强化中功率/磁共振技术 WPC巩固无线充电霸主地位

2013-07-11 09:34:01来源: 新电子
    无线充电联盟(WPC)势力将日益壮大。在Qi标准顺利成为5瓦以下小功率无线充电应用主流规范后,WPC已积极展开更高输出功率技术标准的研拟工作,甚至计划纳入磁共振技术,实现更长距离的无线充电,进一步扩大市场应用范畴。

无线充电联盟(WPC)近期攻势一波接一波,不仅于5月底发布最新1.1版本标准,更宣布将于今年下半年推出中功率与磁共振技术充电方案,加速渗透各大应用领域,并巩固其于无线充电市场领导地位。  
德州仪器(TI)亚洲区类比市场开发行销经理何信龙表示,WPC 1.0版认证标准已于今年5月24日功成身退,支援该标准的产品也将于明年5月全面停售,取而代之的是WPC 1.1版认证标准(图1)。  


图1    WPC 1.1版本产品从今年5月开始已逐步汰换1.0版本产品。
据了解,1.1版本标准对使用者安全、异物侦测(FOD)、能量损失有更严格的要求,将可提升无线充电应用的安全性,进一步刺激消费者采用意愿。  

目前内建支援WPC无线充电标准晶片的手机数量正不断增加,包括宏达电、乐金(LG)、三星(Samsung)、Nokia、夏普(Sharp)、Panasonic等超过四十支手机款式,皆为各品牌的高阶智慧型手机。  

不过,由于WPC 1.1版标准规定传送端(Tx)与接收端(Rx)的设计不能具备任何金属物质于其中,且两端皆须针对使用者意外增设防御机制,如动态电源限制(DPL)功能,因此,该规格的订定无异宣布金属外壳的手机,未来无论是透过手机配件或外部充电底座,皆无法实现无线充电功能。因此,随着最新标准出炉,品牌厂势必要得在无线充电功能与整体手机设计材料上做取舍。  

事实上,金属外壳手机不适用无线充电的原因除安全疑虑外,还有充电效率问题。WPC 1.1认证标准除额外规定使用者安全保护措施外,亦针对无线充电过程中传送端与接收端因外部金属物电磁感应涡电流(Eddy Current)而产生的能量损失进行规范。  

何信龙认为,由于无线充电晶片内建于手机内部的充电效率,会远高于使用外部配件如手机外壳或电力卡(Power Card)的充电方案,因此,各品牌厂未来将会朝内建无线功能的产品设计方向发展。  

除推出新版标准外,WPC更于2013年台北国际电脑展(Computex)中,宣告无线充电将从5瓦以下小功率智慧型手机、消费性电子应用,延伸至车用、厨房电器和10?15瓦中大功率平板。同时WPC亦抢先电力事业联盟(PMA)、无线电力联盟(Alliance for Wireless Power, A4WP)两大竞争对手实现磁共振(Magnetic Resonance, MR)无线充电技术商用,可一次对多个装置充电,将加速无线充电全面进驻电子装置。  

中功率/MR方案齐发 WPC扩大势力范围


图2    无线联电科技总裁暨WPC副主席邓蕴美认为,继Wi-Fi、蓝牙之后,无线充电将带动新一波无线技术革命。
无线联电科技总裁暨WPC副主席邓蕴美(图2)表示,WPC推行的Qi无线充电标准,在手机市场渗透率正直线飙升,截至目前已有宏达电、三星、索尼(Sony)、诺基亚和乐金等品牌大厂,共四十三款手机导入,出货两千万支;今年下半年,中兴、华为两家重量级业者亦将加入此行列,推出支援无线充电的中低价手机,为该技术成长再添庞大动能。预期至2015年,内嵌无线充电模组与线圈的手机出货量将超越一亿支,达到新的里程碑。  

邓蕴美分析,Qi标准认证实验室从去年四个增加至今年的九个,大幅缩短相关晶片、终端产品上市时程,已吸引各界争相投入开发。其中,全球主要电信业者如AT&T、中国移动和NTT DOCOMO等,均计划于今年扩大采购无线充电手机,激励手机品牌厂积极补强产品阵容;而装置端的供应成熟后,亦驱动星巴克(Starbucks)、麦当劳(McDonald's)等服务业者加紧布建无线充电环境,让整个生态系统日益茁壮。  

