Iphone8帶動(dòng)無(wú)線(xiàn)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(kāi)始特設“無(wú)線(xiàn)充電專(zhuān)區”，邀請國內外主流技術(shù)提供商以及新創(chuàng )技術(shù)公司參與。從即日起，ELEXCON2017將對無(wú)線(xiàn)充電和市場(chǎng)熱點(diǎn)持續追蹤報道，敬請留意！"

　　I phone 8將上無(wú)線(xiàn)充電，中國廠(chǎng)商何時(shí)跟上？

　　無(wú)線(xiàn)充電的主要優(yōu)勢是可將手機方便放置在充電器或桌面上，并且能夠在沒(méi)有雜亂電纜的情況下充電。這一點(diǎn)聽(tīng)起來(lái)可能不算什么，但是消費者一旦體驗過(guò)無(wú)線(xiàn)充電，他們將永遠不愿再回到因為插拔電纜而帶來(lái)不便的時(shí)代。

　　隨著(zhù)家庭，辦公室，汽車(chē)，酒店和娛樂(lè )場(chǎng)所的充電設備數量的增加和普及，使用者無(wú)需再顧慮電池，并且使用者數量也將持續不斷地增長(cháng)。反過(guò)來(lái)，這也延長(cháng)了電池的使用壽命。此外，無(wú)線(xiàn)充電也同時(shí)帶來(lái)其他好處，例如減少了連接器耗損，提高了可靠性，加強了系統的防水和防塵性能。

　　目前已經(jīng)搭載無(wú)線(xiàn)充電功能的手機

　　無(wú)線(xiàn)充電曾被三星在內的手機廠(chǎng)商視為超越蘋(píng)果的一大賣(mài)點(diǎn)，然而看起來(lái)目前無(wú)線(xiàn)充電功能并非剛需和標配。雖然看上去無(wú)線(xiàn)充電市場(chǎng)進(jìn)展緩慢，但實(shí)際上經(jīng)過(guò)這幾年的發(fā)展，無(wú)線(xiàn)充電正處于一個(gè)高速發(fā)展的階段。有業(yè)內人士預計，到2017年底，全球一半以上的智能手機將配備無(wú)線(xiàn)充電功能，無(wú)線(xiàn)充電成為行業(yè)的標配會(huì )在2020年。根據調研機構IHS的預計，2016年已經(jīng)有超過(guò)25款智能手機、20款智能手表、200種充電板、150種智能手機殼和50款車(chē)型實(shí)現了無(wú)線(xiàn)充電功能。所以筆者認為，現階段無(wú)線(xiàn)電源技術(shù)已經(jīng)跨越初期應用技術(shù)鴻溝，預計在不久的將來(lái)普及率會(huì )繼續增長(cháng)。

　　從今年開(kāi)始，iphone8將搭載無(wú)線(xiàn)充的消息開(kāi)始越傳越真，有傳聞稱(chēng)蘋(píng)果將采用博通的無(wú)線(xiàn)充電模組。“我們不方便評價(jià)蘋(píng)果的事情，我只能說(shuō)蘋(píng)果的確已經(jīng)加入WPC聯(lián)盟。”WPC無(wú)線(xiàn)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(wú)線(xiàn)充電產(chǎn)品，其中3億部為移動(dòng)手機。同時(shí)將有7500萬(wàn)無(wú)線(xiàn)手機充電設備。到2020年無(wú)線(xiàn)充電手機將達到10億部，2025年達到20億部，2021年充電設備也將達到5億的量級。所有的家用充電設備都可支持qi標準，據統計已有400多種充電產(chǎn)品推出，目前的市場(chǎng)規模在每年6000-8000萬(wàn)，潛在的市場(chǎng)達到5億。其中汽車(chē)無(wú)線(xiàn)充電是另一大市場(chǎng)，目前已經(jīng)有66款汽車(chē)支持qi無(wú)線(xiàn)充電。

　　近日，作為WPC聯(lián)盟最高級別成員之一的蘋(píng)果也參加了在深圳舉行的WPC全球無(wú)線(xiàn)充電聯(lián)盟大會(huì )，從某種意義上來(lái)說(shuō)iphone8加入無(wú)線(xiàn)充電的信息已得到證明。包括華為、OPPO、VIVO、金立、努比亞、魅族、TCL在內的國產(chǎn)手機廠(chǎng)商都對無(wú)線(xiàn)充電表現出來(lái)強烈的興趣。

　　由于今年手機采用全面屏+光學(xué)式指紋識別+3D曲面玻璃逐漸成為潮流，無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)將很好的滿(mǎn)足全面屏手機對于外觀(guān)設計以及信號屏蔽等方面的需求。此外，隨著(zhù)未來(lái)5G通信技術(shù)對于手機功耗需求的增加，手機續航將成為一個(gè)大問(wèn)題。目前業(yè)內出現的所謂“共享充電寶”的概念就試圖從共享經(jīng)濟的角度來(lái)解決手機續航的問(wèn)題，而顯然基于無(wú)線(xiàn)充電的共享商業(yè)模式將更具價(jià)值和前景。

