)合的完整無線體驗(yàn)。

未來，我們將會(huì)在家庭、辦公室（通常嵌入家具或電子設(shè)備中）、汽車、餐廳和公共場所以及公共交通工具中看到無線充電發(fā)送設(shè)備的增長。從無線充電技術(shù)本身來看，未來進(jìn)一步提升傳輸功率、縮短充電時(shí)間同時(shí)降低傳輸溫度和更高的自由度將成為趨勢。

關(guān)于ELEXCON2017深圳國際電子展暨嵌入式系統(tǒng)展：作為華南地區(qū)規(guī)模最大的專業(yè)電子和嵌入式技術(shù)展，ELEXCON2017將于2017年12月21-23日在深圳會(huì)展中心舉行。從元件到系統(tǒng)，從設(shè)計(jì)到制造，ELEXCON2017將匯聚超過800家重要供應(yīng)商提供的最新技術(shù)和產(chǎn)品，覆蓋的熱點(diǎn)涵蓋：嵌入式、物聯(lián)網(wǎng)、電力電子、人機(jī)交互與生物識(shí)別、無線充電、醫(yī)療電子、傳感器、電動(dòng)汽車、智能制造等。更多詳情，請(qǐng)登陸：www.elexcon.com