無線充電:技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)先行 開啟市場(chǎng)成長(zhǎng)通道
無線充電的巨大市場(chǎng)潛力無可爭(zhēng)議,據(jù)市場(chǎng)研究公司IMS Research預(yù)計(jì),到2015年支持無線電力技術(shù)的產(chǎn)品出貨量將超過1億。然而,最近無線充電技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)迭出,體積與發(fā)熱問題備受關(guān)注,成本的攔路虎尚待解決,這一切阻礙無線充電產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的因素何以得到化解。在就此展開的業(yè)界訪談中本刊記者了解到近兩年無線充電應(yīng)用有望獲得較大進(jìn)展。
大小功率兩頭發(fā)展
目前的幾種無線充電技術(shù)聯(lián)盟和標(biāo)準(zhǔn),它們包括無線充電聯(lián)盟WPC的QI標(biāo)準(zhǔn)、三星與高通發(fā)起的無線電力聯(lián)盟A4WP、以及初創(chuàng)的微功率無線充電聯(lián)盟WMPTC等。針對(duì)不同的功率以及應(yīng)用領(lǐng)域,各聯(lián)盟的發(fā)展思路并不相同,呈現(xiàn)兩頭發(fā)展的形勢(shì),大功率與微功率并存。
QI與A4WP 多設(shè)備充電 向大功率邁進(jìn)
自2008年無線充電聯(lián)盟成立以來,聯(lián)盟的會(huì)員數(shù)由最初的8家廠商上升到2011年底90家以上,眾多國(guó)際大廠均加入其中,可以說無線充電聯(lián)盟及其Qi標(biāo)準(zhǔn)最為業(yè)界熟知。繼2011年初發(fā)布Qi 1.03版本之后,最新消息稱無線充電聯(lián)盟的最新1.1標(biāo)準(zhǔn)即將定案,預(yù)計(jì)上半年前將會(huì)正式出爐。無線充電聯(lián)盟主席Menno Treffers早前接受采訪時(shí)表示,新版本相較于前一代Qi 1.03版本,將會(huì)發(fā)展超過八種以上的線圈規(guī)格,并將眾多線圈納入Qi 1.1的正式標(biāo)準(zhǔn),最高功率將由原標(biāo)準(zhǔn)的5瓦提高至超過5瓦以上,屆時(shí)應(yīng)用范圍將由智能手機(jī)擴(kuò)展至平板電腦、筆記本電腦等領(lǐng)域。
無線充電聯(lián)盟正以其統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建無線充電的通用性,正如當(dāng)初藍(lán)牙的發(fā)展一樣,統(tǒng)一的規(guī)范與支持者的加盟將強(qiáng)化通用性并壯大發(fā)展規(guī)模,而這也為參與者提供了市場(chǎng)機(jī)會(huì)。2010年加入無線充電聯(lián)盟的湖北聯(lián)云電子科技有限公司,先后推出了符合Qi標(biāo)準(zhǔn)的針對(duì)智能手機(jī)的無線充電模塊、手機(jī)外殼、手機(jī)背蓋、電池等產(chǎn)品。該公司執(zhí)行長(zhǎng)張政棋告訴《華強(qiáng)電子》雜志記者,正在洽談的業(yè)務(wù)中,這些產(chǎn)品將在電信運(yùn)營(yíng)商定制手機(jī)以及汽車內(nèi)置充電裝置等方面得到積極的應(yīng)用。而用于平板電腦及筆記本電腦等更大功率設(shè)備的無線充電模組已經(jīng)完成設(shè)計(jì),待Qi最新標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布后做相關(guān)修正后即可得以應(yīng)用。