　　對于手機業(yè)來(lái)說(shuō)，蘋(píng)果依然具有技術(shù)風(fēng)向標的作用，因此蘋(píng)果采用無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)，將對整個(gè)手機產(chǎn)業(yè)包括各中國手機品牌產(chǎn)生巨大影響。隨著(zhù)蘋(píng)果新一代手機搭配無(wú)線(xiàn)充電功能，將會(huì )有更多的公共設施鋪設無(wú)線(xiàn)充電底座。中國市場(chǎng)又擁有無(wú)可比擬的發(fā)展基因，例如互聯(lián)網(wǎng)、共享經(jīng)濟模式、資本運作模式，甚至超過(guò)國外市場(chǎng)。應用場(chǎng)景多，消費者基數大，爆發(fā)性則更強。當然，預計到國內手機廠(chǎng)商跟進(jìn)無(wú)線(xiàn)充電在設計周期上要一年到一年半的時(shí)間，進(jìn)行設計、試產(chǎn)、驗證。整體來(lái)看，手機無(wú)線(xiàn)充電的爆發(fā)時(shí)間點(diǎn)將會(huì )出現在2017年底到2018年。

　　標準之爭，影響無(wú)線(xiàn)充電用戶(hù)體驗的主要技術(shù)難點(diǎn)？

　　影響無(wú)線(xiàn)充電普及的原因除了缺少蘋(píng)果這樣級別的公司來(lái)進(jìn)行市場(chǎng)培育外，一個(gè)重要原因就是技術(shù)還存在一定差異，導致用戶(hù)體驗有問(wèn)題。三星從Galaxy 5開(kāi)始就采用無(wú)線(xiàn)充電，一直未能帶動(dòng)市場(chǎng)的原因就是第一代無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)還不完善，點(diǎn)對點(diǎn)充電，用戶(hù)體驗差。

　　評價(jià)一款無(wú)線(xiàn)充電產(chǎn)品的體驗好壞主要有三大指標：效率、自由度和可靠性。效率意味著(zhù)充電的速度，傳遞的能量更高;自由度，消費者使用無(wú)線(xiàn)充電場(chǎng)的體驗、場(chǎng)景不斷提高，這對線(xiàn)圈的設計非常重要;可靠性，例如異物檢測，金屬如果暴露在磁場(chǎng)，就會(huì )引起發(fā)熱。

　　兩個(gè)無(wú)線(xiàn)充電的標準之爭

　　熟悉無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)的朋友都知道，目前主流的兩大無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)：磁共振(Qi)以及磁感應技術(shù)(A4WP)。隨后ARWP和PMA兩大標準宣布合并，聯(lián)盟更名為AirFuel Alliance(AirFuel)。在中高功率上，目前還沒(méi)有非常穩定的應用場(chǎng)景，市場(chǎng)還不明晰;在15W以下的中小功率市場(chǎng)，隨著(zhù)蘋(píng)果年初加入WPC無(wú)線(xiàn)充電聯(lián)盟，蘋(píng)果將推出的無(wú)線(xiàn)充電手機也會(huì )兼容Qi標準，Qi有望成為主流的行業(yè)標準。

　　目前市面上最主流的無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)都是磁感應，絕大部分產(chǎn)品與WPC(Qi)標準兼容。高效率、高性?xún)r(jià)比的解決方案使得Qi在應用領(lǐng)域的競爭中成為明顯的贏(yíng)家。相對而言，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，與磁感應相比，磁共振迄今為止部署的基礎設施也明顯比較少。

　　從第一代到第三代無(wú)線(xiàn)充電芯片

　　由于未來(lái)的技術(shù)路線(xiàn)目前還不算特別明朗，因此目前各大無(wú)線(xiàn)充電芯片廠(chǎng)商傾向于采用多模產(chǎn)品來(lái)滿(mǎn)足所有標準。易沖無(wú)線(xiàn)首席執行官潘思銘就表示，第一代無(wú)線(xiàn)充電以單模qi為主，在配件市場(chǎng)流行很長(cháng)一段時(shí)間;第二代無(wú)線(xiàn)充電有所進(jìn)步，雙模并只支持點(diǎn)對點(diǎn)的模式，但充電自由度有局限性;第三代無(wú)線(xiàn)充電芯片將更大程度提升自由度體驗。易充無(wú)線(xiàn)的芯片架構整流橋由可運行在高頻的低Rdson的N-FEF組成，穩壓器為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(wú)線(xiàn)充電芯片的成本可以做到更低，例如過(guò)去需80個(gè)線(xiàn)圈而今天只需要10個(gè)線(xiàn)圈達到同樣的效果，成本可以做到100元以下。