除手机以外,WPC下一阶段的目标更将锁定无线扩充基座(Docking Station)、车用和厨房电器。在车用充电装置方面,WPC已与Jeep Cherokee、丰田(Toyota)及SsangYong合作,将于2014年上市的新车款中导入Qi无线充电装置,取代传统须接线的车充。  

此外,飞利浦建兴数位科技(PLDS)则展示2013年丰田Avalon的E-binlid。与Qi标准相容的E-binlid位在汽车中控台,驾驶仅须将Qi相容设备放在E-binlid上即可充电。  

另一方面,WPC亦发起无线厨房计划,全力推动相关电器规范与设计方法。邓蕴美指出,WPC已与海尔共同在今年Computex中展出首款无线充电搅拌机和电锅,并计划在今年第三季正式上市;后续WPC将针对其他厨房电器研拟新规格,打造便捷、安全的无线充电环境,大幅改变消费者使用习惯。  

据悉,WPC已于今年3月陆续成立汽车(Automotive)、无线厨房(Wireless Kitchen)、中功率(Middle Power)、频率规范(Regularity)和技术宣传(Promotion)等多个工作小组,以促进无线充电技术延伸至其他应用领域。其中,该联盟特别着重于中大功率规范,包括10?15瓦、30~120瓦的新标准均已提出草案,将分别于2013年底至2014年问世,为平板、笔电增添无线充电的差异化设计价值。  


图3    飞思卡尔亚太区消费电子业务拓展与市场经理黄卫其表示,WPC已开始投入磁共振技术研发,未来无线充电技术将可以扩大应用范畴。
另一方面,飞思卡尔(Freescale)亚太区消费电子业务拓展与市场经理黄卫其(图3)补充,由于Qi标准目前以磁感应(Inductive)技术为主,对无线充电发射器、接收器的对位与距离有所限制;因此,WPC也同步投入磁共振技术研发,并与PowerbyProxi携手打造首款相容Qi标准的磁共振无线充电商用产品,透过电场共振方式将电力传输距离延伸至1公尺范围,并可一次充五支手机,突破感应式技术桎梏。此外,亦有医疗设备厂正采用磁共振无线充电技术,开发植入式显微镜胶囊,以提升充电便利性。  


PowerbyProxi加入 磁共振Qi标准商用可期
事实上,磁共振无线充电技术厂商PowerbyProxi不仅加入WPC,更晋身管理阶层,将有助加快WPC将磁共振无线充电技术融入新一代Qi标准的发展。 

PowerbyProxi执行副总裁暨首席技术官Fady Mishriki表示,PowerbyProxi的目标是与WPC分享技术专业及矽智财(IP),为新一代Qi标准技术能力增值,并提供消费者最好的使用经验。 

PowerbyProxi在国际电脑展展出一系列原型产品,即为了证明PowerbyProxi将与WPC一同拓展新的无线充电规格,并确保与现有Qi生态系统完全相容。 

WPC主席Menno Treffers指出,PowerbyProxi加入WPC,并成为管理团队(Management Team)成员后,将有助于WPC拓展除智慧型手机以外,需中功率充电的平板电脑、Ultrabook以及一般笔电,甚至是高功率无线充电的厨房电器市场。 

据了解,目前磁共振无线充电技术尚未达产品量产阶段,但各大厂商包括WPC创始成员Fulton、新成员PowerbyProxi以及A4WP成员高通(Qualcomm),皆已紧锣密鼓部署专利,欲待技术成熟时抢先卡位市场。 

相较于Qi既有的磁感应技术仅能于传送端10毫米(mm)内提供接收端充电服务,磁共振技术的无线充电距离能达数公尺,并同时提供多重装置充电服务,且装置发热情形较不明显。不过,目前磁共振技术仍须克服电源转换效率最多仅50%的重大技术瓶颈,以及高频(6MHz)功率元件成本偏高的问题。 

