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從多角度出發,無線充電技術普及還存在哪些阻礙?

2019-12-05 14:23:06 來源:大比特商務網 作者:歐蕾伊 點擊:3106

【大比特導讀】都快2020年了,無線充電技術為什么還沒普及呢?

A:誰有手機充電線,借一下

B:Lighting接口的要不要?

C:有充電寶,但沒Type-C的線

A:.....

想必我們在生活中或多或少也會出現以上這種情況吧,是不是有種有苦說不出,叫天天不應的感覺。現如今我們開始越來越厭煩雜亂無章的電線,到底何時才能拋下單獨接口的充電線的累贅,告別線圈纏繞的煩惱,都快2020年了,無線充電技術為什么還沒普及呢?

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無線充電受廠商熱捧

隨著人們對無線世界的美好憧憬,手機等消費類電子無線充電市場率先形成,各大品牌手機廠商前仆后繼推出搭載無線充電功能的手機,截止2019年11月份的數據顯示,支持無線充電功能的手機已有252款,例如Iphone8至Iphone11系列的9款產品均配有7.5W無線快充;華為Mate系列8款產品和P系列1款產品分別配有10W、15W、27W無線快充;三星有多達29款手機配有10W、12W、10W、15W無線快充;而小米有5款產品分別配有7.5W、10W、20W、30W無線快充,其中小米30W是目前全球最快大功率的無線充電。

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手機無線充電正在逐漸遠離電線束縛和電量告急的頑疾,無線充電功能在未來有可能會成為手機的標配。根據《全球無線功率傳輸市場》報告的分析師預測,在2020-2025年的預測期內,無線功率傳輸市場預計將增長110億美元,復合年增長率為24%,無線充電市場前景較好。

維普創新科技CEO李昊博士對此認為,無線充市場接下來會進入爆發期階段,不管是從集成度、高功率、應用性的維度來看,無線充的落地會越來越多。例如電動牙刷、防水設備、手機、高功率家電等諸多消費電子終端產品。

而江西聯智集成電路研發經理廖京則認為,未來無線充增量市場會集中在小功率產品,例如TWS藍牙耳機、智能手表等可穿戴設備。

隨著消費類電子、新能源汽車市場的入局,無線充電市場規模會逐漸成型,據Market Research的研究數據顯示,未來8年無線充電市場的復合增長(CAGR)將會達38.7%。

盡管如此,無線充電目前暫時還沒大面積普遍流行起來,生活上仍有一部分消費者認為無線充電用處不大,覺得無線充電用起來很慢,而且很不方便,主要是應用場合不同所造成。那么現階段無線充電最適合在哪些場合使用呢?譬如在臥室或酒店的床頭柜上,無需拔插,早晨醒來手機滿電;咖啡館、餐館、圖書館、機場車站候車室等公共場合,隨手一放,一頓飯或一杯茶后手機滿電;辦公桌上,不管何時離開辦公桌,手機基本滿電;車載無線充上,現代交通道路復雜,手機開導航已成為有車一族的日常習慣,無線充的方式可以讓駕駛員單手操作,停車后手機依然滿電。

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《喬布斯傳》里有過這樣一段話,“消費者并不清楚現在科技的發展水平,人們不知道想要什么,直到你把它擺在他們面前。”或許無線充電也是其中的一個它,如果逐漸在公共場合鋪設無線充電設備,就會發現越來越多的用戶會愿意使用,用戶接受,就能讓無線充電廠商有動力去投資研發技術,最后無線充電的方式便可隨處可見,相關的產業鏈也會越來越趨向成熟。

紅外光充電技術靠譜嗎?

曾幾何時,紅外光充電技術一直是無線充電方式的頭牌選擇,但這些年過去,該技術依然還是實驗室或科技展品會上的“新潮兒”,紅外線屬于一種不可見光,呈窄光束狀,工作原理是通過發射器內部的激光二極管射向接收器,接收器中有一塊光伏電池,可以將光能重新轉換為電能。紅外光發射器可以安裝在室內燈具或天花板上,同時可以為范圍內所有搭載轉換接收器的電子設備進行無線充電。

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紅外光無線充電是一種跟WIFI一樣大范圍覆蓋的充電方式,著名以色列技術創業公司WI-Charge的市場營銷總監Yuval Boger指出,5G技術的出現,將提高物聯網設備的能源需求,電池充電會進一步趨緊,紅外光無線充電有了發展的機會。

他繼續說道,“紅外光無線充電是一個安全的解決方案,它是屬于IR光,是自然界很普遍的一種光源。目前也存在于家庭當中,例如遙控器。”

而回顧國內情況,在研發該技術的廠商幾乎沒有。深圳市方昕科技的副總經理兼研發總監曾有根就此表達了他的看法,他說,“現階段紅外線無線充電技術不適合當前主流發展,一是能量小,二是效率低,三是成本太大。”