　　此外，隨著(zhù)手機的功能越來(lái)越多，電池容量越來(lái)越大，手機的主板卻越來(lái)越小，在盡量不改動(dòng)現有手機內部結構的同時(shí)還要把無(wú)線(xiàn)充電電路集成到手機主板PCB上對于設計提出了挑戰。這個(gè)時(shí)候就需要從粉末、基礎原材料到線(xiàn)圈扁平線(xiàn)等通過(guò)各種研發(fā)降低整體線(xiàn)圈模組的厚度。易沖無(wú)線(xiàn)和順絡(luò )電子合作研發(fā)的MQPRF扁平線(xiàn)圈，在同等功率下，減少了基材占據的厚度，而且漆包線(xiàn)皮膜相對FPC線(xiàn)圈的覆蓋膜更薄，線(xiàn)圈的傳輸效率更高，可以做到0.23mm左右，厚度遠小于同行的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(lái)這個(gè)值有進(jìn)一步下降空間，據悉可下探到0.2 mm。這對于越做越薄的智能手機導入無(wú)線(xiàn)充電模組大有幫助。

　　不管是有線(xiàn)充電還是無(wú)線(xiàn)充電，在充電過(guò)程中手機都會(huì )發(fā)熱，在大功率快充時(shí)手機發(fā)熱更甚，因此，在無(wú)線(xiàn)充電的過(guò)程中手機必須要有優(yōu)秀的熱管理。而目前，大多數熱管理實(shí)現方式是當IC達到過(guò)溫保護點(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(cháng)，也降低了用戶(hù)體驗。

　　另外，要做到在無(wú)線(xiàn)充電的同時(shí)不影響到手機的其他功能，還需要無(wú)線(xiàn)充電與手機的其他模塊并存工作。如手機在無(wú)線(xiàn)充電的過(guò)程中，用戶(hù)同時(shí)也在手機上看電影，用戶(hù)肯定不想看到無(wú)線(xiàn)充電會(huì )對LCD屏幕造成影響(出現條紋或屏幕觸摸失效);又比如手機在無(wú)線(xiàn)充電的同時(shí)進(jìn)行免提通話(huà)，用戶(hù)肯定不想聽(tīng)到的語(yǔ)音是斷續的。為了防止出現上述情況，不僅僅需要優(yōu)秀的無(wú)線(xiàn)充電電路設計，還需要有優(yōu)秀的手機結構設計、線(xiàn)圈設計、電磁兼容設計和可靠性測試。

　　共享充電？未來(lái)無(wú)線(xiàn)充電的新應用場(chǎng)景？

　　目前，主要的無(wú)線(xiàn)充電應用是手機和智能手表的充電。筆者認為，無(wú)線(xiàn)充電未來(lái)的應用空間想象將會(huì )很大。例如共享充電模式，是智能手機除了本身能夠被無(wú)線(xiàn)充電，更能夠充當雙向電源。這種新穎的概念允許智能手機用戶(hù)從手機“借”一些電來(lái)對其智能手表或附件進(jìn)行充電。因此未來(lái)的無(wú)線(xiàn)充電將支持手機和手機只見(jiàn)互相充電。

　　此外，汽車(chē)市場(chǎng)提供了與其他無(wú)線(xiàn)技術(shù)相結合的理想應用，并為用戶(hù)提供了完整無(wú)線(xiàn)的體驗。想象一下當進(jìn)入你的車(chē)：把你的手機放在駕駛員和乘客座位之間的充電板上。手機開(kāi)始使用Qi無(wú)線(xiàn)充電進(jìn)行充電，并且允許汽車(chē)識別用戶(hù)。座椅位置和鏡子根據您的預設偏好進(jìn)行調整。然后手機通過(guò)wifi(或其他)聯(lián)網(wǎng)，開(kāi)始播放您喜歡的音樂(lè )，加載您的聯(lián)系人列表，并導航到您的下一個(gè)目的地。這是一個(gè)無(wú)線(xiàn)電源傳輸與無(wú)線(xiàn)數據傳輸相結合的完整無(wú)線(xiàn)體驗。

　　未來(lái)，我們將會(huì )在家庭、辦公室(通常嵌入家具或電子設備中)、汽車(chē)、餐廳和公共場(chǎng)所以及公共交通工具中看到無(wú)線(xiàn)充電發(fā)送設備的增長(cháng)。從無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)本身來(lái)看，未來(lái)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展 ： 作為華南地區規模最大的專(zhuān)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，從設計到制造，ELEXCON2017將匯聚超過(guò)800家重要供應商提供的最新技術(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、人機交互與生物識別、無(wú)線(xiàn)充電、醫療電子、傳感器、電動(dòng)汽車(chē)、智能制造等。更多詳情，請登陸：www.elexcon.com