目前力拱磁共振无线充电技术的电信商为T-Mobile,而英特尔(Intel)和苹果(Apple)两大消费性电子厂商亦积极开发磁共振技术,前者将应用于Ultrabook充电,而后者则已申请专利,未来苹果的产品内建磁共振模组的机率大增。

值得一提的是,未来磁共振技术主战场将不仅是行动装置,更将挟远距传输、毋须精准线圈定位的优势,在家电以及电动车市场大行其道,目前三菱(Mitsubishi)、丰田汽车皆投注相当多资源在该技术,并已申请专利。待未来突破转换效率及电磁干扰(EMI)等问题后,磁共振技术将可成为上述市场炙手可热的充电新选择。 

正当WPC不断扩张势力,完备其生态体系之际,市场亦已出现多模无线充电的发展声浪。不过,由于PMA与A4WP的标准进展相对牛步,因此双模甚至是多模无线充电市场短期内将无法大幅度成长。 

PMA未成气候 双模无线充电言之过早

囿于PMA技术尚未完全标准化,且生态、验证环境不足,因此,同时支援WPC Qi与PMA标准的双模无线充电晶片导入终端产品速度并不显著,短期内将不会有太大的出货量变化。 

何信龙分析,相较于已是成熟标准的Qi认证,PMA目前进展相对缓慢,其技术尚未标准化,且认证规范也未定,目前所有声称通过PMA「预认证(Pre-certification)」的晶片皆奠基于该组织创立成员Powermat的先前产品规格,但未来认证规格仍有许多变数。 

何信龙进一步指出,目前WPC已在全球设立多家授权标准认证实验室,如台湾的耕兴及德国莱因(TUV Rheinland)、日本的UL、韩国的SGS Korea、美国的DLS等,能因应无线充电周边产品出货量增加而提供即时、大量的服务;然而,反观PMA的认证机构却尚未到位,此将使终端产品的出货时程延宕。 


无线充电技术已开始渗透汽车应用市场 图片来源:autoguide
纵然三星、乐金、宏达电已于4月中成为PMA新成员,让外界认为PMA声势因此大涨,未来将有许多手机支援双模无线充电,但实则不然。何信龙强调,各品牌厂加入任何的无线充电联盟皆有其商业政策考量,不过,单就目前支援PMA充电标准的手机数量而言,PMA的表现并不理想,上述品牌的高阶智慧型手机目前仍单以支援Qi标准为主。 

事实上,电信服务商的态度亦决定终端手机采用无线充电标准的选择。据了解,目前北美的Verizon及日本的NTT DOCOMO皆力挺Qi标准,而PMA标准则仅有AT&T宣布将于2014年导入其旗下手机,短期内未能见到手机出货量表现。 

不仅如此,WPC即将在今年第四季启动中功率(15瓦)无线充电标准认证,此举将有助于WPC跨足平板电脑无线充电市场,但中功率无线充电晶片在双模无线充电方案中则毫无用武之地,由于PMA标准目前仅能提供5瓦以下的充电功率,因此,双模无线充电方案也仅能提供低功率充电服务,亦即该方案与平板电脑市场无缘,将导致晶片出海口有限。 

何信龙指出,虽然双模无线充电晶片议题火热,但德州仪器目前仍将建议客户先专注于生产支援WPC 1.1标准的产品,待今年下半年以后PMA新一代、正式版的标准出炉,且验证环境更加完备以后,再行切入PMA市场,甚至是双模无线充电方案。 

据了解,德州仪器目前双模无线充电接收器晶片已届样品阶段、发送器技术亦已相当成熟,待PMA崛起以后,德州仪器将可即时提供客户最新的双模无线充电解决方案。 

据统计,2012年无线充电相关产品出货量已超过一千五百万台,预计在整体商机持续蓬勃发展下,2013年出货量将超过四千万台。目前美国市场将由电信商Verizon及AT&T领头、日本市场则以NTT DOCOMO为最积极推动无线充电服务的电信服务商。 

随着无线充电商机持续延烧,WPC的攻势也一波接着一波,欲挟新标准与新技术扩大应用范畴,持续扩大市场布局,并抢先对手插旗市场。

关键字:WPC  无线充电霸主

编辑:北极风 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/xfdz/2013/0711/article_23554.html
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