在無(wú)線充電標(biāo)準(zhǔn)未定之下,AirFuel與WPC對(duì)戰(zhàn)的硝煙已在廠商與市場(chǎng)之中彌漫。由于兩大陣營(yíng)旗下都兼有磁感應(yīng)(MI)與磁共振(MR)技術(shù),而且雙方各具優(yōu)勢(shì),各有擁護(hù)者,尚難預(yù)測(cè)哪一個(gè)陣營(yíng)會(huì)奪得主流寶座。不少半導(dǎo)體廠商都同時(shí)加入兩大無(wú)線充電聯(lián)盟,開(kāi)發(fā)出可同時(shí)支援兩種標(biāo)準(zhǔn)的多模無(wú)線充電芯片方案,以方便消費(fèi)者使用,搶占更大無(wú)線充電市場(chǎng)。在單模方案依然占據(jù)市場(chǎng)主流地位的當(dāng)前,集成多模方案,支持磁感應(yīng)和磁共振的無(wú)線充電技術(shù)是否已經(jīng)成熟?還有哪些挑戰(zhàn)尚待攻克?未來(lái)會(huì)超越單模方案成為市場(chǎng)主流嗎?wenesmc
芯片廠商提前布陣多模方案
目前,無(wú)線充電有兩大標(biāo)準(zhǔn),WPC推出的Qi標(biāo)準(zhǔn)和AirFuel標(biāo)準(zhǔn)(PMA和A4WP合并)。從技術(shù)上來(lái)看,無(wú)線充電經(jīng)歷了幾個(gè)功率等級(jí)——5W、9W、15W,目前業(yè)界也提出了無(wú)線快充技術(shù)的概念。IDT大中華及東南亞區(qū)銷(xiāo)售副總裁陳宇表示,無(wú)線快充更多的是針對(duì)手機(jī)領(lǐng)域,通過(guò)無(wú)線充電的方式,為手機(jī)提供更大充電功率。目前主流做到9V/1A. WPC1.2 extended profile定義了中功率15w的標(biāo)準(zhǔn)?!癐DT的無(wú)線充電芯片采用32-bit ARM–M0 MCU架構(gòu),可以靈活支持多種標(biāo)準(zhǔn),并可為客戶定制專(zhuān)有協(xié)議。wenesmc
另外我們注意到有線快充在向低電壓(5V)大流量(4A)的方向發(fā)展,這個(gè)也將影響到未來(lái)無(wú)線充電的快充標(biāo)準(zhǔn),而IDT的嵌入式MCU方案能靈活應(yīng)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的演進(jìn)?!庇钫f(shuō)。
IDT大中華及東南亞區(qū)銷(xiāo)售副總裁 陳宇wenesmc
作為無(wú)線充電領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)廠商,IDT一直致力于Qi/PMA/A4WP三模兩種標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)?!拔覀冇袠I(yè)界最高效率,最高靈活性的全套無(wú)線充電解決方案?!?陳宇介紹稱,IDT的產(chǎn)品線非常豐富,根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景和功率等級(jí),主要分為三個(gè)系列: 3w以下的Tx芯片P9235A-R和Rx芯片P9027LP-R,主要針對(duì)可穿戴/醫(yī)療/GPS tracking等應(yīng)用, 兼容Qi標(biāo)準(zhǔn); 5W對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的Qi充電市場(chǎng),同樣包含Tx芯片和Rx芯片,分別為P9038和P9025AC; 15W的Tx芯片P9242-R和Rx芯片P9220-R,針對(duì)extended profile標(biāo)準(zhǔn), 并同時(shí)支持PMA標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)悉,IDT的產(chǎn)品都已在第一時(shí)間通過(guò)了相應(yīng)認(rèn)證。wenesmc
