引言

日前市場上傳出蘋果新一代機(jī)種將導(dǎo)入無線充電技術(shù)；另一則消息則是蘋果加入了無線充電聯(lián)盟WPC。蘋果一向代表產(chǎn)業(yè)風(fēng)向球、引領(lǐng)主流市場走向，接二連三的消息傳出，似乎預(yù)告了行之有年、尚未開花結(jié)果的無線充電技術(shù)與市場榮景即將來臨。

 

根據(jù)IHS市場研究報導(dǎo)，2017年無線充電裝置（Rx）和無線充電板（Tx）總出貨量預(yù)計會超過６億臺，至2025年Tx與Rx總出貨量以倍數(shù)成長達(dá)到28億臺，從圖一我們可得知，手機(jī)、智能手表等無線充電裝置已成為無線充電市場主要推力，連帶拉高充電板出貨。

圖一、全球無線充電產(chǎn)品出貨量，數(shù)據(jù)源：IHS

 

隨著市售無線充電機(jī)種愈來愈多，充電產(chǎn)品版本是否向下兼容、產(chǎn)品間的互操作性是否影響用戶體驗或是無法供電等潛在問題成為技術(shù)上需克服的困難點(diǎn)。一套完整的無線充電產(chǎn)品驗證方案，除了互操作性測試，亦包含標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證、充電效能與效率驗證。

 

標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證旨在確認(rèn)產(chǎn)品是否符合協(xié)會制定的測試規(guī)格，以確保產(chǎn)品在一定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，為廠商最基本的質(zhì)量檢測門坎；無線充電效能與效率驗證則是進(jìn)一步確認(rèn)產(chǎn)品質(zhì)量在不同產(chǎn)品規(guī)格下應(yīng)有的表現(xiàn)能力與相對應(yīng)之滿意度，包括安全機(jī)制確認(rèn)、充電效能、充電效率等，旨在創(chuàng)造產(chǎn)品差異化以提升市場競爭力。透過百佳泰觀察，目前全球知名在線購物網(wǎng)站販賣的無線產(chǎn)品項目中，僅有少數(shù)的無線產(chǎn)品通過認(rèn)證，其余大多數(shù)皆屬于未認(rèn)證產(chǎn)品；相對于技術(shù)發(fā)展成熟度較高的USB、HDMI產(chǎn)品，足以顯示無線充電產(chǎn)品在標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證上仍有一段距離需邁進(jìn)。

 

無線充電測試重點(diǎn)(Wireless Charging Test Focus)

目前無線充電技術(shù)根據(jù)使用者習(xí)慣大致可應(yīng)用在以下常見環(huán)境：公共場所、車用、辦公室及家用。由于各場域特性不同，故使用方式也不同，注重的測試特點(diǎn)亦不相同?，F(xiàn)在，就讓我們看看三大領(lǐng)域的測試重點(diǎn)吧!

圖二、三大領(lǐng)域無線充電測試重點(diǎn)

 

 1. 公共領(lǐng)域方面 ，例如人來人往的咖啡店、機(jī)場，消費(fèi)者的各類型手機(jī)是否能夠和公共場所提供的充電板正常配對并充電為首要考慮因素，故互操作性測試為主要測試重點(diǎn)。

 

 2. 車用領(lǐng)域方面 ，由于天氣變化及空氣流通問題，使得廠商需特別注意溫升安全機(jī)制，另外一般駕駛者常會順手把銅板隨意放置在駕駛座旁的凹槽，當(dāng)使用者沿用舊有習(xí)慣，任意將銅板放置在車內(nèi)通電的充電板上時，可能會導(dǎo)致銅板不當(dāng)?shù)丶訜?，?strong>異物偵測(Foreign Object Detection: FOD)功能驗證同時為車用無線充電重點(diǎn)之一（注一）。

 

3. 家用與辦公室方面，兩種室內(nèi)環(huán)境的使用方式和情境相互交錯重迭，我們將兩者歸納在同一領(lǐng)域。首先，我們觀察到兩者都是非常注重充電效率表現(xiàn)的，隨著未來中功率家用電器在需求上不斷提升，而上班族希望以最短的時間充飽電力以快速處理大小會議、外出拜訪客戶等公事，無線充電的快充技術(shù)是否滿足以上需求將為廠商考慮因素，因此充電效能與效率驗證也就格外重要。最后，我們亦發(fā)現(xiàn)使用者情境分析可協(xié)助模擬多元化的真實家用及辦公室使用情況，將情況加以分析以降低潛在風(fēng)險并改進(jìn)。

