无线也来电

芦伟

iPhone 6刚刚发布不久，网上就已经有人开始预测iPhone 7会有哪些新特性了，其中认为无线充电将成为iPhone 7的一个重要卖点。为什么会把这项列入其中呢？我们知道，无线传输极大地方便了我们的工作生活，它让设备抛开了线缆的桎梏，可以轻松连接网络、实现彼此间的信息交换，移动更灵活自由，现场更干净整洁。

无线充电的好处也是如此，随着功能越来越多、屏幕越来越大，手机、平板、笔记本等设备的耗电量不断增大，而对于时尚轻薄的追求让电池容量的增加变得十分困难，这需要随时要做好充电的准备。如果只是一个设备充电还好，如果是多个，长长短短的电源线加上有限的插座想必让每个人都头痛不已。而现在科技产品需要充电的设备又是如此之多，有媒体报道平均每户美国家庭需要充电的设备数量高达10个，包括智能手机、平板电脑和智能手表等等。随着联网设备的继续增加，预计这一数据还将继续增长。此外在公共场所我们可能都看到过某人手机连着充电宝，姿势别扭地打着电话，如果这是在正式商务场合，不仅不雅，还可能给客户留下不好的印象。有了无线充电，这些问题就可迎刃而解，不用繁杂地连接多根电源线，就可轻松为多个设备充电，移动设备可以继续移动使用，不用守在电源旁，不用拖着充电宝。

无线充电发展

无线充电就是指用户不需要使用连接线就能给无线设备充电，这项技术源于无线电力输送技术，利用磁共振在充电器与设备之间的空气中传输电荷，线圈和电容器则在充电器与设备之间形成共振，实现电能高效传输。科学家早在19世纪就发现了电磁转换现象，但是当时无法解决电磁波辐射能量大量散失的问题，因此无线输电研究始终进展不大。

2005年8月香港城市大学电子工程学系许树源教授发布了“无线电池充电平台”研究成果，可将数个电子产品放在一充电平台上，不需外接电线，通过低频道电磁场就可自动充电，充电时间与传统充电器无异。

2007年麻省理工学院的一个研究团队把共振运用到电磁波的传输上。他们利用铜制线圈作为电磁共振器，一团线圈附在传送电力方，另一团在接受电力方。当传送方送出某特定频率的电磁波后，经过电磁场扩散到接受方，电力就实现了无线传导。这项被他们称为无线电力的技术经过多次试验，已经能成功为一个两米外的60W灯泡供电，后来输电距离达到了2.7m。研究者相信，电源已经可以在此范围内为电池充电，而且只需要安装一个电源，就可以为整个屋里的电器供电。

2008年12月WPC（无线充电联盟Wireless Power Consortium）成立，其使命是推动“Qi”成为可再充电电子产品无线充电的全球标准，所有带有“Qi”标志的设备均可使用同样贴有“Qi”标志的充电器进行充电。

2010年9月1日，WPC在北京宣布将Qi无线充电国际标准率先引入中国。WPC标准定义了电感耦合（线圈结构）的类型，以及低功耗无线设备所用的通信协议。

2012年3月，美国宝洁公司与美国金霸王电池旗下的Powermat公司发起了电力联盟Power Matters Alliance并推出PMA标准，星巴克、谷歌和AT&T开始宣布支持PMA标准。

2012年5月，Powermat公司又于美国高通、韩国三星创建了无线电源联盟Alliance for Wireless Power，并于当年10月推出A4WP标准。该联盟成员包括Intel、Ever Win Industries、Gill Industries、Peiker Acustic和SK Telecom等成员，目标是为包括便携式电子产品和电动汽车等在内的电子产品无线充电设备设立技术标准和行业对话机制。

2013年11月19日，iNPOFi技术联盟在北京成立，这是第一个由中国公司主导的技术标准。

市场竞争

犹如对无线网络一样，人们也看好无线充电市场的未来，众多知名电子生产商纷纷布局无线充电市场并加入WPC、PMA或A4WP谋求更大发展。

由于启动最早，WPC当前拥有最多的成员数量以及广泛的厂商支持（截止今年10月底拥有211家联盟成员）。WPC推出的Qi无线充电标准具有通用性和便捷性的特点，不论何种品牌的电子设备，只要有Qi标的手机、相机、电脑等产品都可以用Qi无线电器充电，这为无线充电的大规模应用提供了可能。但Qi标准的磁感应技术充电距离短，最大仅有几厘米，须让电子设备与充电设备位置精确配对，也就是发射线圈与接收线圈必须对齐在很短的距离才能开始充电，能量传输率为70%左右。一旦两个线圈出现偏离，传输率会迅速下降。这也解释了为什么我们看到市面上的Qi标准手机（如Lumia 920、谷歌Nexus 4、三星Galaxy S4等）必须贴合无线充电板才能使用。而且Qi现在只支持一对一的充电，规格为5W以下，这不足以支持比如iPad、笔记本等更大型设备。不过WPC正在试图把Qi提高到中等功率的充电水平，输出功率维持在15W左右。

