蘋果確定要用無線充電技術(shù)，無線充電時代到來了

　　關(guān)于下一代iPhone的各方面猜測，一直是熱點話題之一。其中，對iPhone要采用無線充電技術(shù)更是傳的沸沸揚揚。雖然傳聞iPhone研發(fā)無線充電技術(shù)已久，但iPhone官方一直未對外公布過相關(guān)進展，卻反而引得外界更加期待。不過，iPhone近日獲得了一個有關(guān)無線充電技術(shù)的專利，進一步印證了外界對這一功能的猜想。

　　此前，iPhone曾在2月份加入了Wireless Power Consortium(無線充電聯(lián)盟)，此舉被外界理解為iPhone 8支持無線充電的重要標(biāo)志。無線充電技術(shù)不只受到iPhone青睞，三星、黑莓、MOTO都有部分型號支持這一技術(shù)，盡管比例還不是太高，但也代表著手機充電方式的一種發(fā)展方向。

　　無線充電，這個聽上去高大上的技術(shù)究竟是從何而來?怎樣才能實現(xiàn)無線充電?現(xiàn)在的發(fā)展?fàn)顩r如何?對現(xiàn)如今的市場而言，它有哪些優(yōu)點能為人們所用，又有哪些特點是會阻礙這一行業(yè)進一步發(fā)展的?未來，這一技術(shù)又能否給手機行業(yè)帶來革新呢?

　　一、無線充電由來已久，種類多樣各有側(cè)重

　　說到無線充電技術(shù)的起源，可上溯至19世紀(jì)末期。因為電能的生產(chǎn)地與使用地之間往往距離很遠，彼時有線的輸配電系統(tǒng)尚未建立，因而早期的科學(xué)家們希望能用無線的方法將電能運送到使用地，由此催生了無線電能傳輸技術(shù)。

　　許多科學(xué)家都針對這個領(lǐng)域做了研究，最為著名的是尼古拉·特斯拉。這是位電氣工程師及物理學(xué)家，埃隆·馬斯克創(chuàng)辦的特斯拉公司即是以他命名。這是一位在無線電領(lǐng)域做出了杰出貢獻的人，也是位神秘人物?！　?/p>

　　他不僅發(fā)明了直流電和交流電，據(jù)說還制造了通古斯大爆炸，甚至有人認(rèn)為他是疑似穿越者。之所以今天鮮少有人知道他的功績，是因為其成果被人為地隱藏和埋沒了，但隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及、環(huán)境的惡化以及時代的變遷，特斯拉的名字與成就又再次被挖掘出來。

　　再由傳奇發(fā)明者說回技術(shù)本身。早先這種傳輸技術(shù)都是以km為計量單位的遠距離大功率的電能傳輸，然而，以此為目的開展的無線電能傳輸技術(shù)皆以失敗告終。不過，相關(guān)的基礎(chǔ)理論研究卻由此延展開來。直至100多年后的今天，我們回頭去看當(dāng)年的無線電能傳輸標(biāo)準(zhǔn)，會發(fā)現(xiàn)仍難以將其變?yōu)楝F(xiàn)實。

　　到近代以后，無線電能傳輸?shù)男枨笾饾u被無線充電需求所取代，即m級或更近距離的電能傳輸。

　　而近代無線充電技術(shù)的崛起，離不開幾個先決條件。

　　首先，電網(wǎng)系統(tǒng)漸趨完善。在全球絕大多數(shù)國家，作為基礎(chǔ)設(shè)施的電網(wǎng)經(jīng)歷了幾十或上百年的發(fā)展，都較為完善。電能也不再像以前一樣稀缺，基本上有人的地方就有電能供應(yīng)。因而那種跨區(qū)域的長距離無線電能傳輸?shù)男枨笠讶幌?，近距離電能供應(yīng)成為新的需求。

　　其次，電源技術(shù)得以發(fā)展。20世紀(jì)60年代，電力電子以專門學(xué)科的姿態(tài)出現(xiàn)。而太空競賽刺激了航天電源的需求，使電源技術(shù)得到了進一步完善。經(jīng)過幾十年的時間，開關(guān)電源理論以及半導(dǎo)體器件的制作工藝均得到了很大的發(fā)展。如今，人類能夠更容易地實現(xiàn)高頻開關(guān)電源，獲得更好的功率密度和更高的電源效率。