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不過根據網友爆料,小米實驗室正在利用該技術量產真正意義上的遠距離無線充電技術,但目前該技術只能實現5W充電接收,以Iphone X為例,充滿大約需用3個小時以上,另外能量接收器尺寸還無法做得很小,還有諸多難題待攻克。

技術老大難問題

當下的無線充電仍面臨著許多技術壁壘,關于這一點,時科FAE工程師溫玉明覺得前兩年最大的瓶頸是充電效率低問題,大概只有80%-85%左右,而現在準確數字已達93%,但是無線充電范圍窄、穩定性和高效性難兼備,對電池壽命的影響以及移動不便仍是一大難題。

另外,希荻微高級FAE經理劉英補充道,無線充電過程發熱發燙的問題需重視。一般來說,該問題根本原因所在于廠商對于不同方案的選擇,因為大多數無線充電方案都會帶有溫度控制電路和NTC熱敏電阻器,該些器件主要是為了防止電路在工作中產生的熱量過高,燒壞元器件,而且如果部件內每個元件都有誤差的話就會對整個充電性能產生影響,因為過多的電流消耗自然就會產生過多的熱量。

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劉英表示,好的用戶體驗是推動無線充電市場普及的首要條件,充電效率的提高仍不能滿足用戶需求,無線充電器不再出現過熱現象才是亟需解決的問題。

針對發熱這個問題,意法半導體技術市場經理譚有志解釋道,無線充電產品的接收端主要可分為芯片與模組兩大部分,由方案設計、磁感應線圈、傳輸線圈、磁性材料、主控芯片等環節組成,在現階段充電功率快速拉升的同時,也應要求接收端功率相應的功率支持。

接收端線圈上的屏蔽薄片優劣性是決定是否能實現無線充電裝置安全、高效、不發熱運行的必要因素。中岳非晶董事成員董曉磊表示,如今市面上無線充電模組都具有輕便、易攜帶的硬指標要求,而超薄納米晶帶材不僅具有高性能的優勢,還不會過厚,給工程師在設計時提供了可操作空間。

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以上問題無疑是無線充電發展的“絆腳石”,但同時也為我們指出了無線充仍有未解決的難題,那么關于未來無線充電技術會有哪些方面的革新?美芯晟科技的董事長程寶洪博士預測到,未來手機端口將會逐漸取消,因為按照目前數據、音頻傳輸皆可實現無線的方式,而電能傳輸無線化的普及則會通過高端手機到中低端手機的轉變過程來實現,并且隨著市場的擴大,針對不同功率段、不同的應用領域,電磁化芯片定制趨勢會越來越明顯。

異物檢測

眾所周知,目前主流的無線充電是電磁感應式,配有發射端和接收端。當無線充電正常工作時,發射端電磁場可能會耦合其他意想不到的物體,這些意想不到的物體主要指鐵磁性金屬,例如回形針、硬幣等,如果這些金屬直接在發射端和移動設備之間,短短幾秒鐘便可加熱至100℃。這不僅會讓移動設備表面產生永久性損壞,甚至還會對人體造成危險或引發火災。

目前的異物檢測主要分為Q值法(功率傳輸前)和損失平衡法(功率傳輸期間)兩種方法,無線充電主要采用Q值法,可根據檢測的Q值判斷無線充電過程中是否存在異物。另外現在推出市場的無線充產品大多數都會搭載FOD異物檢測功能,當檢測異常,便會自動終止無線充電。

面臨這種境況,小米手機無線充電技術專家姜翔文說出了自己的見解:“異物檢測能一定程度保障用戶使用安全,但現階段無線充要完全取代有線充是不可能的,因為兩種充電方式在許多使用場景上有著差異性。”

電源芯片廠商

無線充電被譽為另一個千億級別的新領域,作為技術含量、利潤效益皆是頂端的電源芯片廠商布局已久,但頂層的位置長期以來就被國外企業壟斷,例如有美國高通在無線充電的方案設計和電源芯片環節擁有大量的技術專利,就像那句網絡流行話語,每賣一臺手機,高通就賺X元;而IDT在無線主控芯片上占據主導地位,產品廣泛應用華為、三星、小米等主流智能手機品牌上等等。

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國內電源芯片廠商起步晚,與國外大品牌全面展開競爭的同時,既要面臨無線充電產品同質化嚴重的現象,還要面臨國產芯片設計不夠專注和聚焦、性能有所欠缺、系統企業對國內芯片廠商耐心不夠等不利因素。

總而言之,隨著手機端、可穿戴式設備無線充市場持續擴大以及自從手機搭載無線充以來,各大半導體企業都在該產業部署了發展計劃,但高投入回報慢的收益依然讓很多IC芯片設計廠商望而卻步,因此,無線充應用領域過于單一在一定程度上影響和決定無線充普及的發展。

本文為大比特資訊原創文章,如需轉載請在文前注明來源大比特資訊及作者信息,否則將嚴格追究法律責任。

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