 

三大場域各有其重視的測試特點(diǎn)，然兼容性問題并不局限在某一特殊領(lǐng)域，是現(xiàn)在普遍存在的現(xiàn)象。百佳泰將透過本篇文章深入淺出解析互操作性測試結(jié)果，將其測試結(jié)果量化以評估每項產(chǎn)品的表現(xiàn)能力及潛在風(fēng)險，加以歸納結(jié)論，作為消費(fèi)者選用之參考以及廠商掌握互操作性潛在風(fēng)險之依據(jù)。

注一：異物偵測(foreign Object Detection: FOD)為當(dāng)充電板偵測到任何異物接觸時會立即停止供電，避免發(fā)生危險。

 

百佳泰無線充電互操作性測試剖析 (Wireless Charging Interoperability Test Analysis)

目前市場上是由Wireless Power Consortium(WPC)以及 AirFuel Alliance 兩個協(xié)會主導(dǎo)無線充電技術(shù)市場，前者主推磁感應(yīng)技術(shù)（Magnetic Induction）；后者則是并行磁感應(yīng)（Magnetic Induction）及磁共振（Magnetic Resonance

）技術(shù)推廣。百佳泰參考兩者制定的無線充電互操作性測試規(guī)范，加以改良規(guī)劃成為更嚴(yán)謹(jǐn)測試流程及準(zhǔn)則，并于近日執(zhí)行了小規(guī)模的手機(jī)與無線充電板交叉驗證研究測試。本次測試樣本為市面上隨機(jī)購買的10臺手機(jī)(Rx)及8個充電板(Tx)，包含認(rèn)證產(chǎn)品以及未認(rèn)證產(chǎn)品，因市面上采用AirFuel Alliance標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品并不多，測試樣本中認(rèn)證產(chǎn)品主要以WPC無線充電規(guī)格Qi為主。

 

Qi的規(guī)格演進(jìn)已從最早版本的V1.0、V1.1至V 1.2，從V1.1版本開始導(dǎo)入異物偵測(Foreign Object Detection: FOD)功能，從V1.2版本始定義BPP (Baseline Power Profile)低功率5W以及EPP (Extended Power Profile) 中功率15W。WPC雖已不再接受廠商申請V1.0及V1.1認(rèn)證，然市面上依然充斥著不少 V1.0、V1.1 的裝置；同時，因應(yīng)市場對于快充的需求，業(yè)界亦推出自有的無線快充規(guī)格，例如三星閃充10W，故當(dāng)消費(fèi)者將不同規(guī)格充電板及手機(jī)配對時，相對而言互操作性的風(fēng)險也會提升。

圖三、WPC無線充電規(guī)格Qi的演進(jìn)

 

 測試結(jié)果解析: 

首先請讀者參考圖四，直列為Tx充電板，橫排為Rx手機(jī)，藉由不同顏色標(biāo)示，可清楚看出產(chǎn)品所支持的規(guī)格以及所屬認(rèn)證/非認(rèn)證產(chǎn)品。每一格數(shù)值是一次Tx和Rx配對測試結(jié)果，共五種等級，分別為0分、0.5分、0.75分、0.9分及1分（注二）。衡量一個Tx或Rx產(chǎn)品的互操作性表現(xiàn)，需將每格數(shù)值加總起來，首先以排名第一U牌Tx為例，該機(jī)種和10種Rx的互操作性結(jié)果總積分為10分；S牌Tx總積分為9.9，名列第二，總積分得分越高者，表現(xiàn)能力愈佳；反之則表現(xiàn)能力較差，以此類推。

 

在整個測試過程中，有諸多需要注意的準(zhǔn)則，一次完整的Tx和Rx測試，除了需成功完成充電，亦不能中斷充電動作，測試者須全程監(jiān)控，以確認(rèn)沒有任何問題產(chǎn)生與充電中斷。

圖四、無線充電互操作性測試結(jié)果，Tx代表充電板，Rx代表手機(jī)

 

注二：測試結(jié)果數(shù)值說明

1 分 : Tx可和Rx可正常運(yùn)作，無任何異?，F(xiàn)象發(fā)生

0.9分 : Rx可以充電，然啟動充電的時間略微超過3秒鐘，并不影響使用者觀感

0.75分: Rx可以充電，然啟動充電的時間超過3秒鐘，已影響到使用者觀感

0.5分 : 追蹤Log發(fā)現(xiàn)Tx和Rx在溝通上發(fā)生問題，不影響充電，若嚴(yán)重時會影響產(chǎn)品性能表現(xiàn)