2012年5月,由三星和高通聯(lián)合發(fā)起成立的“無線電力聯(lián)盟”( Alliance for Wireless Power,簡(jiǎn)稱A4WP)引發(fā)業(yè)界關(guān)注。三星和高通在一份聯(lián)合聲明中表示,A4WP聯(lián)盟將致力于開發(fā)新的無線電力傳輸技術(shù),將以較現(xiàn)有產(chǎn)品更低的成本為車載設(shè)備、桌面設(shè)備或者其他多個(gè)設(shè)備同時(shí)充電。該聯(lián)盟的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)將支持空間自由,從而使無線電力應(yīng)用不僅可以用于為臺(tái)式電腦的外圍設(shè)備充電,而且還可以用于為家用電器和汽車等充電。
據(jù)行業(yè)人士分析,A4WP提出的磁共振技術(shù),在所謂空間自由上將實(shí)現(xiàn)接收端與發(fā)射端之間20-50毫米的距離。而從該聯(lián)盟的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)可以看出,也將逐步邁向大功率無線充電。
WMPTC聯(lián)盟 旨在2.5瓦微功率無線充電
較以往手機(jī)充電接口各自為政的情況不同,現(xiàn)今的大部分手機(jī)都采用MICRO USB充電接口,為了兼容USB2.0,手機(jī)充電最高功率設(shè)計(jì)成2.5瓦?;谶@樣的現(xiàn)狀,深圳市威特爾科技有限公司技術(shù)總監(jiān)趙志斌認(rèn)為,目前定一個(gè)2.5瓦微功率無線充電標(biāo)準(zhǔn)就可以應(yīng)用于足夠大的市場(chǎng),不僅用于手機(jī),還可擴(kuò)展至兒童玩具、醫(yī)療儀器、手電、遙控器等領(lǐng)域,降低一次性電池的使用。他們因此于2012年初發(fā)起WMPTC聯(lián)盟,旨在推動(dòng)微功率無線充電的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
不過,初創(chuàng)的WMPTC聯(lián)盟還非常稚嫩,希望有更多的企業(yè)與個(gè)人加入其中。趙志斌也坦言,目前聯(lián)盟只是初步成立,相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)還需要成員共同的商討,從而以微功率為著眼點(diǎn)制定最適用的標(biāo)準(zhǔn)。他堅(jiān)信基于統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)才能夠?qū)崿F(xiàn)無線充電座最大的通用性,也才能促成無線充電應(yīng)用的普及。起步較晚的WMPTC聯(lián)盟及其標(biāo)準(zhǔn)能否形成強(qiáng)大的號(hào)召力與影響力,在無線充電領(lǐng)域占有一席之地,還有待后續(xù)的表現(xiàn)。
解決體積與發(fā)熱問題 屏蔽物質(zhì)研究有望打破瓶頸
無線充電的發(fā)射端發(fā)出磁場(chǎng),在電池等金屬部件靠近磁場(chǎng)時(shí)產(chǎn)生的渦流容易抵消磁場(chǎng)。為了減少渦流引起的磁場(chǎng)下降或者電池發(fā)熱,需要一層屏蔽物質(zhì)?!笆聦?shí)上限制了無線充電發(fā)展的就是這層屏蔽物質(zhì)”,趙志斌如是說。一般而言這層屏蔽物質(zhì)采用鐵氧體,但屏蔽效果并不理想。有的鐵氧體膜做到2毫米厚,才能到達(dá)較好的屏蔽效果,但它并不是最好的物質(zhì),因?yàn)殍F氧體具有一定的導(dǎo)電性,一樣會(huì)產(chǎn)生渦流和發(fā)熱現(xiàn)象。目前采用一種屏蔽物質(zhì)可以做到0.3毫米的厚度,未來還將量產(chǎn)0.1毫米的屏蔽膜。
