在無線充電標(biāo)準(zhǔn)未定之下，AirFuel與WPC對戰(zhàn)的硝煙已在廠商與市場之中彌漫。由于兩大陣營旗下都兼有磁感應(yīng)（MI）與磁共振（MR）技術(shù)，而且雙方各具優(yōu)勢，各有擁護(hù)者，尚難預(yù)測哪一個陣營會奪得主流寶座。不少半導(dǎo)體廠商都同時加入兩大無線充電聯(lián)盟，開發(fā)出可同時支援兩種標(biāo)準(zhǔn)的多模無線充電芯片方案，以方便消費者使用，搶占更大無線充電市場。在單模方案依然占據(jù)市場主流地位的當(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？未來會超越單模方案成為市場主流嗎？
芯片廠商提前布陣多模方案
目前，無線充電有兩大標(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)上來看，無線充電經(jīng)歷了幾個功率等級——5W、9W、15W，目前業(yè)界也提出了無線快充技術(shù)的概念。IDT大中華及東南亞區(qū)銷售副總裁陳宇表示，無線快充更多的是針對手機(jī)領(lǐng)域，通過無線充電的方式，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)。“IDT的無線充電芯片采用32-bit ARM–M0 MCU架構(gòu)，可以靈活支持多種標(biāo)準(zhǔn)，并可為客戶定制專有協(xié)議。
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，這個也將影響到未來無線充電的快充標(biāo)準(zhǔn)，而IDT的嵌入式MCU方案能靈活應(yīng)對標(biāo)準(zhǔn)的演進(jìn)。”宇說。
IDT大中華及東南亞區(qū)銷售副總裁 陳宇
作為無線充電領(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)品開發(fā)。“我們有業(yè)界最高效率，最高靈活性的全套無線充電解決方案。” 陳宇介紹稱，IDT的產(chǎn)品線非常豐富，根據(jù)應(yīng)用場景和功率等級，主要分為三個系列： 3w以下的Tx芯片P9235A-R和Rx芯片P9027LP-R，主要針對可穿戴/醫(yī)療/GPS tracking等應(yīng)用, 兼容Qi標(biāo)準(zhǔn)； 5W對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的Qi充電市場，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extended profile標(biāo)準(zhǔn), 并同時支持PMA標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)悉，IDT的產(chǎn)品都已在第一時間通過了相應(yīng)認(rèn)證。
陳宇透露，IDT的三模接收端芯片已經(jīng)可以提供樣片，未來的產(chǎn)品將向更高效率、更高集成度方向發(fā)展。
安森美半導(dǎo)體是AirFuel Alliance 和無線充電聯(lián)盟(WPC)的會員，參與引領(lǐng)、指導(dǎo)并建立無線充電生態(tài)系統(tǒng)。其無線細(xì)分市場高級營銷策略經(jīng)理AJ ElJallad認(rèn)為，無線充電未來將成為電池供電的電子設(shè)備的標(biāo)配。“AirFuel在技術(shù)方面具有優(yōu)勢，因為它現(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。
據(jù)AJ ElJallad介紹，安森美的產(chǎn)品是無線充電系統(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)計人員提供TX端的雙芯片方案(PMIC及一個藍(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，無線充電功能可集成到單個系統(tǒng)級芯片(SoC)。“將來SoC用于可穿戴是一種可能的方案。不過，對于更高功率需求，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現(xiàn)方案。”AJ ElJallad說。
本土廠商深圳勁芯微電子有限公司（以下簡稱“勁芯微”）總經(jīng)理邵禮斌介紹，目前勁芯微推出的無線充電Rx芯片包括CV8010、CV8013系列和CV8015系列，其中CV8010的功率為2W，主要針對智能穿戴市場，CV8013為5W，CV8015為10W、9V/1.1A，支持QC自動識別。Rx芯片則有CV90318，功率為10W。“我們走的是Qi標(biāo)準(zhǔn)的路線，目前5W和10W的產(chǎn)品都已經(jīng)通過Qi V1.2的認(rèn)證。”邵禮斌稱，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。
多模方案落地需直面成本和效率問題
目前市場上雖然已經(jīng)出現(xiàn)了少數(shù)集成多標(biāo)準(zhǔn)的雙模和三模無線充電芯片，但是在市場化方面熱度并不高，市場仍然以單模為主。多模方案會不會只是過渡時期的熱門產(chǎn)品，在過渡期之后，單模磁共振會不會后來居上？
陳宇指出，從整個產(chǎn)業(yè)界的現(xiàn)狀來看，磁共振技術(shù)還沒有達(dá)到可成熟商用的階段。目前，業(yè)界并沒有一款集成方案的PTU IC，而且PTU的互操作性也將是一個問題；另外還有很多技術(shù)問題待解決，如EMI問題，NFC可靠性問題，手機(jī)接收靈敏度問題，空電BLE啟動問題，效率問題(小于60% VS 大于80% for MI)等。“從標(biāo)準(zhǔn)上來講，A4WP受限
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，對元器件精度要求高，生產(chǎn)調(diào)試不易，成本下不來，效率相比磁感應(yīng)低不少。“這些問題如果得不到解決，A4WP將停留在概念很好、難以落地的境地。除非未來磁共振有了突破性的技術(shù)進(jìn)步，才有可能成為主流。”他預(yù)計，磁共振可能會在小功率設(shè)備上會先用起來，與磁感應(yīng)技術(shù)直接競爭，但成本問題依然不容忽視。
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，他同時也表示，還是會做多模方案的技術(shù)儲備。