0 分 : Rx和Tx無法溝通，無法啟動充電模式

 

從研究分析，我們可歸納出以下結(jié)論:

 1. 不同認(rèn)證版本產(chǎn)品間存在互操作性問題 

同屬早期規(guī)格Qi V1.0的N牌和M牌Tx充電板(分別排列第六名和第八名)，與和相對較新規(guī)格Qi V1.1/Qi V1.2的Rx手機(jī)有明顯互操作性問題，我們亦觀察到M牌充電板甚至和認(rèn)證過的兩種型號S牌手機(jī)無法溝通，導(dǎo)致無法充電情況發(fā)生。從手機(jī)端切入，同為Qi V1.1規(guī)格、分別排名第八及第十的兩種M牌手機(jī)亦和多數(shù)充電板產(chǎn)生互通問題，其中包含未認(rèn)證充電板，以及V1.0、V1.1版本的充電板。

 

從以上結(jié)果可得知，屬于早期V1.0規(guī)格互操作性較差，即便產(chǎn)品通過最基本的標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證門坎，在不同Qi版本認(rèn)證下的產(chǎn)品確實會產(chǎn)生互操作性問題。我們針對這個結(jié)論，對廠商提出以下兩點(diǎn)建議：1.在產(chǎn)品認(rèn)證上最好導(dǎo)入最新規(guī)格以提升互操作性質(zhì)量。2.除了標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證之外，須采用更完整的測試方案以全方位檢視產(chǎn)品不同面向。而消費(fèi)者亦盡量選擇版本較新的無線充電產(chǎn)品。

 

 2.不同產(chǎn)品組件導(dǎo)致互操作性表現(xiàn)不一 

本次測試選擇了兩款未經(jīng)認(rèn)證的充電板，而兩種品牌在互操作性測試中表現(xiàn)不一。排名第四的M牌充電板在和十種手機(jī)交叉驗證之后，獲得了總積分9分；排名第七的A牌充電板僅得到7.5分，甚至和排名第十名的M牌手機(jī)無法溝通，完全無法充電。

 

影響無線充電產(chǎn)品質(zhì)量有三大因素，分別為產(chǎn)品規(guī)格，芯片以及線圈，經(jīng)由實際拆解兩個未認(rèn)證的充電板，我們發(fā)現(xiàn)A牌及M牌雖使用同款芯片，然在互操作性上卻產(chǎn)生不同結(jié)果，會導(dǎo)致此結(jié)果有多種可能，包含線路設(shè)計及搭配的線圈等，需要抽絲剝繭方才得知，百佳泰可針對不同疑點(diǎn)，進(jìn)而提供更深層的驗證，以協(xié)助廠商發(fā)掘問題癥結(jié)點(diǎn)。

 

 3. 加強(qiáng)測試規(guī)格以改善同品牌Tx和Rx互操作性問題 

同為Qi V1.1版本的I牌的充電板和I牌手機(jī)充電套竟然在測試過程發(fā)生溝通上的問題，我們推測Rx與Tx源自于不同供貨商之故。同品牌發(fā)生互操作性問題和一般消費(fèi)者認(rèn)知差異極大，消費(fèi)者總是認(rèn)為選擇同品牌的配對產(chǎn)品最為安心，為了建立產(chǎn)品可信度，廠商除了在出貨前需要嚴(yán)格把關(guān)，另更須做好供貨商管理以及制訂更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臏y試規(guī)格以維持質(zhì)量。

 

總結(jié)

隨著蘋果導(dǎo)入無線充電技術(shù)，加上使用者對于快充的需求日益俱增，連帶著無線充電中功率（15Ｗ）產(chǎn)品的詢問度增加，然快充技術(shù)因提供較大電流將導(dǎo)致產(chǎn)品過熱現(xiàn)象發(fā)生，易衍伸出更多問題。目前市場機(jī)制及秩序尚未建立，故一套完整的無線充電產(chǎn)品驗證方案，包含互操作性測試，標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證、充電效能與效率驗證是必要的。藉由不同品牌裝置間的優(yōu)劣程度及特性比較分析，廠商可明確訂定出產(chǎn)品的市場定位，進(jìn)一步透過合適的營銷策略以提高產(chǎn)品的競爭力，以滿足消費(fèi)者對充電市場的期望。