無線充電技術趨勢

來源：新電子 發佈者：林苑卿 2012年5月15日

無線充電聯盟計畫於今年上半年之前公佈最新1.1版的無線充電標準，將提高充電功率至5瓦以上，讓應用版圖由智慧型手機，延伸至平板與筆記型電腦市場。看好新標準所帶動的市場商機，不少晶片業者早已將符合1.1版規格的產品開發完成。

行動裝置充電介面將改朝換代。在日本電信業者力拱之下，毋需充電器與充電線即可完成智慧型手機充電已是現在進行式；緊接著，北美行動營運商威瑞森(Verizon)亦要求手機廠商旗下的終端裝置必須支援無線充電聯盟(WPC)的技術標準Qi，預期Qi標準的智慧型手機將會率先在日本與北美市場遍地開花。之後，一旦高於5瓦的充電瓦數標準出爐，應用版圖將會拓展至平板裝置及筆記型電腦領域。

Qi的影響力與發展前景，可從負責推行該標準的聯盟成員及其增長的速度可見一斑(表1)。2008年12月，無線充電聯盟成立之時，僅有八家廠商，截至2011年底，成員數量已急速攀升至九十家以上，且其中不乏強而有力的大廠，顯見Qi標準的前景備受看好。

防水設計催化，智慧手機導入Qi有譜

隨著品牌商對智慧型手機防水性能更加重視，預期未來機身將會採取完全密封的設計，因而對於毋須透過傳輸線或基座，即可達成充電目的的無線充電技術需求日益增溫。其中，由無線充電聯盟力推的技術標準Qi，更可望成為新一代智慧型手機的充電標準。

飛思卡爾(Freescale)亞太區產品行銷經理黃健洲表示，智慧型手機業者緊鑼密鼓地展開防水外殼設計，將帶動Qi無線充電標準技術與相關產品的發展。智慧型手機品牌商正加緊佈局密封外殼設計，以實現更好的防水功能，因此日後外殼將不再支援通用序列匯流排(USB)等充電介面，可望大幅加速提高市場對於無線充電技術的採用比率。

致伸研發部資深經理邱宏偉指出，為刺激市場換機需求，導入防水設計和無線充電技術已為日本智慧型手機品牌商兩大產品功能策略，估計今年日本內建Qi標準的智慧型手機出貨量將上看八百萬支。因此，該公司已開發出可支援Qi標準的無線充電座，因應日本市場的需求。

不過，現階段支援Qi標準的外殼與充電座市價合計約新臺幣5,000元，恐將影響市場接受度。對此，黃健洲表示，智慧型手機品牌商已開始推出隨機附送支援Qi標準的無線充電外殼，至於無線充電座則為選配項目；而為進一步加大終端消費者購買意願，行動裝置品牌商也已研擬調降支援Qi標準的外殼與充電座售價至 新臺幣約2,000元。

另值得關注的是，蘋果是少數未加入無線充電聯盟會員的廠商，然該公司除一方面佈局防水外觀設計之外，亦展開無線充電技術專利部署，該技術系採用近場磁共振(Near Field Magnetic Resonance)技術傳輸電能，未來將在無線充電技術領域自成一格。

另值得關注的是，2012年上半年符合無線充電聯盟最新Qi 1.1版本的晶片即將競出籠，在多項規格升級之下，可望加速Qi標準普及。

最新WPC標準定案，上半年Qi 1.1晶片傾巢出

無線充電聯盟最新1.1標準即將定案，預計上半年前將會正式出爐，晶片商的Qi 1.1版本產品線早已蓄勢待發，將於標準公告後，隨即發佈。

無線充電聯盟主席Menno Treffers表示，未來2～3年內，預期Qi標準將會成為行動裝置無線充電技術的主流，更多的終端商品將會遍地開花。2012年最新的Qi 1.1標準即將問世，相較於前一代Qi 1.03版本，將會發展出超過八種以上的線圈規格，並將眾多線圈納入Qi 1.1的正式標準，且為擴大應用版圖，最高功率將會超過5瓦以上。目前Qi 1.03版本最高功率達5瓦。

