日前市場上傳出蘋果新一代機種將導(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)成長達到28億臺，從圖一我們可得知，手機、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。一套完整的無線充電產(chǎn)品驗證方案，除了互操作性測試，亦包含標準認證、充電效能與效率驗證。

標準認證旨在確認產(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)量標準范圍內(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一步確認產(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，包括安全機制確認、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)品通過認證，其余大多數(shù)皆屬于未認證產(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)品在標準認證上仍有一段距離需邁進。

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

目前無線充電技術(shù)根據(jù)使用者習慣大致可應(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，注重的測試特點亦不相同?，F(xiàn)在，就讓我們看看三大領(lǐng)域的測試重點吧!

圖二、三大領(lǐng)域無線充電測試重點

 1. 公共領(lǐng)域方面 ，例如人來人往的咖啡店、機場，消費者的各類型手機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。

 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，當使用者沿用舊有習慣，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?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險并改進。

三大場域各有其重視的測試特點，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)能力及潛在風險，加以歸納結(jié)論，作為消費者選用之參考以及廠商掌握互操作性潛在風險之依據(jù)。

注一：異物偵測(foreign Object Detection: FOD)為當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)劃成為更嚴謹測試流程及準則，并于近日執(zhí)行了小規(guī)模的手機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購買的10臺手機(Rx)及8個充電板(Tx)，包含認證產(chǎn)品以及未認證產(chǎn)品，因市面上采用AirFuel Alliance標準的產(chǎn)品并不多，測試樣本中認證產(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，故當消費者將不同規(guī)格充電板及手機配對時，相對而言互操作性的風險也會提升。

圖三、WPC無線充電規(guī)格Qi的演進

 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，藉由不同顏色標示，可清楚看出產(chǎn)品所支持的規(guī)格以及所屬認證/非認證產(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

注二：測試結(jié)果數(shù)值說明

1 分 : Tx可和Rx可正常運作，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手機有明顯互操作性問題，我們亦觀察到M牌充電板甚至和認證過的兩種型號S牌手機無法溝通，導(dǎo)致無法充電情況發(fā)生。從手機端切入，同為Qi V1.1規(guī)格、分別排名第八及第十的兩種M牌手機亦和多數(shù)充電板產(chǎn)生互通問題，其中包含未認證充電板，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)品通過最基本的標準認證門坎，在不同Qi版本認證下的產(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建議：1.在產(chǎn)品認證上最好導(dǎo)入最新規(guī)格以提升互操作性質(zhì)量。2.除了標準認證之外，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，進而提供更深層的驗證，以協(xié)助廠商發(fā)掘問題癥結(jié)點。

 3. 加強測試規(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者認知差異極大，消費者總是認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格把關(guān)，另更須做好供貨商管理以及制訂更嚴謹?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，標準認證、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，以滿足消費者對充電市場的期望。

百佳泰于2013年曾發(fā)表充電技術(shù)不設(shè)「線」 百佳泰有線、無線充電效能實測與評鑒報告，當時實測發(fā)現(xiàn)第一代的無線充電有以下問題: 充電時間長、較低的充電效能與能量轉(zhuǎn)換功率，并有安全性及兼容性的疑慮。

事隔三年，市面上無線充電裝置不斷增加，百佳泰測試團隊再次針對市面上新一代的無線充電板進行實測，我們挑選下列市面上最新Qi版本、且具品牌代表性的兩款無線充電板進行測試: Ikea NORDM?RKE無線充電板(Qi V1.1)及Samsung 無線閃充充電座(Qi V1.2)。并使用具備閃充功能的Samsung S7手機來進行測試。

	IKEA NORDM?RKE無線充電板
	Samsung EP-NG930無線閃充充電座

本次測試內(nèi)容包括無線充電效能(Wireless Charging Performance)、無線充電效率(Wireless Charging Efficiency)、無線裝置互操作性(Qi Devices Interoperability)、用戶體驗(User experience)。

無線充電效能(Wireless Charging Performance)

三年前，百佳泰團隊測試第一代無線充電板MaxWell WP-PD10，其充電電流約在600mAh(avg)，需要3小時才能充飽2000mAh的電池。三年后，我們使用電池容量3000mAh的Samsung S7做測試，新一代的無線充電技術(shù)明顯提升，以Ikea無線充電板比較，發(fā)現(xiàn)充電電流相差63% (如下表)，且充電效率亦提升5%。

另外，我們也比較了無線閃充與一般無線充電的差異，從測試結(jié)果得知三星無線閃充對比 Ikea無線充電板，充電的電流多出52%(1454mA(avg))，充電時間也因此減少了 18%。閃充雖然能夠快速充電，但因為其電壓從5V上升至9V，也比較容易有安全性上的問題。

我們亦加入了Samsung的有線快充做比較，無線快充比起有線快充(QC2.0)雖然效率上仍有18%的差距，但是已經(jīng)追上一般有線充電器的水平，算是讓人可以接受的程度了。

充電電流的比較?