陳宇透露,IDT的三模接收端芯片已經(jīng)可以提供樣片,未來(lái)的產(chǎn)品將向更高效率、更高集成度方向發(fā)展。 wenesmc
安森美半導(dǎo)體是AirFuel Alliance 和無(wú)線充電聯(lián)盟(WPC)的會(huì)員,參與引領(lǐng)、指導(dǎo)并建立無(wú)線充電生態(tài)系統(tǒng)。其無(wú)線細(xì)分市場(chǎng)高級(jí)營(yíng)銷(xiāo)策略經(jīng)理AJ ElJallad認(rèn)為,無(wú)線充電未來(lái)將成為電池供電的電子設(shè)備的標(biāo)配?!癆irFuel在技術(shù)方面具有優(yōu)勢(shì),因?yàn)樗F(xiàn)在可提供磁感應(yīng)(MI)和磁共振(MR)兩種技術(shù),具有批準(zhǔn)認(rèn)可的技術(shù)規(guī)格,并且還在著手下一代非耦合技術(shù)。” AJ ElJallad稱,安森美半導(dǎo)體已有支持MR(AirFuel)架構(gòu)的產(chǎn)品,并且正創(chuàng)建產(chǎn)品系列以支持所有技術(shù),即多模方案。wenesmc
據(jù)AJ ElJallad介紹,安森美的產(chǎn)品是無(wú)線充電系統(tǒng)的構(gòu)建模塊,用于電源管理和充電領(lǐng)域。其電源管理方案,涵蓋發(fā)射器中從墻壁到發(fā)射線圈或諧振器的電力傳輸,和從接收器中接收線圈或諧振器到電池的電力傳輸。在發(fā)射器(TX)方面,安森美半導(dǎo)體的高度集成電源管理PMIC(SCY6992)用于磁共振(MR)無(wú)線充電,處理從2 W至50 W的所有功率需求。該方案為設(shè)計(jì)人員提供TX端的雙芯片方案(PMIC及一個(gè)藍(lán)牙低功耗IC用于通信和控制)。在接收器(RX)方面,視系統(tǒng)的功率需求,無(wú)線充電功能可集成到單個(gè)系統(tǒng)級(jí)芯片(SoC)?!皩?lái)SoC用于可穿戴是一種可能的方案。不過(guò),對(duì)于更高功率需求,集成一些元件將不是高能效的和優(yōu)化的,因此元件將繼續(xù)被外置作為分立的實(shí)現(xiàn)方案?!盇J ElJallad說(shuō)。wenesmc
本土廠商深圳勁芯微電子有限公司(以下簡(jiǎn)稱“勁芯微”)總經(jīng)理邵禮斌介紹,目前勁芯微推出的無(wú)線充電Rx芯片包括CV8010、CV8013系列和CV8015系列,其中CV8010的功率為2W,主要針對(duì)智能穿戴市場(chǎng),CV8013為5W,CV8015為10W、9V/1.1A,支持QC自動(dòng)識(shí)別。Rx芯片則有CV90318,功率為10W?!拔覀冏叩氖荙i標(biāo)準(zhǔn)的路線,目前5W和10W的產(chǎn)品都已經(jīng)通過(guò)Qi V1.2的認(rèn)證?!鄙鄱Y斌稱,勁芯微多模產(chǎn)品的研發(fā)方向是支持Qi和PMA標(biāo)準(zhǔn),目前推出的產(chǎn)品里面已有雙模的芯片,如CV8013D。邵禮斌透露,勁芯微很快還將推出15W的Rx芯片。wenesmc
多模方案落地需直面成本和效率問(wèn)題
目前市場(chǎng)上雖然已經(jīng)出現(xiàn)了少數(shù)集成多標(biāo)準(zhǔn)的雙模和三模無(wú)線充電芯片,但是在市場(chǎng)化方面熱度并不高,市場(chǎng)仍然以單模為主。多模方案會(huì)不會(huì)只是過(guò)渡時(shí)期的熱門(mén)產(chǎn)品,在過(guò)渡期之后,單模磁共振會(huì)不會(huì)后來(lái)居上?wenesmc