由于鐵氧體的發(fā)熱問題一直存在,最近推出的一款無線充電數(shù)碼相機(jī)中為了解決這一問題加裝了溫度傳感器。夏普無線充電手機(jī)中的電池由于無線充電接收端可能占據(jù)40%的空間而使得電池容量降低到60%。顯然,體積與發(fā)熱問題是無線充電發(fā)展不得不跨越的障礙。對(duì)此,趙志斌表示,0.1毫米的屏蔽膜將比2毫米鐵氧體的屏蔽效果好,且發(fā)熱量低,具有非常低的溫升。用0.1毫米厚的屏蔽膜可以做0.3-.05毫米的接收組件,這么薄的組件可以輕易地裝在電池內(nèi)部,且不影響甚至超過原有電池的容量。如果采用專用的芯片,基本可以和手機(jī)保護(hù)套做得完全一樣大小。或許隨著屏蔽物質(zhì)研究的突破,無線充電將取得前所未有的發(fā)展。
電池是無線充電最適合的形式
目前手機(jī)無線充電主要有三種形式,即外殼、背蓋和電池。蘋果手機(jī)是可采用外殼式無線充電的典型,市面上大多數(shù)無線充電外殼也正是為了它而配套。背蓋式無線充電主要是指更換手機(jī)背面后蓋,需要專門為手機(jī)進(jìn)行定制。而更換電池?zé)o疑是最易于通用化、普及化的方式。受訪者均表示,無線充電電池的應(yīng)用將是市場(chǎng)發(fā)展的重要方向,與電池廠商的合作也將是重點(diǎn)。
從更廣闊的意義來說,趙志斌認(rèn)為用無線充電加二次電池取代干電池的使用,才是無線充電的使命所在,它將有助于推動(dòng)節(jié)能環(huán)保事業(yè),倡導(dǎo)綠色低碳生活。據(jù)了解,我國(guó)去年生產(chǎn)干電池300億顆,這是折合成1號(hào)電池的數(shù)量。通過無線充電技術(shù)可以替代一部分干電池的使用。趙志斌說道,“把無線充電接收組件放在鋰電池里,通過電池的無線充電與反復(fù)使用減少環(huán)境的污染,最終每個(gè)人都能夠在享受便捷的同時(shí)主動(dòng)為環(huán)保做出努力?!?
降低成本是推動(dòng)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的關(guān)鍵
由運(yùn)營(yíng)商主導(dǎo)手機(jī)電池廠商跟進(jìn)
推動(dòng)手機(jī)無線充電的最活躍的一股力量莫過于電信運(yùn)營(yíng)商,例如日本NTTDOCOMO、法國(guó)電信、美國(guó)AT&T等。未來的手機(jī)將走向無線化,運(yùn)營(yíng)商更希望在封掉所有手機(jī)接口后用戶能夠通過云來消費(fèi)數(shù)據(jù),采用無線充電只是這種進(jìn)程的其中一步。在日本電信運(yùn)營(yíng)商N(yùn)TTDOCOMO的推動(dòng)下,具有無線充電功能的夏普手機(jī)銷售達(dá)到800萬臺(tái),今年又推出6款新型號(hào)。電信業(yè)者計(jì)劃到2014年全部手機(jī)都要實(shí)現(xiàn)無線充電。目前已經(jīng)在全日空、大型百貨公司、便利店、咖啡館等地點(diǎn)鋪設(shè)發(fā)射平臺(tái),為用戶提供無處不在的無線充電服務(wù)。在法國(guó),觀眾不準(zhǔn)攜帶手機(jī)進(jìn)入電影院的規(guī)定,使得相關(guān)業(yè)者考慮在電影院儲(chǔ)物間提供無線充電設(shè)備。 [!--empirenews.page--]
由運(yùn)營(yíng)商主導(dǎo)定制化手機(jī)產(chǎn)品成為無線充電應(yīng)用的最大推動(dòng)力,眾多手機(jī)廠商卻遲遲未見大規(guī)模主動(dòng)出擊,無線充電設(shè)備的相關(guān)價(jià)格成為阻礙因素。目前無線充電發(fā)射端平臺(tái)價(jià)格在20美金左右,手機(jī)廠商較難以接受。張政棋給記者算了一筆賬,按照智能手機(jī)出廠價(jià)大約130-180美金計(jì)算,手機(jī)廠商認(rèn)為7%以下的無線充電設(shè)備成本尚且可以接受,這也意味著未來成本降至10美金以下才能帶動(dòng)手機(jī)廠商的積極性。與此同時(shí),隨著接收模塊的價(jià)格在5美金以下,也使得無線充電電池的價(jià)格在7-8美金向下走低。
組件成本待齊降充電座必須通用
