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行动装置无线充电的​​成功之道
智慧手机制造商的支持是重要助力

【作者: Steve Ohr,Jim Tully,Sergis Mushell】2013年11月25日 星期一

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无线充电技术可让使用电池供电的装置,不需透过电线来连接电池和充电来源就能进行充电。透过电磁耦合技术,行动装置只要靠近充电来源即可补充电力。


尽管无线充电技术目前仍存在多重标准,但元件制造商已开发出可节省物料清单(BOM)的发射器与接收器IC、参考设计、线圈与其他元件。一些产业联盟,如无线电力联盟(Wireless Power Consortium;WPC)及电力事业联盟(Power Matters Alliance;PMA)皆投入大量心力鼓励手机厂商,将无线充电套件纳入行动电话服务业者提供的手机出货包装当中,而方式则是不论直接内建于手机中,或是提供使用者改装套件均可。


然而,在缺乏大量消费者需求的情况下,很难预料无线充电行动装置的数量能有多少成长,也很难评估将带来多少半导体营收。最好的情况是,无线充电配件(充电板和充电保护套)的数量将有所成长,但不保证彼此能互相通用。终端使用者的接受度将不会是全面性的,也不会出现单一基础建设提供全面支援的状况。



图一 : 在缺乏大量消费者需求的情况下,很难预料无线充电行动装置的数量能有多少成长。
图一 : 在缺乏大量消费者需求的情况下,很难预料无线充电行动装置的数量能有多少成长。source:samsung.com

无线充电的​​成功契机

行动装置无线充电市场有赖手机制造商的支持。而无线充电要成为主流,还需等待几项因素的成熟,才能更有机会。


手机制造商需提供内建无线充电接收器的产品,这可让使用者感受到无线充电的​​便利性。这对手机制造商来说是必须跨越的一大步,因为消费者对无线充电产品尚未展现需求。这一点可能要等手机制造商相信,无线充电功能将刺激消费者想要具备该功能的产品才可能发生,同时也让手机商能从缺乏此功能的竞争对手手中,抢下市场占有率。


在真正投入之前,手机业者很可能会先提供选购的无线充电附加产品来测试市场水温。如果这些产品成功,这项技术就能进一步全面整合到手机当中。


事实上,无线充电可让行动装置完全不需要连接埠。所有通讯、音讯和电力的传输都能透过无线方式达成。这可让机身变得更薄,而且省下的连接埠成本还可抵消无线充电技术的成本。


半导体制造商必须确保其无线充电接收晶片可相容于不同的电力发射器。当新的使用者购买其第一台手机并且只在家充电时,互通性不是问题。但当使用者想在其他地方使用无线充电时(如咖啡厅、机场休息室与商务旅馆),就会出现问题。


眼前,半导体厂商必须协助降低BOM成本才能开拓其他适用对象(如基本款手机)。目前3至5美元的接收器成本,必须在未来五年之内下降到1.50美元或以下。无线充电所增加的成本,对于手机制造商来说,是个不利的诱因,而消费者也不太可能愿意买单(至少就初期部署而言)。



图二 : 透过手机套件赋予无线充电功能,是最方便的途径。目前许多手机都已拥有无线充电套件。
图二 : 透过手机套件赋予无线充电功能,是最方便的途径。目前许多手机都已拥有无线充电套件。source:wfitll.com

需手机制造商的支持

公共无线充电基础建设应有助于维持该技术的成长动能。在咖啡厅与机场休息室安装公共无线充电板,可提供无电线长度范围限制的充电,并且延长行动装置的电池续航力。在汽车中控面板当中加入充电板,也对使用者接受度有很大的帮助。


当然,而这一切都要靠手机制造商的支持,也就是在其手机当中内建无线充电接收器,才能让市场动起来。到目前为止,只有Nokia、LG与HTC推出了内建无线充电接收器的产品,至于苹果与三星,目前Apple iPhone及Samsung Galaxy S系列则是推出了相关的改装套件。


充电基础建设(例如在咖啡厅和机场休息室装设公共充电板)对半导体厂商的营收并无太大帮助,但却有助于消费者对该技术的接受度。


尽管咖啡厅装设无线充电板,或许可招揽顾客来店消费并顺便充电,但还有一个问题是,消费者可能必须紧盯着充电过程以防他人离开时不小心拿错手机。另一种方式是在汽车中控台上内建充电板,这或许有助于这项技术在消费者之间普及。


无线充电的​​使用模式,将类似许多人所说的蓝牙「第二春」。蓝牙的「交握」协定原本是为了让手机和免持听筒配对,但现在也成了iPod和iPhone音乐播放器与汽车音响配对以播放音乐的方式。



图三 : 在汽车中控面板加入充电板,对用户接受度将有很大的帮助。
图三 : 在汽车中控面板加入充电板,对用户接受度将有很大的帮助。source: automotive.com

多重充电标准的挑战

科技的演进正面临了多重充电标准的挑战。目前有多个无线充电标准在争夺主导地位。每一项标准对于无线接收器的侦测、配对以及电力的传输方法,多少都有些许不同。运作时,发射器会发送脉冲到接收器线圈。在接收器内,脉冲直流电(DC)会经过整流以提供稳定的DC电压来为电池充电。


各技术之间的差异在于所使用的DC脉冲频率,以及所接受的耦合方式。多重标准并存的情况将不利于互通性。


这一点将使得手机制造商裹足不前。手机大厂不希望自己在新一代智慧型手机当中采用某项充电标准之后,却发现该项充电技术与大多数公共充电基础建设无法相容。


目前有四​​种不同的技术,其充电板发射器线圈与手机接收器线圈之间所传输的脉冲能量皆不尽相同。其中两种充电技术的电力发射器与接收器线圈必须彼此非常贴近。另外两种技术(或标准)则使用较高频率的耦合方式。


负面观点

无线充电对于更大型的充电设备,或许太缺乏效率。事实上,无线充电系统仍处于萌芽阶段,而且有多种可能性会造成它无疾而终,例如:


  • ●不论厂商付出多少努力,消费者依然对无线充电缺乏兴趣。简便的USB缆线充电,依然是行动装置充电的全球标准。


  • ●缺乏统一的充电标准,或许只是让各家的充电产品无法大量普及,但缺乏互通性却可能严重打击消费者的接受度。



以无线充电目前约70%的能量传输效率规格来说,对某些极力想要减少电力消耗的地区(如美国加州)来说或许太低。对想要多充5瓦电力的手机使用者来说,30%的电力损失或许不是太大困扰,但未来使用者若想为更大的行动装置充电,例如平板、笔电或者Ultrabook,这些就将会产生大问题。


另一个效率相关的问题是,提供公共充电服务的厂商可能会发现免费提供这项服务的成本过高。另一种作法是向想要补充5瓦电力的使用者收费。要识别每一支不同的手机是完全可行的(因为手机接收器要与发射器同步),因此就能针对个别使用者所消耗的电力收费。


不过,在手机内加入无线充电功能将增加额外成本,因此手机制造商必须觉得成本能够回收(不论是从手机使用者身上或者从无线服务供应商),才会可行。然而在亲身体验过无线充电之前,使用者或许不会接受这项额外成本。


(本文作者为Gartner研究总监Steve Ohr、副总裁Jim Tully、首席分析师Sergis Mushell)


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