蘋(píng)果確定要用無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)，無(wú)線(xiàn)充電時(shí)代到來(lái)了

　　關(guān)于下一代iPhone的各方面猜測(cè)，一直是熱點(diǎn)話(huà)題之一。其中，對(duì)iPhone要采用無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)更是傳的沸沸揚(yáng)揚(yáng)。雖然傳聞iPhone研發(fā)無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)已久，但iPhone官方一直未對(duì)外公布過(guò)相關(guān)進(jìn)展，卻反而引得外界更加期待。不過(guò)，iPhone近日獲得了一個(gè)有關(guān)無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)的專(zhuān)利，進(jìn)一步印證了外界對(duì)這一功能的猜想。

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

　　無(wú)線(xiàn)充電，這個(gè)聽(tīng)上去高大上的技術(shù)究竟是從何而來(lái)?怎樣才能實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)充電?現(xiàn)在的發(fā)展?fàn)顩r如何?對(duì)現(xiàn)如今的市場(chǎng)而言，它有哪些優(yōu)點(diǎn)能為人們所用，又有哪些特點(diǎn)是會(huì)阻礙這一行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的?未來(lái)，這一技術(shù)又能否給手機(jī)行業(yè)帶來(lái)革新呢?

　　一、無(wú)線(xiàn)充電由來(lái)已久，種類(lèi)多樣各有側(cè)重

　　說(shuō)到無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)的起源，可上溯至19世紀(jì)末期。因?yàn)殡娔艿纳a(chǎn)地與使用地之間往往距離很遠(yuǎn)，彼時(shí)有線(xiàn)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(wú)線(xiàn)的方法將電能運(yùn)送到使用地，由此催生了無(wú)線(xiàn)電能傳輸技術(shù)。

　　許多科學(xué)家都針對(duì)這個(gè)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(wú)線(xiàn)電領(lǐng)域做出了杰出貢獻(xiàn)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(shuō)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(jī)，是因?yàn)槠涑晒蝗藶榈仉[藏和埋沒(méi)了，但隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及、環(huán)境的惡化以及時(shí)代的變遷，特斯拉的名字與成就又再次被挖掘出來(lái)。

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

　　到近代以后，無(wú)線(xiàn)電能傳輸?shù)男枨笾饾u被無(wú)線(xiàn)充電需求所取代，即m級(jí)或更近距離的電能傳輸。

　　而近代無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)的崛起，離不開(kāi)幾個(gè)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(guó)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(zhǎng)距離無(wú)線(xiàn)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(zhuān)門(mén)學(xué)科的姿態(tài)出現(xiàn)。而太空競(jìng)賽刺激了航天電源的需求，使電源技術(shù)得到了進(jìn)一步完善。經(jīng)過(guò)幾十年的時(shí)間，開(kāi)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(lèi)能夠更容易地實(shí)現(xiàn)高頻開(kāi)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(diǎn)很重要，即區(qū)域內(nèi)無(wú)線(xiàn)充電需求的提升。隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的迅速崛起，各類(lèi)智能終端的需求急劇擴(kuò)張。人們?cè)趯?duì)智能設(shè)備的網(wǎng)速、外觀(guān)、屏幕、效果等方面要求更高的同時(shí)，對(duì)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(hù)痛點(diǎn)。

　　這不禁讓人懷念功能機(jī)時(shí)代，那時(shí)隨便一個(gè)手機(jī)電量都能支撐一星期。到智能機(jī)時(shí)代，電池容量增加了3倍，但續(xù)航能力卻大幅下降。因此，無(wú)線(xiàn)充電作為一種簡(jiǎn)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(wú)線(xiàn)充電領(lǐng)域的學(xué)術(shù)界并不太關(guān)注智能手機(jī)這類(lèi)小功率消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品，而更多的是關(guān)注大功率等級(jí)的如電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域的無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r，這與主流汽車(chē)廠(chǎng)商為高校的研究提供經(jīng)費(fèi)有關(guān)。然而，就市場(chǎng)端而言，消費(fèi)類(lèi)電子行業(yè)的變化與發(fā)展速度明顯比汽車(chē)行業(yè)快得多。

　　從誕生到如今這一個(gè)多世紀(jì)，汽車(chē)雖然也有一些變革和發(fā)展，但并無(wú)什么本質(zhì)上的變化。反觀(guān)消費(fèi)類(lèi)電子市場(chǎng)，行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)可以用“慘烈”二字形容，這也促使新技術(shù)在這一領(lǐng)域會(huì)更加快速地得到大規(guī)模應(yīng)用。

　　目前，無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)有多種實(shí)現(xiàn)方式，常見(jiàn)的有磁場(chǎng)感應(yīng)、磁場(chǎng)共振、電場(chǎng)感應(yīng)與電磁波幾種。不過(guò)，目前最常用的是前兩種。

　　第一種是目前市面上主流的無(wú)線(xiàn)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(lái)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(wú)線(xiàn)充電發(fā)射器和無(wú)線(xiàn)充電接收器兩個(gè)關(guān)鍵部分。所以說(shuō)，感應(yīng)式無(wú)線(xiàn)充電的原理極為簡(jiǎn)單，其本質(zhì)與變壓器并無(wú)區(qū)別。

