无线充电,信息业的又一盛宴

无线充电技术一直是智能终端行业的热点话题，消费潜在需求巨大。

无线充电，真的假的？可以明确而又自信地回答：真的。今年初，全球规模最大的消费科技产品交易会之一的国际消费电子展（CES）大幕在美国拉斯维加斯拉开，在智能手机耗电多、电池续航能力差、充电频繁的应用背景下，使用平板电脑给手机进行无线充电的产品再次成为展会上的一个亮点，格外引人关注。

可行性研究的智能化突破

早在 1831年，迈克尔？法拉第发现了“电磁感应定律”，1890年，现代交流电系统的奠基者尼古拉特斯拉就曾提出无线供电的设想。20世纪20年代中期，日本人H.Yagi论述了不利用导线去点亮电灯的输电方案。20世纪60—70年代之间，美国雷神公司（Raytheon，美国的大型国防合约商）将这一理念变成现实，将频率为2.45GHz的微波能量转换为直流电，并通过不断改进，使得转换效率提高到50%以上。2000年以后，国际上逐渐掀起了对无线能量传输技术的研究高潮。在2009年、2010年的CES上，至少有三家厂商对外展示了无线充电底座，例如Plam Pre公司的无线充电器、Fulton公司的iPhone充电器以及PowerMat公司的首发充电模块。2013年的CES上，Fulton公司再次演示了使用平板电脑背部为手机充电的新一代产品。据目前所知，无线供电（充电）技术主要有三种实现形式：

形式一：近场耦合式。这一形式通过近场电磁感应实现电能传输，是当前工程领域中最为可行的电能传输方式，其通过将交变电流在原线圈产生的电磁场耦合到副线圈上，实现无线供电。这种形式传输距离非常近（一般小于5mm），主要应用于便携式消费电子产品、医疗非接触式产品、无线充电等。

形式二：磁场共振式。这一形式通过非辐射磁场内两线圈的共振效应实现中距离的无线供电（供电距离一般不超过1m）。2007年美国麻省理工大学研究小组应用广为人知的电磁场近场理论，实现了几倍于振荡器尺寸的传输距离的、较高效益的电能传播，并将其命名为“Witricity”技术。

形式三：微波辐射式。这一方式通过电波的形式在远场范围内采用定向天线或高质量的平行激光束实现远距离供电（一般认为最远可实现3.6万km），在发射端将电能转化为射频功率并以可控、低损的方式将其以微波形式辐射出去，在接收端则利用整流天线等装置将微波能量转换为直流或交流电能。这一形式主要用于卫星、太阳能发电的传输系统等。例如2003年欧盟在非洲的留尼旺岛建造了一座10KW的实验型微波输电站。

无线充电技术是完全不借助电线，使电能通过无线方式传输，从而为设备充电的一种技术。它已经显示出巨大优势，无线充电技术一旦普及，将使电子产品摆脱插座和线缆的束缚，有助于解决电气接口不同或充电器不兼容的问题，从而增强便携性、美观性以及使用的安全性。

群雄角逐的技术标准比拼

人们普遍看好无线充电市场的未来。众多知名的电子生产商已经开始进军无线充电市场，并谋求制定相关标准。无线充电联盟主席曼诺？特里夫斯说，目前主要有Qi、A4WP和PMA三大标准，由此形成了3大阵营。此外，苹果公司等还单独设立了标准。

Qi标准是无线充电联盟2010年推出的5瓦以下小功率无线充电标准。“Qi”是汉字“气”的汉语拼音，在东方哲学中代表无形的能量，被用来借指功率发射器和功率接收器之间的兼容性。目前，Qi标准在业内的影响力最大。诺基亚、宏达、LG、谷歌Nexus4都采用这一规格。目前，无线充电联盟的成员企业有138家，巧合的是，当下采用Qi标准的产品也刚好是138种，其中包括30多款手机。只要是带有“Qi“标识的产品，即使分属不同的品牌也可以用Qi无线充电器充电，这样就有望解决一款一充电器的顽症。

韩国三星公司研发的安卓（Android）手机Galaxy S4已于3月14日在美国纽约亮相，与以往只支持FDD—LTE（欧洲主导的3G技术）制式不同，此次三星明确宣布将推出由中国移动、大唐电信、华为、中兴等中国企业主导的TD—LTE制式的产品。这一新款手机将采用Qi无线充电标准，把4G技术与Qi无线充电融为一体。特里夫斯说，Qi也是唯一一个向所有厂商都开放的标准，“任何人都可从我们的网站免费下载，无需支付任何专利费”。无线充电联盟还计划今后推出中功率、高功率无线充电标准。Qi标准正面临众多公司的挑战。苹果公司年内将推出具备无线充电功能的智能手机，并为新款iPhone手机量身定制一套无线充电标准。早在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并推出PMA标准。同年5月，美国高通、韩国三星和Powermat公司创建了无线电源联盟，并于10月推出A4WP标准。

业内人士表示，无线充电技术目前只能支持5瓦以下的小功率充电，只适用于智能手机、数码相机、游戏机等电子产品。随着今后为平板电脑、笔记本电脑充电的中功率无线充电器走向市场以及大功率无线充电技术日趋成熟，无线充电标准的市场竞争逐渐凸显，群雄角逐的市场必然倒逼业界不得不出台统一的标准，进一步规范无线充电行业的健康发展。