　　最后一點很重要，即區(qū)域內(nèi)無線充電需求的提升。隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的迅速崛起，各類智能終端的需求急劇擴張。人們在對智能設(shè)備的網(wǎng)速、外觀、屏幕、效果等方面要求更高的同時，對智能設(shè)備的電能需求也不斷加劇。但因電池技術(shù)的限制，續(xù)航能力一直是用戶痛點。

　　這不禁讓人懷念功能機時代，那時隨便一個手機電量都能支撐一星期。到智能機時代，電池容量增加了3倍，但續(xù)航能力卻大幅下降。因此，無線充電作為一種簡易可行的智能設(shè)備充電方式愈發(fā)受關(guān)注。

　　有趣的是，無線充電領(lǐng)域的學(xué)術(shù)界并不太關(guān)注智能手機這類小功率消費類電子產(chǎn)品，而更多的是關(guān)注大功率等級的如電動汽車領(lǐng)域的無線充電技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r，這與主流汽車廠商為高校的研究提供經(jīng)費有關(guān)。然而，就市場端而言，消費類電子行業(yè)的變化與發(fā)展速度明顯比汽車行業(yè)快得多。

　　從誕生到如今這一個多世紀(jì)，汽車雖然也有一些變革和發(fā)展，但并無什么本質(zhì)上的變化。反觀消費類電子市場，行業(yè)競爭可以用“慘烈”二字形容，這也促使新技術(shù)在這一領(lǐng)域會更加快速地得到大規(guī)模應(yīng)用。

　　目前，無線充電技術(shù)有多種實現(xiàn)方式，常見的有磁場感應(yīng)、磁場共振、電場感應(yīng)與電磁波幾種。不過，目前最常用的是前兩種。

　　第一種是目前市面上主流的無線充電技術(shù)，即磁感應(yīng)原理。這一技術(shù)相當(dāng)悠久，最典型的代表就是“變壓器”。

　　在常規(guī)變壓器中，磁性材料是用來引導(dǎo)原邊繞組所產(chǎn)生的大多數(shù)磁通的方向。若去掉磁性材料，原本的變壓器就變成了空心變壓器。如果將原邊繞組和副邊繞組都制作成平面的形式，就構(gòu)成了無線充電發(fā)射器和無線充電接收器兩個關(guān)鍵部分。所以說，感應(yīng)式無線充電的原理極為簡單，其本質(zhì)與變壓器并無區(qū)別。

　　為推廣和統(tǒng)一磁感應(yīng)無線充電技術(shù)，香港城市大學(xué)主導(dǎo)成立了一個國際標(biāo)準(zhǔn)組織WPC，保證不同廠家所生產(chǎn)的設(shè)備之間能夠互通共用。2012年底，WPC推出了第一個無線充電的國際標(biāo)準(zhǔn)，即Qi(無線充電聯(lián)盟)。其名字來自中文“氣”，寓意是“無形的能量”。該標(biāo)準(zhǔn)一經(jīng)推出即備受推崇，主流廠商紛紛加入，截至2015年9月，WPC組織已有217家成員。

　　WPC組織部分成員名單

　　不過，第一代磁感應(yīng)技術(shù)有許多缺陷，如使用時空間自由度低，手機放置需精確，且不能有過多的垂直間隔。這讓很多人在使用過程中經(jīng)常因為對不準(zhǔn)位置導(dǎo)致充電失敗，極大地影響了用戶體驗，較高的學(xué)習(xí)成本也阻礙了這一技術(shù)的進一步發(fā)展。

　　為了提供更高的自由空間度，進而改善用戶體驗，第二代磁共振無線充電技術(shù)應(yīng)運而生。這種共振感應(yīng)耦合能夠?qū)⒅绷麟娹D(zhuǎn)換為交流電，使線圈產(chǎn)生磁場，或在接收線圈的內(nèi)部產(chǎn)生交流電。與第一代磁感應(yīng)無線充電技術(shù)相比，磁共振無線充電的核心思想是通過對偶的諧振器件將能量通路控制得更加通暢。