WPC的Qi标准的不足催生了PMA或A4WP，PMA与Qi采用的都是磁感应技术，两者的差别是Qi使用的电磁波频率为100-205KHz，而PMA则使用频率为277-357KHz的电磁波。在创建无线充电网格方面，PMA更智能，商家能管理无线充电技术的使用方式和用户，开发帮助用户找到能给设备无线充电地方的应用。

今年4月微软宣布加入PMA，计划在微软WP8.1手机中嵌入这一无线技术功能。事实上，此前被微软收购的诺基亚AT&T版Lumia1520就已被去除了Qi无线充电，取而代之的是搭配可拆卸的兼容PMA无线充电的外壳。重量级微软的加入壮大了联盟队伍，有助于推动PMA市场发展。PMA目前支持者包括金霸王、星巴克、麦当劳和AT&T等。

A4WP采用的是电磁谐振技术。只需使用一个发射器天线，就可以支持多台接收器，它还有一个使用蓝牙Smart通信技术的综合性无线充电控制系统。它可以通过非金属材质的接口来传输电力。蓝牙Smart通信技术为无线充电接收器和充电接口提供了一个可靠的通信通道。这意味着即便是最小的设备比如耳机和可穿戴设备都能准确无误地与充电接口进行通信。

今年7月，A4WP还发布了一项名为Rezence的无线充电规格，可让硬件厂商制作出能够穿透衣物和其他材料的无线充电器。这带来了更大的充电范围，而且打破了空间上的限制，用户们可以利用一台发射器同时给多台设备充电，而且对充电设备所处的位置也没有特别的要求。A4WP的缺点在于效率不高，给多个设备充电时其功率不能满足要求，比如说当1个10W的A4WP无线充电器给3个5W的充电设备充电时，每台设备的充电功率就会不足，充电时间也就会变长。

由于WPC在无线充电领域毫无争议的占据着优势地位，先后有数百种Qi产品推向市场，反观PMA或A4WP，虽然加入的厂商也有上百家（其中三星、索尼和LG等主要厂商还是所有三个联盟的成员），但真正推向市场的产品却不多。

为了与WPC抗衡，2014年2月PMA与A4WP联手合作，宣布将互相兼容对方的无线充电标准，加速双方技术整合。虽然二者在整合时仍要面对大量技术障碍，但这意味着三大阵营已经变成了两大阵营，对WPC形成巨大的威胁。

面对无线充电市场的良好前景，中国公司也紧紧追赶，在2013 CES大会上，硅展公司展示了一种新型无线充电技术iNPOFi（“invisible power field”，即“不可见的能量场”），使用电场传导技术来替代目前主流的电磁转换模式，由于整个充电过程没有任何电磁转换过程，因此完全没有电磁辐射，此外还具有充电效率高达90%以上、发热量低的特点。不过iNPOFi在充电时也需要手机和充电板进行充分接触才可以充电。

2013年11月19日，iNPOFi技术联盟成立，旨在推广这一来自中国的无线充电标准。

谁主沉浮

以上几种充电标准各有千秋，哪种标准最终主导市场还需要时间。毕竟各个技术联盟多是在2012年才启动或加速推广，时间并不长。其次各家标准还都有不足之处，从实用角度来看，笔者认为A4WP的无需接触、支持多种设备共同充电的方式更具吸引力，但效率低是硬伤，充电有效覆盖距离仍显不足（一米内）。Qi虽然效率高些，但一对一贴合充电的方式并不比电源线充电方便多少，而且效率不到线充的70%，再考虑发热、充电时间长和偏高的价格，实在是个鸡肋。这也导致了厂商们处于犹豫摇摆之中，大多数厂商加入联盟后并没有推出产品而在观望。

虽然2014年几家联盟都在不断改进技术并加大了各自推广力度，不过从短期内看标准仍不易统整。一项标准和技术能否普及要看消费者在多大程度上需要这些技术、技术的改善是否契合用户的真正需要以及主力厂商的推动程度，至少目前尚未看到普及的希望。

或许，苹果公司通过其强大的影响力可以加速这一过程。苹果是个特立独行者，2012年就在美国专利商标局成功申请下了与几大联盟标准都不同无线充电技术专利。专利内容显示，苹果的无线充电将通过“近场磁共振”技术建立起一个有效范围1米的充电区域，凡是支持这一技术的苹果设备只要放置在该区域内，就可进行无线充电，无需任何连接线或电源插头，供电基座位于iMac之内。从iPhone 5大家就预测可能会具备这一功能，但到了iPhone 6仍未配置，这也是为什么iPhone 7可能会有无线充电功能的预测高涨的原因。毕竟苹果已有这样的专利，而且经过几年后已经有不少无线充电产品，市场上不乏第三方提供的无线充电后盖+充电垫可以为iPhone充电，但体验并不好，苹果应该在未来的iPhone中提供这一功能，并提供给用户更好的无线充电体验。