繼2011年初發表Qi 1.03版本後，2012年3月底，無線充電聯盟的最新版Qi 1.1版本已然底定，預計將於上半年正式公佈，包括德州儀器(TI)、飛思卡爾在內等晶片商早已展開最新版晶片開發。

德州儀器亞洲區類比產品市場開發行銷經理何信龍不諱言，目前德州儀器Qi 1.1版本的控制晶片已經就緒，待上半年Qi 1.1版本問世後，將會立即上市。

此外，相較於前一代Qi 1.03版本，Qi 1.1版本將強化使用者操作順暢與安全性功能。何信龍指出，有別於Qi 1.03版本，最新的Qi 1.1標準將過去諸多線圈的規格納入正式的標準，主要系制訂針對不同的發送端(Tx)對準接收端(Rx)天線的設計規範，讓終端用戶可順利達成無線充電；再者，將外部物體偵測(FOD)納入正式規格，避免在傳送端與接收端表面和塗層使用金屬材料，而改采塑膠材料，以確保使用的安全性。

Treffers提到，為擴大無線充電技術的普及，產品相容性將會是關鍵，因此無線充電聯盟持續發佈更新的標準，以協助聯盟會員的產品能符合相容性的要求。隨著聯盟會員的家數增長，預期市面上將有更多符合Qi標準的終端裝置與晶片方案問世。

儘管首款通過認證的Qi標準產品在北美上市，不過，由於電信業者為推動無線充電技術普及的最大驅動力道，在日本電信業者NTT DOCOMO力促之下，支援Qi標準的智慧型手機已在日本市場遍地開花，日本已成為Qi標準發展最快速的國家。

然而，若要擴大Qi標準的市場滲透率，關鍵在於發展內嵌式無線充電方案，以提高終端消費者無須加裝厚重外殼的使用便利性。

實現內嵌式無線充電，尺寸與散熱挑戰大

事實上，開發內嵌式無線充電方案將面臨系統尺寸與散熱難以平衡的技術桎梏，成為半導體、原始設計製造商(ODM)及模組廠商戮力克服的技術難題。

黃健洲指出，現階段智慧型手機須安裝無線充電外殼，才能實現無線充電目的，然為提高終端用戶的採購意願，內嵌式無線充電方案將會是大勢所趨，不過，為將無線充電方案整合進系統內，如何兼顧尺寸與散熱將會是ODM和模組廠商面臨的最大設計挑戰。

為協助ODM與模組廠解決尺寸與散熱的技術窒礙，晶片商正醞釀開發出支援Qi標準的整合類比元件的高整合度微控制器(MCU)方案。

然黃健洲認為，類比元件與微控制器分屬兩種不同的制程，因此整合後成本恐將不具競爭力，因此對於整合方案仍在評估當中。

在內嵌式無線充電方案尚未問世之前，廠商咸認，短期內智慧型手機配備無線充電外殼設計仍為市場主流。

觀察到無線充電技術為大勢所趨，蘋果亦緊鑼密鼓地展開相關技術研發。
目前日本智慧型手機支援無線充電技術市場已然萌芽，不過由於日本市場封閉，多採用日本晶片商與外殼模組商的產品，外商較難打入市場。也因此，半導體業者無不引頸期盼北美智慧型手機無線充電市場大開。

實際上，日前，宏達電、三星、Panasonic、摩托羅拉、諾基亞、索尼愛立信、樂金等智慧型手機品牌商，已經大張旗鼓地展出搭載無線充電技術的終端裝置，預期將很快會有終端產品上市，主要的目標市場即鎖定日本及北美。

另一方面，無線充電聯盟已訂定出5瓦以下、適用于智慧型手機的產品相容性規範；5瓦以上的產品相容性規範仍在如火如荼的制定當中。待5瓦以上產品相容性規範亮相後，預期平板裝置、筆記型電腦等更高充電瓦數的行動裝置將會陸續導入無線充電技術。

黃健洲預期，平板裝置的充電瓦數較低，因此將會較筆記型電腦更快採納Qi標準。在最新Qi標準底定、支援的晶片方案傾巢而出及大廠抬轎之下，無線充電技術後勢潛力無窮，且可預見將成為各廠群起攻之的市場。

參考資料
1.http://blog.xuite.net/joseph3/stock/60490976