陳宇指出,從整個(gè)產(chǎn)業(yè)界的現(xiàn)狀來(lái)看,磁共振技術(shù)還沒(méi)有達(dá)到可成熟商用的階段。目前,業(yè)界并沒(méi)有一款集成方案的PTU IC,而且PTU的互操作性也將是一個(gè)問(wèn)題;另外還有很多技術(shù)問(wèn)題待解決,如EMI問(wèn)題,NFC可靠性問(wèn)題,手機(jī)接收靈敏度問(wèn)題,空電BLE啟動(dòng)問(wèn)題,效率問(wèn)題(小于60% VS 大于80% for MI)等?!皬臉?biāo)準(zhǔn)上來(lái)講,A4WP受限wenesmc
于的效率和產(chǎn)品成熟度,磁感應(yīng)的PMA主要受制于標(biāo)準(zhǔn)自身的發(fā)展。”陳宇進(jìn)一步稱,除此之外,磁共振技術(shù)目前的發(fā)送端集成度不高,對(duì)元器件精度要求高,生產(chǎn)調(diào)試不易,成本下不來(lái),效率相比磁感應(yīng)低不少?!斑@些問(wèn)題如果得不到解決,A4WP將停留在概念很好、難以落地的境地。除非未來(lái)磁共振有了突破性的技術(shù)進(jìn)步,才有可能成為主流?!彼A(yù)計(jì),磁共振可能會(huì)在小功率設(shè)備上會(huì)先用起來(lái),與磁感應(yīng)技術(shù)直接競(jìng)爭(zhēng),但成本問(wèn)題依然不容忽視。wenesmc
邵禮斌直言,由于受制于電磁輻射、成本和效率等原因,目前A4WP的商業(yè)化進(jìn)展并不順利,因此,多模方案除了增加成為外,并沒(méi)有太大意義。他認(rèn)為,Qi標(biāo)準(zhǔn)的磁共振技術(shù)的商用化速度可能更快。不過(guò),他同時(shí)也表示,還是會(huì)做多模方案的技術(shù)儲(chǔ)備。wenesmc
AJ ElJallad對(duì)磁共振技術(shù)的發(fā)展前景則非常樂(lè)觀?!拔覀兎QMI為第一代無(wú)線充電,MR是下一代方案,在市場(chǎng)上MR取代MI只是時(shí)間問(wèn)題。這個(gè)過(guò)程將通過(guò)多模(MI兼MR)方案銜接,多模方案可讓用戶采用任意一種技術(shù)為他們的便攜式設(shè)備充電,這將為消費(fèi)者提供從MI到MR的無(wú)縫邁進(jìn)?!彼硎荆S著安森美從磁感應(yīng)(MI)方案邁向磁共振(MR),多模(MR及MI)方案將在不久的將來(lái)開(kāi)始被采用。隨著MR成為主要的無(wú)線充電技術(shù),多模將獲得行業(yè)更多的牽引力,并且這些方案還在被進(jìn)一步優(yōu)化和增強(qiáng)。
安森美半導(dǎo)體無(wú)線細(xì)分市場(chǎng)高級(jí)營(yíng)銷(xiāo)策略經(jīng)理 AJ ElJalladwenesmc
至于究竟哪種無(wú)線充電技術(shù)將用于市場(chǎng),AJ ElJallad從兩方面進(jìn)行了分析。他認(rèn)為,首先是消費(fèi)者將來(lái)會(huì)使用什么技術(shù),無(wú)疑多模(磁感應(yīng)MI及磁共振MR)將是MI到MR的橋梁,不過(guò)這將取決于創(chuàng)建支持MR技術(shù)的基礎(chǔ)設(shè)施要花多長(zhǎng)時(shí)間。隨著多模接收器越來(lái)越多地被用于市場(chǎng),發(fā)射器將開(kāi)始更多地轉(zhuǎn)向MR發(fā)射器以支持將來(lái)的技術(shù)。二是便攜式產(chǎn)品將使用什么技術(shù)。在許多應(yīng)用中如智能手機(jī),多模實(shí)施可能是將來(lái)的標(biāo)準(zhǔn),將無(wú)限期地支持MR和MI無(wú)線充電技術(shù)。其它產(chǎn)品如可穿戴、計(jì)算機(jī)可能不會(huì)支持多模,計(jì)算機(jī)可能只采用MR,因?yàn)镸R可支持更高的充電和電力傳輸,這是筆記本電腦和二合一設(shè)備所需要的,而MI無(wú)法提供。而可穿戴設(shè)備由于其物理形態(tài)和功率要求,可能會(huì)繼續(xù)支持MI,但實(shí)際上在可穿戴設(shè)備中也需要MR方案。wenesmc