　　無線充電技術(shù)的進一步發(fā)展，為智能終端帶來了更多的可能。無線充電技術(shù)對于智能終端意義非凡，未來的發(fā)展亦不可限量。但是，目前無線充電的標(biāo)準(zhǔn)并未高度統(tǒng)一，而且行業(yè)的發(fā)展仍面臨諸多阻礙。

　　二、無線充電技術(shù)對智能終端意義非凡，但行業(yè)發(fā)展仍面臨阻礙

　　對于智能手機而言，無線充電技術(shù)有著非凡的意義?；乜粗悄苁謾C發(fā)展史，從小米2012年發(fā)布第一款手機始，智能手機廠商就開始了瘋狂的配置大戰(zhàn)。從雙核CPU、1G內(nèi)存一直廝殺到八核CPU、4G內(nèi)存，手機攝像頭也從500萬像素一路飆升至4000萬像素。

　　在硬件配置的比拼結(jié)束后，國產(chǎn)智能手機也愈發(fā)趨于同質(zhì)化，因而差異化成為了手機廠商下一階段競爭的重要因素，以往手機行業(yè)對性能參數(shù)的追求也將逐漸轉(zhuǎn)化到對用戶體驗的關(guān)注上。因此，無線充電技術(shù)發(fā)展機會不小。

　　對于用戶而言，近年來智能手機極大地改變著我們的日常生活，甚至成為生活中不可或缺的部分。但是，不管手機功能多強大，續(xù)航依然是限制其進一步智能化的瓶頸。在電池技術(shù)革命遙遙無期的當(dāng)下，無線充電技術(shù)為我們提供了更多可能。

　　無線充電可以為我們的日常生活帶來許多實質(zhì)性的益處。最明顯的就是能夠讓我們擺脫線纜的束縛，它能將充電器、數(shù)據(jù)線等技術(shù)內(nèi)置到各種日常用品中，并且隱藏的毫無痕跡。此外，由于無線充電技術(shù)無需接口，制造商就能關(guān)閉潛在入口，可阻擋水、灰塵與其他具有腐蝕性的物質(zhì)。

　　盡管無線充電技術(shù)有種種好處，但這一行業(yè)存在的缺陷也是顯而易見的。

　　第一，無線充電行業(yè)尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。現(xiàn)有的PMA、Qi和A4WP都試圖成為全球通用的最終標(biāo)準(zhǔn)，但目前的狀態(tài)可以說是勢均力敵。Qi已在前文提及。A4WP是在2012年由高通、三星、博通、Intel等公司主導(dǎo)成立的，截至2015年9月，A4WP已經(jīng)成員150家，并在同年與PMA合并。照此趨勢看來，統(tǒng)一也并非不可能，但需一個循序漸進的過程。

　　第二，無線充電技術(shù)效率不高，耗時較長。這是因為在磁場產(chǎn)生的過程中，能量從發(fā)射到接收幾乎損失了一半，這也是為何無線充電技術(shù)不及有線迅速的原因。

　　第三，無線充電技術(shù)成本昂貴。這個成本除了金錢成本之外還有心理成本。由于普及度不夠，許多人對無線充電技術(shù)概念的理解可以說是十分不到位的，大部分用戶得知手機仍要放在無線充電器上，而且這個無線充電器仍需通過USB線連接電源時，普遍表現(xiàn)出失望的情緒。

　　過高的心理預(yù)期對于技術(shù)的普及也會產(chǎn)生阻滯作用，同時，用戶也擔(dān)心無線充電技術(shù)所帶來的輻射問題。此外，市面上支持無線充電功能的機型尚不算多，如果加接收器會占據(jù)用戶的USB接口，在有線和無線之間的頻繁切換更為麻煩，反而違背了這一技術(shù)的初衷。

　　不可否認(rèn)的是，無線充電技術(shù)經(jīng)歷了長時間的發(fā)展，已漸趨成熟。結(jié)合當(dāng)下移動終端市場的整體情況來看，無線充電技術(shù)有著廣闊的發(fā)展空間。然而，發(fā)展之前需克服諸多阻礙，促使行業(yè)進一步成熟，才可能讓這一新技術(shù)擁有更加良性的發(fā)展環(huán)境。