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无线充电市场规模渐增 产品同质化问题如何解决?

Carol Li 来源:电子发烧友网 作者:Carol Li 2019-06-19 18:14 次阅读

近两年,越来越多的手机支持无线充电,据不完全统计,现在市面上约有150种型号的手机支持无线充电,其中无线快充更是容易受到消费者青睐,像华为的Mate20系列充电功率可达15W,小米9、三星S10系列更是达到了20W。

尽管如此,无线充电目前的市场规模仍然很小,不过随着消费电子、移动终端开始迅速普及,未来新能源汽车市场的加入,无线充电市场规模将会呈现增长趋势,据Allied Market Research的研究数据显示,未来8年无线充电市场的复合增长(CAGR)将会达38.7%。

无线充电使用起来很容易,但是它是怎么实现的呢?对于无线充电芯片和方案,你又知道多少,目前无线充电市场又存在哪些问题?下面我们一一解答。

如何实现无线充电?

无线充电技术源于无线电能传输技术,可以分为小功率无线充电和大功率无线充电两种。小功率无线充电以电磁感应技术为主,多用在消费电子领域,大功率无线充电以磁共振技术为主,多用在汽车领域。

无线充电产品分为发射端模组和接收端模组两部分。发射端Tx对应的产品就是无线充电的充电器,接收端Rx对应的产品如智能手机、智能手表等。感应充电和电磁谐振两这种无线充电技术虽然物理机制不同,但技术内容和价值链非常相似,都由逆变器、整流器、驱动器、降压转换器和线圈组成,大多数业内厂商都在同时开发这两种技术的产品。

因为电磁感应技术相对容易实现,同时充电效率较高,在无线充电推广初期是主要应用方式,目前手机中采用的无线充电技术也主要是电磁感应技术。

电磁感应技术,由两个线圈组成,在初级线圈上接入交流电时产生磁场,次级线圈由于有交变磁场的存在而感应出交变的电流。由电—磁—电转化,以此构建一套无线电能传输系统。电磁感应方式的磁场随着距离的增加快速减弱,一般只能在数毫米至10厘米的范围内工作,因此传输距离短、使用位置相对固定,但是能量效率较高、技术简单。

电磁共振方式是发射端和接收端达到相同的频率,达到磁场共振,满足能量交换,以此来给设备充电。

电磁共振方式相比电磁感应方式最大的优势在于在距离具有更高宽容度,可以支持数厘米至数米的无线充电;并且电磁共振方式还可以同时对多个设备进行充电,并且对设备的位置并没有严格的限制,使用灵活度在各项技术中居于榜首,未来无线充电的重点发展方向。该技术的主要缺陷在于在传输效率较低。

学过物理的同学,对于上述的电磁感应和点磁共振应该有所了解。除了正常的充电器给设备充电之外,华为Mate20Pro、三星S10+还可支持方向充电,反向无线充电功能需要手机内置一颗同时具备RX(接收)和TX(发射)功能的芯片,既可以控制无线充电,又可以控制无线输出。

普通无线充电的手机只具备RX(接收),所以只能被充电,而具备TX(发射)的话就如同是一台无线充电器一样,可以给具备无线充电功能的手机等设备进行无线充电。

无线充电离不开芯片

电源芯片是无线充电产品的重要组成部分,主要包括发射端Tx芯片和接收端Rx芯片,目前可以提供无线充电芯片的厂家包括高通博通TIIDTNXP、MTK、紫光国芯等等。

IDT在无线充电芯片上处于领先位置,产品广泛应用于三星、华为、小米、索尼等主流智能手机品牌上。拿三星举例,三星的无线充电接收和发射端都是采用IDT的芯片和方案,三星早在2012年发布的GalaxyNote2上就已经开始在手机上做无线充电布局(用户购买无线配件替换后壳即可享有无线充电功能),目前S10系列支持最大无线充电功率已经到达20W。

NXP在无线充电领域的也有多种解决方案,包括车载无线充电解决方案、消费电子和工业无线充电解决方案,据了解,目前市面上大部分汽车都是使用恩智浦的无线充电方案。在6月14日的无线充电论坛上,恩智浦半导体无线充电全球产品经理王广宁重点介绍了WCT-15WTXAUTOS,15W无线充电发射器解决方案。

图 恩智浦WCT-15WTXAUTOS,15W无线充电发射器解决方案

同是在6月14日的无线充电论坛上,紫光国芯也带来了20W的无线快充解决方案,包括无线快充接收芯片THP9330和无线快充发射模组THP9410T-EVK。紫光国芯高级业务总裁尹东辉先生强调,目前能够做无线快充方案可以做到20W的公司屈指可数,紫光国芯就是其中一家。

目前,无线充电虽然发展迅速,但是却还存在一些问题,比如同质化严重,业内同行都需要寻求新的突破口,寻找差异化。

无线充电产品切忌打价格战

因为同质化严重,所以很多产品只能靠低价抢市场。在6月14日的无线充电高峰论坛上,恩智浦半导体无线充电全球产品经理王广宁表示,传统的无线充电很简单,就是一个发射端和一个接收端,现在新型的无线充电产品,也就是把原来离散性的产品,变成集成度很高的产品,因为难度不高,所以很多人都可以去做,最后出现的产品都相似,市场就只能拼价格,谁价格低,就买谁的。

王广宁还举了一个例子,有一家初创公司,开始预计整个PCBA的BOM是两个美金,然而市场上的价格变化特别快,刚做三周之后,市场价格就从2美金变成1.6美金,再过三周,便降到了1.4美金。王广宁认为,像这种没有差异化的产品,只能打价格战,很不利于市场整个生态的向积极的方向发展。

目前多数无线充电只能给一个设备充电,并且,充电设备还需要小心的在充电器上放置好,用户体检还有很大的改善空间,这些都是做出差异化产品的重要方向。恩智浦一款多渠道解决方案,这个方案可以让用户同时给三部设备充电。

不过,该方案在实验室里已经可以实现,不过如果要用到实际场景,比如消费、汽车和工业里面,还有很多问题需要思考,比如两个充电通道该怎么配合等等。该方案有十几个线圈,最高输出功率可达15W。

图 恩智浦多线圈解决方案,可同时为三部设备充电

除了同时给多个设备充电之外,无线充电还有很多可以优化的方向,比如上面提到的反向充电,在会议室里,大家的手机可以给房间里的大设备缓慢充电,比如移动的时候也可以充电,无线鼠标在使用的过程中充电等等。

总结

无线充电目前主要还是应用在手机、可穿戴手表上,并且正在逐步向平板电脑、笔记本电脑等渗透,未来充电的应用场景还可以推广到办公室、会议室、咖啡店、餐厅等公共场所和汽车、火车、飞机等交通工具中,提供无线充电发射端的场景也会更加广泛,将更大地提供便利性。

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