AJ ElJallad對磁共振技術(shù)的發(fā)展前景則非常樂觀。“我們稱MI為第一代無線充電，MR是下一代方案，在市場上MR取代MI只是時間問題。這個過程將通過多模(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，這將為消費者提供從MI到MR的無縫邁進(jìn)。”他表示，隨著安森美從磁感應(yīng)(MI)方案邁向磁共振(MR)，多模(MR及MI)方案將在不久的將來開始被采用。隨著MR成為主要的無線充電技術(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)體無線細(xì)分市場高級營銷策略經(jīng)理 AJ ElJallad
至于究竟哪種無線充電技術(shù)將用于市場，AJ ElJallad從兩方面進(jìn)行了分析。他認(rèn)為，首先是消費者將來會使用什么技術(shù)，無疑多模(磁感應(yīng)MI及磁共振MR)將是MI到MR的橋梁，不過這將取決于創(chuàng)建支持MR技術(shù)的基礎(chǔ)設(shè)施要花多長時間。隨著多模接收器越來越多地被用于市場，發(fā)射器將開始更多地轉(zhuǎn)向MR發(fā)射器以支持將來的技術(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)，多模實施可能是將來的標(biāo)準(zhǔn)，將無限期地支持MR和MI無線充電技術(shù)。其它產(chǎn)品如可穿戴、計算機(jī)可能不會支持多模，計算機(jī)可能只采用MR，因為MR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，可能會繼續(xù)支持MI，但實際上在可穿戴設(shè)備中也需要MR方案。
“不過，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，在多個設(shè)備使用單個MR墊的情況下，可穿戴設(shè)備將承受所需的更高的功率級別，導(dǎo)致?lián)p壞它。” AJ ElJallad稱，安森美半導(dǎo)體能提供“動態(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，該方案已通過驗證，如助聽器設(shè)備可與智能手機(jī)同時在同一MR TX墊上進(jìn)行無線充電。
AJ ElJallad稱，目前市場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，市場上將有更多的產(chǎn)品支持多模方案。
應(yīng)用前景廣闊 手機(jī)是最大驅(qū)動力
實際上，無線充電技術(shù)并不是一項新的技術(shù)，不過真正受到大眾的普遍關(guān)注是在最近幾年。雖然無線充電技術(shù)很熱，但進(jìn)展緩慢，目前支持無線充電的智能手機(jī)或電子產(chǎn)品依然寥寥無幾。
AJ ElJallad表示，無線充電技術(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，無線充電在手機(jī)領(lǐng)域是一項新技術(shù)，需要一段時間來讓市場和消費者接受這項技術(shù)，包括改變使用習(xí)慣，打消安全顧慮等。
不過，受訪企業(yè)皆表示，經(jīng)過這幾年的發(fā)展，無線充電正處于一個高速發(fā)展的階段。“放眼全球市場，IDT累計出貨量超過100M，并且這一數(shù)字仍在快速上升。實際上，無線充電經(jīng)過這幾年的發(fā)展，以IDT的第三代無線快充芯片取得成功為標(biāo)志，整個市場已經(jīng)進(jìn)入了一個高速發(fā)展的階段。”陳宇表示，“預(yù)計到2017年底，全球一半以上的智能手機(jī)將配備無線充電功能。”
另據(jù)IHS的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2015年無線充電接收器市場的全球出貨量達(dá)到1.44億臺，比前一年同期成長超過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，今年將有更多以無線充電作為內(nèi)置標(biāo)準(zhǔn)功能的產(chǎn)品推出。
眾所周知，要實現(xiàn)無線充電功能，必須有兩個部分：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。這意味著無線充電要真正普及，實現(xiàn)走到哪里充到哪里，除了便攜式設(shè)備里要集成無線充電Rx芯片外，在發(fā)射端，如咖啡廳、大型商場、酒店、會所等一些基礎(chǔ)設(shè)施上也需要布建無線充電底座。
無線充電的主要優(yōu)勢是能在產(chǎn)品中省去連接器，擺脫有線的束縛，設(shè)備可完全密封，防觸點腐蝕、防水防塵，還可釋放空間。這些特性無疑會給消費者帶來更好的用戶體驗。不過，當(dāng)前無線充電行業(yè)主要是被智能手機(jī)驅(qū)動。未來，無線充電會在哪些電子設(shè)備上成為標(biāo)配？
“無線充電的便利性，以及其明顯的用戶體驗優(yōu)勢，在可穿戴、 醫(yī)療、汽車、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。
邵禮斌也表示，無線充電的應(yīng)用范圍很廣，只要是移動、帶電池的便攜式產(chǎn)品，都有可能用到無線充電，如機(jī)器人、無人機(jī)、電動工具、平板、學(xué)習(xí)機(jī)、智能手表，以及健康醫(yī)療類產(chǎn)品。“無線充電技術(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上會有一些新的帶無線充電功能的機(jī)型出來，目前不管是高端的還是低端的智能手機(jī)都在規(guī)劃。”邵禮斌透露，與勁芯微合作的好幾家廠商，實際上，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。
AJ ElJallad表示，計算機(jī)市場也將推動無線充電技術(shù)的發(fā)展。他透露，安森美的無線充電方案將于2017年在市場推出，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)無線充電。另外，可穿戴設(shè)備也將采用無線充電作為主要充電方式。
此外，AJ ElJallad認(rèn)為無線充電技術(shù)用于醫(yī)療領(lǐng)域也具有巨大的優(yōu)勢。他舉例稱，如使用助聽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都行，而且無需打開很小的機(jī)械門更換電池，而這正是助聽器大多數(shù)故障或返修的原因。另一個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間點更換，這可能需要做手術(shù)，而無線充電或許可免于手術(shù)。