“不過(guò),MR用于可穿戴設(shè)備,面臨的挑戰(zhàn)之一是其功率需求遠(yuǎn)小于其它設(shè)備,在多個(gè)設(shè)備使用單個(gè)MR墊的情況下,可穿戴設(shè)備將承受所需的更高的功率級(jí)別,導(dǎo)致?lián)p壞它?!?AJ ElJallad稱,安森美半導(dǎo)體能提供“動(dòng)態(tài)功率調(diào)諧”,從而使可穿戴設(shè)備能調(diào)節(jié)自身從發(fā)射器接收到的功率而不損壞電路。這樣,可穿戴設(shè)備可同其它更高功率要求的設(shè)備在同一墊上充電。他透露,該方案已通過(guò)驗(yàn)證,如助聽(tīng)器設(shè)備可與智能手機(jī)同時(shí)在同一MR TX墊上進(jìn)行無(wú)線充電。wenesmc
AJ ElJallad稱,目前市場(chǎng)上已有支持多模兩種標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品,由HP顯示器底座開(kāi)始,有發(fā)射器,可支持MI和MR-Qi、AirFuel 磁感應(yīng)和AirFuel磁共振。2016年在發(fā)射器(TX)方面和接收器(RX)方面,市場(chǎng)上將有更多的產(chǎn)品支持多模方案。wenesmc
應(yīng)用前景廣闊 手機(jī)是最大驅(qū)動(dòng)力
實(shí)際上,無(wú)線充電技術(shù)并不是一項(xiàng)新的技術(shù),不過(guò)真正受到大眾的普遍關(guān)注是在最近幾年。雖然無(wú)線充電技術(shù)很熱,但進(jìn)展緩慢,目前支持無(wú)線充電的智能手機(jī)或電子產(chǎn)品依然寥寥無(wú)幾。wenesmc
AJ ElJallad表示,無(wú)線充電技術(shù)確是很老的技術(shù),但優(yōu)化它用于現(xiàn)代電子和增強(qiáng)電力傳輸?shù)哪苄翘魬?zhàn)。陳宇表示,無(wú)線充電在手機(jī)領(lǐng)域是一項(xiàng)新技術(shù),需要一段時(shí)間來(lái)讓市場(chǎng)和消費(fèi)者接受這項(xiàng)技術(shù),包括改變使用習(xí)慣,打消安全顧慮等。wenesmc
不過(guò),受訪企業(yè)皆表示,經(jīng)過(guò)這幾年的發(fā)展,無(wú)線充電正處于一個(gè)高速發(fā)展的階段?!胺叛廴蚴袌?chǎng),IDT累計(jì)出貨量超過(guò)100M,并且這一數(shù)字仍在快速上升。實(shí)際上,無(wú)線充電經(jīng)過(guò)這幾年的發(fā)展,以IDT的第三代無(wú)線快充芯片取得成功為標(biāo)志,整個(gè)市場(chǎng)已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)高速發(fā)展的階段?!标愑畋硎荆邦A(yù)計(jì)到2017年底,全球一半以上的智能手機(jī)將配備無(wú)線充電功能?!?span style="display:none">wenesmc