“關(guān)于無線充電座的成本,我最看好的是采用USB3.0的標(biāo)準(zhǔn)?!壁w志斌表示,用USB線代替電源適配器可以大幅降低成本。采用USB3.0給無線充電發(fā)射座供電,接收端可以得到3瓦的功率?,F(xiàn)在大概7-10元左右的適配器,將來完全能用一根USB3.0線代替,從而省掉這部分成本。
價(jià)格昂貴的無線充電發(fā)射座使得產(chǎn)品的整體價(jià)格居高不下,盡管針對(duì)無線鼠標(biāo)等產(chǎn)品的無線充電接收與發(fā)射端可以做到較便宜的價(jià)格,但更應(yīng)著眼于充電座的通用與普及化,通過統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)制定統(tǒng)一的充電座。只有發(fā)射座實(shí)現(xiàn)通用與普及,才能將無線充電市場(chǎng)推廣開來。
采用專用芯片可以使電池做到很薄,亦可以使外殼式無線充電裝置和現(xiàn)有手機(jī)保護(hù)套完全一樣大小,據(jù)趙志斌介紹,目前芯片的研發(fā)正在進(jìn)行中,未來的價(jià)格將比現(xiàn)有的模組更便宜。
新屏蔽物的材料成本與鐵氧體相當(dāng),但開膜簡(jiǎn)單,生產(chǎn)工藝不復(fù)雜,一旦實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),成本更低。由于各組件的成本紛紛下降,趙志斌認(rèn)為無線充電電池的價(jià)格可以做到5元,發(fā)射端價(jià)格略高,收發(fā)端的成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于現(xiàn)在的行情,屆時(shí)大規(guī)模推動(dòng)無線充電應(yīng)用的時(shí)機(jī)才更成熟。
2013年開始市場(chǎng)有望上量
如果說過去的兩年各企業(yè)還處于摩拳擦掌的準(zhǔn)備期,未來兩年規(guī)?;l(fā)展將初顯端倪。“今年的很多無線充電項(xiàng)目,我們有的已經(jīng)簽約,有的開模,有的確定方案正準(zhǔn)備后續(xù)模具與外觀等工作?!睆堈灞硎?,公司將主打無線充電模塊和汽車無線充電內(nèi)裝兩大塊。
據(jù)了解,國(guó)內(nèi)汽車制造企業(yè)包括東風(fēng)、奇瑞、長(zhǎng)安等計(jì)劃將于2013年采用汽車內(nèi)置無線充電設(shè)備。在美國(guó),所有運(yùn)營(yíng)商通常會(huì)送給客戶一部車載充電器,一旦汽車載入無線充電裝置,將得到運(yùn)營(yíng)商的大力支持。同時(shí)對(duì)于一部汽車的售價(jià)來說,無線充電裝置的價(jià)格或許變得不再令人敏感。因此,張政棋也表示未來將加大與汽車廠商的合作力度。
自加入無線充電聯(lián)盟以來,聯(lián)云電子在技術(shù)研發(fā)、設(shè)備、制造工廠等方面投入大量資金,以待市場(chǎng)上量之時(shí)將產(chǎn)品規(guī)?;葡蚴袌?chǎng)。其中制造工廠規(guī)劃面積達(dá)200多畝,線圈、適配器等整個(gè)生產(chǎn)流程全部自己完成。按照規(guī)劃目標(biāo),2013年的出貨量達(dá)到500萬臺(tái),2014年達(dá)到2000萬臺(tái)。
盡管微功率標(biāo)準(zhǔn)短時(shí)間不會(huì)發(fā)布,但并不影響市場(chǎng)推廣。趙志斌認(rèn)為要采取市場(chǎng)先行,標(biāo)準(zhǔn)隨后的策略,三至五年內(nèi)可以迅速擴(kuò)大規(guī)模。關(guān)鍵在于微功率不乏巨大的市場(chǎng)容量。從手機(jī)到醫(yī)療儀器、防水電子產(chǎn)品等不一而足,尤其在取代干電池方面將大有用武之地。但他同時(shí)強(qiáng)調(diào),大規(guī)模的前提在于發(fā)射座的普及化。此外,倘若各國(guó)政府出臺(tái)相關(guān)鼓勵(lì)政策,將無疑是無線充電市場(chǎng)爆發(fā)的強(qiáng)有力的助推劑。