詳解無線充電技術原理及標準
發布時間:2017-10-12 責任編輯:wenwei
【導讀】隨著蘋果、小米等廠商相繼加入WPC無線充電聯盟,新款iPhone8、iPhoneX係xi列lie正zheng式shi支zhi持chi無wu線xian充chong電dian,未wei來lai無wu線xian充chong電dian必bi定ding是shi趨qu勢shi,畢bi竟jing蘋ping果guo等deng廠chang商shang教jiao育yu市shi場chang的de能neng力li不bu容rong小xiao覷qu。從cong供gong應ying鏈lian角jiao度du來lai看kan,隨sui著zhe無wu線xian充chong電dian市shi場chang的de爆bao發fa,相xiang關guan企qi業ye也ye將jiang大da為wei受shou益yi。國guo內nei從cong事shi無wu線xian充chong電dian芯xin片pian的de廠chang商shang更geng是shi有you不bu少shao拿na到dao了le巨ju額e投tou資zi。未wei來lai無wu線xian充chong電dian市shi場chang到dao底di能neng有you多duo大da、現有的產業鏈分布如何,在這篇文章中我們將詳細介紹。
一、從手機到太空 無線充電行業市場規模分析
隨(sui)著(zhe)無(wu)線(xian)充(chong)電(dian)在(zai)技(ji)術(shu)瓶(ping)頸(jing)上(shang)的(de)不(bu)斷(duan)突(tu)破(po),無(wu)線(xian)充(chong)電(dian)技(ji)術(shu)可(ke)能(neng)成(cheng)為(wei)未(wei)來(lai)智(zhi)能(neng)手(shou)機(ji)甚(shen)至(zhi)物(wu)聯(lian)網(wang)發(fa)展(zhan)中(zhong)非(fei)常(chang)重(zhong)要(yao)的(de)一(yi)項(xiang)技(ji)術(shu),用(yong)戶(hu)以(yi)後(hou)為(wei)智(zhi)能(neng)設(she)備(bei)充(chong)電(dian)將(jiang)變(bian)得(de)更(geng)加(jia)自(zi)由(you),無(wu)線(xian)充(chong)電(dian)行(xing)業(ye)迎(ying)來(lai)商(shang)業(ye)化(hua)爆(bao)發(fa)的(de)拐(guai)點(dian)。目(mu)前(qian),無(wu)線(xian)充(chong)電(dian)技(ji)術(shu)的(de)主(zhu)要(yao)應(ying)用(yong)場(chang)景(jing)為(wei)消(xiao)費(fei)電(dian)子(zi)(以可穿戴設備和智能手機為代表)和電動汽車兩個領域,未來無線充電的應用可以進一步擴展到家具、家電、動車組等領域。同時,將太空中發出的電力傳輸到地球上的研究也在進行。無論何時何地都能充電的“無線充電社會”將逐步實現。
無wu線xian充chong電dian市shi場chang正zheng處chu於yu快kuai速su增zeng長chang期qi,是shi新xin一yi代dai消xiao費fei電dian子zi升sheng級ji的de必bi然ran選xuan擇ze。無wu線xian充chong電dian作zuo為wei未wei來lai重zhong要yao的de消xiao費fei電dian子zi潮chao流liu,近jin幾ji年nian呈cheng現xian技ji術shu成cheng果guo加jia快kuai轉zhuan換huan、產品規模化量產穩步推出的趨勢。中國產業信息研究網發布的《2017-2022年中國無線充電行業市場深度分析與投資前景預測研究報告》數據顯示,無線充電市場將從2016年34億美元增加到2022年的140億美元,滲透率從7%提升到60%以上。預測到2018年之前,無線充電市場將保持50%以上的增長,勢頭十分強勁,無線充電產業鏈爆發在即。

2017-2022年各類無線充電預估市場空間對比(單位:億美金)數據來源:三勝谘詢
二、無線充技術原理及標準