信息蛋糕的中国市场份额

客观地说，我国对感应式电能传输的研究起步较晚。有研究称，西安石油学院的李宏教授发表一篇关于感应电能传输的综述性文章拉开国内无线电能传输研究的序幕。此后，国内各大电子电力研究机构的研究工作深入开展、进展较快。例如：中科院电工所的严陆光院士的课题组进行了深入的理论研究，重庆大学2007年研制了可实现0.6-1.6kw的电能输出的感应电能传输装置等等。另有众多研究提出将感应能量传输技术应用于同步电机、生物医学、矿井安全等方面，使无线充电这门新兴技术向更广的产业延伸，从而更具可喜的发展未来。

这里不得不提诺基亚、LG电子等公司采用Qi标准。Qi是全球首个推动无线充电技术的标准化组织——无线充电联盟推出的“无线充电”标准，具备便捷性和通用性两大特征。首先，不同品牌的产品，只要有一个Qi的标识，都可以用Qi无线充电器充电。其次，它攻克了无线充电“通用性”的技术瓶颈。在不久的将来，手机、相机、电脑等产品都可以用Qi无线充电器充电，为无线充电的大规模应用提供可能。2010年9月，无线充电联盟在北京宣布将Qi无线充电国际标准率先引入中国。原信息产业部通信电磁兼容质量监督检验中心也加入该组织。同时，ITU-R WP1A工作组已经确立了第ITU-R 210-2/1号课题—《无线功率传输》，中国将积极参与这项课题的研究，预计在2013年6月召开的会议上开展相关频谱工程方面的专题讨论。

今年5月，桑菲将推出飞利浦无线充电手机，这也是全球首批Qi标准无线充电手机，其价格不超过3000元，包括无线充电的设备。海尔、湖北松懿力腾和ConvenientPower等中国企业也各自展示了集成Qi标准的电子产品。将手机放在一个电磁炉大小的无线充电站上，无需电线相连，就能实现充电功能。Qi标准自去年8月开始在中国推广，目前联盟成员数量已增加到74家。飞利浦、HTC、诺基亚、三星、索尼爱立信、百思买等知名企业纷纷加入。

“中国企业已抢先开发其中的商机，有望领跑无线充电市场，率先实现Qi的大规模商用。”无线充电联盟主席MennoTreffers表示。据iSuppli预测，2013年，全球无线充电市场空间将达180亿美元，届时除手机外，相机、电脑等产品都可以用Qi充电器充电。

工业和信息化部电信研究院泰尔实验室主任何桂立指出，2013年移动终端将有进一步快速发展，外延内涵不断扩展、LTE终端、云计算应用、无线充电、手机安全将无可争议成为市场热点。随着3G技术走向普及，由中国主导的4G技术标准成为未来智能手机的方向，技术和产业迈向成熟，国际通信巨头积极支持，推动4G标准国际化速度，同时，国家4G牌照发放指日可待，我国在无线充电技术上应该有所作为，这么大的市场蛋糕不该拱手让人，至少先占据本国市场，再向全球攻城掠地，起步阶段与国际通信巨头和产业联盟合作，不失为加快产业发展的一个良策，也可为未来的无线充电市场及其附属产业和产品集聚正能量。

与每天烦人的充电线说再见

现实生活中，随着智能技术的日趋普及，智能设备越来越强大的功能与蓄电池技术发展的迟滞，形成了鲜明对照。人们几乎每天都要与各种充电器、充电线和电源连接线打交道，大家都有多个充电器、连接线的经历，不仅烦人或出错，而且造成严重的资源浪费。现在，无线充电技术的发展，可以让我们在不远的将来，彻底告别各种烦人的充电线了。

其实，无线充电技术就是利用了我们中学物理课上学过的电生磁、磁生电的基本原理。以手机为例，充电板中的电路将电能转换为电磁场，电磁场在空间传播，并在手机中相应的接收线圈中产生感应电流，经过专用的电路进行整流、稳压后就可以直接充进手机电池中。科学家早在19世纪就发现了电磁转换现象。半个多世纪之后，科学家们又进行了最早的“无线充电”演示，即通过感应线圈的静电感应，无线输送能量。目前，无线充电技术尚存若干技术难题。例如提高充电效率、降低成本、增加有效充电距离等。无线充电的电磁波传输过程中损耗较大（电磁辐射与距离的4次方成反比地衰减），这就限定了各种标准的有效充电距离。因此，在提高能效转换上，这一技术有相当大的提升和改进空间。除了技术问题，眼下最棘手的是不同生产商的标准不一致，这就必须统一规范标准。否则，各厂商的设备无法兼容，会造成无线充电设备新的严重浪费，这是必须要避免的，更需要深入研发，符合资源节约型社会的发展潮流。

但无认如何，无线充电技术将最终走向普及并义无反顾地进入普通家庭，将给我们的日常生活带来便利。在今年初举行的国际消费者电子大展上，Fulton Lnnovation公司展示了可在手提包中进行无线充电的原型产品，用户只需将手机放入这种具有无线充电功能的手提包中，就能实现对手机的无线充电。与此相类似，无线充电器也可整合到汽车、桌子、椅子甚至橱柜当中，甚至将来此项技术可以外延到其他电子产品上，推而广之的前景非常乐观。

无线充电技术一直是智能终端行业的热点话题，消费潜在需求巨大。美国市场研究机构近期的报告显示，全球无线充电市场未来5年内将呈现井喷式增长，年复合增长率预计为57.6%。2011年，无线充电市场的产值仅为4.57亿美元，至2020年，市场规模将达到千亿美元。