　　為推廣和統(tǒng)一磁感應(yīng)無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)，香港城市大學(xué)主導(dǎo)成立了一個(gè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織WPC，保證不同廠(chǎng)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(gè)無(wú)線(xiàn)充電的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，即Qi(無(wú)線(xiàn)充電聯(lián)盟)。其名字來(lái)自中文“氣”，寓意是“無(wú)形的能量”。該標(biāo)準(zhǔn)一經(jīng)推出即備受推崇，主流廠(chǎng)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(guò)，第一代磁感應(yīng)技術(shù)有許多缺陷，如使用時(shí)空間自由度低，手機(jī)放置需精確，且不能有過(guò)多的垂直間隔。這讓很多人在使用過(guò)程中經(jīng)常因?yàn)閷?duì)不準(zhǔn)位置導(dǎo)致充電失敗，極大地影響了用戶(hù)體驗(yàn)，較高的學(xué)習(xí)成本也阻礙了這一技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。

　　為了提供更高的自由空間度，進(jìn)而改善用戶(hù)體驗(yàn)，第二代磁共振無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)應(yīng)運(yùn)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(xiàn)圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，或在接收線(xiàn)圈的內(nèi)部產(chǎn)生交流電。與第一代磁感應(yīng)無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)相比，磁共振無(wú)線(xiàn)充電的核心思想是通過(guò)對(duì)偶的諧振器件將能量通路控制得更加通暢。

　　無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，為智能終端帶來(lái)了更多的可能。無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)對(duì)于智能終端意義非凡，未來(lái)的發(fā)展亦不可限量。但是，目前無(wú)線(xiàn)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(wú)線(xiàn)充電技術(shù)對(duì)智能終端意義非凡，但行業(yè)發(fā)展仍面臨阻礙

　　對(duì)于智能手機(jī)而言，無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)有著非凡的意義?；乜粗悄苁謾C(jī)發(fā)展史，從小米2012年發(fā)布第一款手機(jī)始，智能手機(jī)廠(chǎng)商就開(kāi)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(jī)攝像頭也從500萬(wàn)像素一路飆升至4000萬(wàn)像素。

　　在硬件配置的比拼結(jié)束后，國(guó)產(chǎn)智能手機(jī)也愈發(fā)趨于同質(zhì)化，因而差異化成為了手機(jī)廠(chǎng)商下一階段競(jìng)爭(zhēng)的重要因素，以往手機(jī)行業(yè)對(duì)性能參數(shù)的追求也將逐漸轉(zhuǎn)化到對(duì)用戶(hù)體驗(yàn)的關(guān)注上。因此，無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)發(fā)展機(jī)會(huì)不小。

　　對(duì)于用戶(hù)而言，近年來(lái)智能手機(jī)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(jī)功能多強(qiáng)大，續(xù)航依然是限制其進(jìn)一步智能化的瓶頸。在電池技術(shù)革命遙遙無(wú)期的當(dāng)下，無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)為我們提供了更多可能。

　　無(wú)線(xiàn)充電可以為我們的日常生活帶來(lái)許多實(shí)質(zhì)性的益處。最明顯的就是能夠讓我們擺脫線(xiàn)纜的束縛，它能將充電器、數(shù)據(jù)線(xiàn)等技術(shù)內(nèi)置到各種日常用品中，并且隱藏的毫無(wú)痕跡。此外，由于無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)無(wú)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(wú)線(xiàn)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(jiàn)的。

　　第一，無(wú)線(xiàn)充電行業(yè)尚無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)?，F(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(shuō)是勢(shì)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(shì)看來(lái)，統(tǒng)一也并非不可能，但需一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程。

　　第二，無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)效率不高，耗時(shí)較長(zhǎng)。這是因?yàn)樵诖艌?chǎng)產(chǎn)生的過(guò)程中，能量從發(fā)射到接收幾乎損失了一半，這也是為何無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)不及有線(xiàn)迅速的原因。

　　第三，無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)成本昂貴。這個(gè)成本除了金錢(qián)成本之外還有心理成本。由于普及度不夠，許多人對(duì)無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)概念的理解可以說(shuō)是十分不到位的，大部分用戶(hù)得知手機(jī)仍要放在無(wú)線(xiàn)充電器上，而且這個(gè)無(wú)線(xiàn)充電器仍需通過(guò)USB線(xiàn)連接電源時(shí)，普遍表現(xiàn)出失望的情緒。

　　過(guò)高的心理預(yù)期對(duì)于技術(shù)的普及也會(huì)產(chǎn)生阻滯作用，同時(shí)，用戶(hù)也擔(dān)心無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)所帶來(lái)的輻射問(wèn)題。此外，市面上支持無(wú)線(xiàn)充電功能的機(jī)型尚不算多，如果加接收器會(huì)占據(jù)用戶(hù)的USB接口，在有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)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(wú)線(xiàn)充電技術(shù)經(jīng)歷了長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展，已漸趨成熟。結(jié)合當(dāng)下移動(dòng)終端市場(chǎng)的整體情況來(lái)看，無(wú)線(xiàn)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(jìn)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。