無線充電技術,即Wireless charging technology,是shi指zhi具ju有you電dian池chi的de裝zhuang置zhi不bu需xu要yao借jie助zhu於yu電dian導dao線xian,利li用yong電dian磁ci波bo感gan應ying原yuan理li或huo者zhe其qi他ta相xiang關guan的de交jiao流liu感gan應ying技ji術shu,在zai發fa送song端duan和he接jie收shou端duan用yong相xiang應ying的de設she備bei來lai發fa送song和he接jie收shou產chan生sheng感gan應ying的de交jiao流liu信xin號hao來lai進jin行xing充chong電dian的de一yi項xiang技ji術shu,源yuan於yu無wu線xian電dian力li輸shu送song技ji術shu。可ke分fen為wei小xiao功gong率lv無wu線xian充chong電dian和he大da功gong率lv無wu線xian充chong電dian兩liang種zhong方fang式shi。小xiao功gong率lv無wu線xian充chong電dian常chang采cai用yong電dian磁ci感gan應ying式shi,如ru對dui手shou機ji充chong電dian的deQi方式。大功率無線充電常采用諧振式,由供電設備(充電器)將能量傳送至用電的裝置,該裝置使用接收到的能量對電池充電,並同時供其本身運作之用。
由(you)於(yu)充(chong)電(dian)器(qi)與(yu)用(yong)電(dian)裝(zhuang)置(zhi)之(zhi)間(jian)以(yi)磁(ci)場(chang)傳(chuan)送(song)能(neng)量(liang),兩(liang)者(zhe)之(zhi)間(jian)不(bu)用(yong)電(dian)線(xian)連(lian)接(jie),因(yin)此(ci)充(chong)電(dian)器(qi)及(ji)用(yong)電(dian)的(de)裝(zhuang)置(zhi)都(dou)可(ke)以(yi)做(zuo)到(dao)無(wu)導(dao)電(dian)接(jie)點(dian)外(wai)露(lu)。按(an)照(zhao)原(yuan)理(li)分(fen)類(lei),無(wu)線(xian)充(chong)電(dian)技(ji)術(shu)又(you)分(fen)為(wei)電(dian)磁(ci)感(gan)應(ying)式(shi)、磁場共振、無線電波式。
各種無線充電方式都有各自的特點,具體比較如表1所示。

表1 無線充電各種原理方案的比較
目前,無線充電有兩大標準,WPC推出的Qi標準和AirFuel標準(PMA和A4WP合並)。從技術上來看,無線充電經曆了幾個功率等級——5W、9W、15W,目前業界也提出了無線快充技術的概念。蘋果采用的Qi標準,正是最為主流的電磁感應技術。
三、無線充電上下遊產業鏈分析
隨著iPhone X導(dao)入(ru)無(wu)線(xian)充(chong)電(dian),在(zai)帶(dai)動(dong)無(wu)線(xian)充(chong)電(dian)市(shi)場(chang)爆(bao)發(fa)以(yi)後(hou),受(shou)益(yi)的(de)不(bu)僅(jin)僅(jin)局(ju)限(xian)於(yu)上(shang)下(xia)遊(you)產(chan)業(ye)鏈(lian),同(tong)時(shi)包(bao)括(kuo)第(di)三(san)方(fang)的(de)無(wu)線(xian)充(chong)電(dian)供(gong)應(ying)商(shang),且(qie)這(zhe)些(xie)廠(chang)商(shang)提(ti)供(gong)的(de)不(bu)僅(jin)僅(jin)是(shi)針(zhen)對(dui)三(san)星(xing)或(huo)者(zhe)蘋(ping)果(guo)的(de)配(pei)套(tao),而(er)是(shi)兼(jian)容(rong)性(xing)很(hen)高(gao)的(de)產(chan)品(pin),換(huan)而(er)言(yan)之(zhi),其(qi)無(wu)線(xian)充(chong)電(dian)器(qi)可(ke)以(yi)為(wei)不(bu)同(tong)品(pin)牌(pai)手(shou)機(ji)充(chong)電(dian),未(wei)來(lai)無(wu)線(xian)充(chong)電(dian)大(da)部(bu)分(fen)都(dou)會(hui)支(zhi)持(chi)同(tong)時(shi)對(dui)多(duo)個(ge)設(she)備(bei)進(jin)行(xing)同(tong)時(shi)充(chong)電(dian)。