另?yè)?jù)IHS的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,2015年無(wú)線充電接收器市場(chǎng)的全球出貨量達(dá)到1.44億臺(tái),比前一年同期成長(zhǎng)超過(guò)160%。AJ ElJallad稱,這主要由三星Galaxy 6、6 Edge和Note 5及一些可穿戴設(shè)備如Apple Watch領(lǐng)航。他認(rèn)為,今年將有更多以無(wú)線充電作為內(nèi)置標(biāo)準(zhǔn)功能的產(chǎn)品推出。wenesmc
眾所周知,要實(shí)現(xiàn)無(wú)線充電功能,必須有兩個(gè)部分:發(fā)射器,與電源連接,負(fù)責(zé)向廣闊空間發(fā)射電能;接收器,一般安裝在電子產(chǎn)品上,用以接收電能。這意味著無(wú)線充電要真正普及,實(shí)現(xiàn)走到哪里充到哪里,除了便攜式設(shè)備里要集成無(wú)線充電Rx芯片外,在發(fā)射端,如咖啡廳、大型商場(chǎng)、酒店、會(huì)所等一些基礎(chǔ)設(shè)施上也需要布建無(wú)線充電底座。wenesmc
無(wú)線充電的主要優(yōu)勢(shì)是能在產(chǎn)品中省去連接器,擺脫有線的束縛,設(shè)備可完全密封,防觸點(diǎn)腐蝕、防水防塵,還可釋放空間。這些特性無(wú)疑會(huì)給消費(fèi)者帶來(lái)更好的用戶體驗(yàn)。不過(guò),當(dāng)前無(wú)線充電行業(yè)主要是被智能手機(jī)驅(qū)動(dòng)。未來(lái),無(wú)線充電會(huì)在哪些電子設(shè)備上成為標(biāo)配? wenesmc
“無(wú)線充電的便利性,以及其明顯的用戶體驗(yàn)優(yōu)勢(shì),在可穿戴、 醫(yī)療、汽車(chē)、玩具、藍(lán)牙耳機(jī)、小家電等領(lǐng)域都有廣闊的應(yīng)用前景。”陳宇如是說(shuō)。wenesmc
邵禮斌也表示,無(wú)線充電的應(yīng)用范圍很廣,只要是移動(dòng)、帶電池的便攜式產(chǎn)品,都有可能用到無(wú)線充電,如機(jī)器人、無(wú)人機(jī)、電動(dòng)工具、平板、學(xué)習(xí)機(jī)、智能手表,以及健康醫(yī)療類(lèi)產(chǎn)品。“無(wú)線充電技術(shù)成為手機(jī)的標(biāo)配是極有可能的。到今年年底,你可能就可以看到市場(chǎng)上會(huì)有一些新的帶無(wú)線充電功能的機(jī)型出來(lái),目前不管是高端的還是低端的智能手機(jī)都在規(guī)劃?!鄙鄱Y斌透露,與勁芯微合作的好幾家廠商,實(shí)際上,在我們的Rx芯片推出后,就有很多出口到海外的手機(jī)采用。wenesmc
AJ ElJallad表示,計(jì)算機(jī)市場(chǎng)也將推動(dòng)無(wú)線充電技術(shù)的發(fā)展。他透露,安森美的無(wú)線充電方案將于2017年在市場(chǎng)推出,在筆記本電腦、可翻轉(zhuǎn)顯示屏電腦和二合一產(chǎn)品中支持磁共振(MR)無(wú)線充電。另外,可穿戴設(shè)備也將采用無(wú)線充電作為主要充電方式。wenesmc
此外,AJ ElJallad認(rèn)為無(wú)線充電技術(shù)用于醫(yī)療領(lǐng)域也具有巨大的優(yōu)勢(shì)。他舉例稱,如使用助聽(tīng)器的病人可在任意地方使用他們的設(shè)備,甚至在淋浴間和在游泳時(shí)都行,而且無(wú)需打開(kāi)很小的機(jī)械門(mén)更換電池,而這正是助聽(tīng)器大多數(shù)故障或返修的原因。另一個(gè)例子是由電池供電的醫(yī)用貼片和植體,這些產(chǎn)品中的電池需要在某一時(shí)間點(diǎn)更換,這可能需要做手術(shù),而無(wú)線充電或許可免于手術(shù)。
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