無線充電既需要射頻技術,還需要有相關材料研發和整合能力來滿足電磁幹擾屏蔽、隔離、散熱等技術需求。從無線充電產業鏈角度來看,其主要劃分為5大板塊:方案設計商、電源芯片商、磁性材料商、傳輸線圈商以及模組製造商。其中方案設計和電源芯片環節技術壁壘高、利潤高(大概各占無線充電產業鏈利潤的30%),基本被國外企業壟斷。磁性材料和傳輸線圈環節技術壁壘相對較低,同時擁有中外玩家,利潤占比各為20%和14%。模組製造環節技術壁壘和利潤最低,主要參與者為國內廠商,廠商利潤占比僅為6%。

方案設計:目前以蘋果、高通、特斯拉等國外廠商為主,國內中興通信、信維通信、萬安科技等具有竟爭力。國外:高通(Halo 無線充電技術)、蘋果(MagSafe 磁吸方式和遠程無線充電)、特斯拉(免插充電係統,Plugless Power System)。國內:中興通訊(布局汽車無線充電)、信維通信(給三星NFC無線充電設備供貨)和萬安科技(投資的無線充電企業Evatran,布局無線充電)。
電源芯片:無線充電中的芯片包括無線充電接收器(Rx)芯片和無線充電發送器(Tx)芯片,正不斷向高集成度、高充電效率、低功耗發展。無線充電電源芯片市場的玩家包括高通、博通、TI、IDT、NXP、MTK等。其中IDT是最早推出多模無線充電解決方案的廠商,三星S7的發射和接收端均使用的是IDT的芯片。不過近些年國內的芯片廠商發展也很迅猛,比如全誌科技、紫光國芯、易衝無線、新xin頁ye集ji團tuan等deng。國guo內nei從cong事shi無wu線xian充chong電dian芯xin片pian廠chang商shang更geng是shi有you不bu少shao拿na到dao了le巨ju額e投tou資zi,國guo內nei無wu線xian充chong電dian芯xin片pian廠chang商shang易yi衝chong無wu線xian和he新xin頁ye都dou將jiang在zai本ben月yue召zhao開kai芯xin片pian發fa布bu會hui。
磁性材料:無線充電涉及的磁性材料包括:發射端磁材使用永磁體(永磁鐵氧體、稀土釹鐵硼永磁體)和軟磁鐵氧體;接收端使用軟磁鐵氧體。一方麵,增強發射和接收線圈間磁通量,提高傳輸率;另一方麵,作為發射和接收之間的定位裝置,便於終端設備快速淮確定位;ruancitieyangtichanpinzaiwuxianchongdianzhongyongzuogecipian,zhuyaozuoyongshizenggaoganyingcichanghepingbixianquanganrao。muqianguoneiwaiqiyezaizheyilingyujunzhanjuyidingshichangfene,A股上市公司包括橫店東磁、寧波韻升、天通股份、信維通信等。國外參與方則有TDK、村田等。
傳輸線圈:傳chuan輸shu線xian圈quan環huan節jie有you兩liang大da特te點dian,一yi是shi需xu要yao產chan業ye鏈lian上shang下xia遊you緊jin密mi配pei合he,二er是shi具ju有you很hen高gao的de客ke戶hu定ding製zhi化hua特te征zheng。因yin此ci這zhe個ge領ling域yu的de主zhu要yao進jin入ru壁bi壘lei在zai於yu廠chang商shang的de精jing密mi加jia工gong水shui平ping以yi及ji與yu上shang下xia遊you的de銜xian接jie能neng力li。傳chuan輸shu線xian圈quan方fang麵mian,國guo內nei公gong司si技ji術shu沉chen澱dian已yi久jiu,且qie參can與yu企qi業ye眾zhong多duo,包bao括kuo信xin維wei通tong信xin、順絡電子、碩貝德、立訊精密(Apple Watch無線充電供應商)等。
模組製造:模組的封裝製造環節技術要求相對較低,利潤也很低,主要由國內零組件廠商參與。包括欣旺達(全資子公司普瑞賽斯是WPC全球授權的14家測試中心之一,能夠獨立完成對無線充電產品的QI認證)和德賽電池(公司主要向下遊蘋果、三星等國際一流客戶提供移動產品電源的綜合解決方案)。

到2020 年無線充電各環節市場空間(單位:億美元)資料來源:川財證券研究所
(來源:微波射頻網)
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