圖：Nokia Lumia 920無線充電示意圖

您是不是曾經(jīng)有過這樣的經(jīng)驗：想幫您的相機、手機或平板電腦充電時，充電器跟其他電子產(chǎn)品的充電器搞混在一起，電線還糾纏不清。這些長相差不多，不只一般「黑」的充電器，日積月累長了灰塵，久了連那些沒在用的電子裝置的充電器也不確定能否丟棄，或是接頭也不曉得有沒有耗損、接觸不良。這看似不起眼的充電器，過去幾年來外觀并沒有多大的改變，廠商沒有注重太多于充電器的設(shè)計和包裝，淪落至配角的命運。不過近幾年來，除了電子裝置本身的軟硬件進步以外，業(yè)者也注意到了這些配件細節(jié)，改善笨重的充電器和麻煩的電線，而隨著無線充電技術(shù)的發(fā)展，也更能有效揚棄過去雜亂麻煩的配置，幫助用戶提升產(chǎn)品使用上的方便與易用度。

其實無線充電技術(shù)行之有年，并不是一項最近才開發(fā)出來的新技術(shù)，事實上，濕答答的浴室里面所使用的電動牙刷就是無線充電在生活上實踐的一個例子，因為采用無線充電設(shè)計，而能防止因遇到水而產(chǎn)生短路或觸電的危險。

現(xiàn)今以無線方式傳遞電源的方法有好幾種，以安全性跟技術(shù)成熟度的角度切入的話，其中又以磁感應(yīng)（magnetic induction）、跟磁共振（magnetic resonance）為兩大主流、未來可能普及化的技術(shù)。在這邊簡單地介紹此兩種技術(shù)：

磁感應(yīng)（magnetic induction）：基本原理是在發(fā)送和接收端都裝置一個線圈，當發(fā)送端線圈連接電源時進而形成「電流會產(chǎn)生磁能、磁能會制造電流」的電磁感應(yīng)，而接收端線圈感應(yīng)到這個電磁信號，透過磁場的變化便可產(chǎn)生電力為電池充電。然而磁感應(yīng)技術(shù)的缺點就是有其物理極限，充電距離無法超過5公厘，且隨著距離的增加，電能損耗會變得很大。透過磁感應(yīng)充電時，電子裝置會有過熱的問題，對于支持大功率產(chǎn)品會有安全上的疑慮。

磁共振（magnetic resonance）：磁共振原理不同于磁感應(yīng)利用互相感應(yīng)原理來交換電磁能，而是利用充電基座與待充物相同頻率的共振原理來高效傳輸能量。當發(fā)送端與接受端都以相同的頻率振動時，接受端就能接收到發(fā)送端所產(chǎn)生的電磁場，進而接收到這個傳遞過來的能量。

市調(diào)機構(gòu)IHS iSuppli的統(tǒng)計，2012年已有超過500萬臺電子裝置搭載無線充電功能，更預(yù)測2015年時將會突破1億臺。不過，現(xiàn)今的無線充電技術(shù)還沒有一個共同的標準，各家廠商都希望自己的技術(shù)成為市場主流。面對無線電源生態(tài)系統(tǒng)的逐漸成形所產(chǎn)生的龐大商機，消費性電子產(chǎn)品制造廠商、電腦、汽車廠商無不紛紛注冊無線充電技術(shù)的相關(guān)專利，并各自組成不同的聯(lián)盟團體，準備大打一場無線充電標準之戰(zhàn)。

圖：Panasonic可無線充電的行動電源

產(chǎn)品處處有電 店家隨處放電

目前市面上采取磁感應(yīng)技術(shù)的聯(lián)盟有兩個，分別是WPC（Wireless Power Consortium）和PMA（Power Matters Alliance），另一個聯(lián)盟A4WP（Alliance for Wireless Power）則是采取磁共振技術(shù)；其中又以WPC所擁有的會員數(shù)最多、最為活躍，約有130多家廠商。WPC的標準Logo為「Qi」，目前所搭載Qi 商標的產(chǎn)品達140款，在智能型手機方面其中又以諾基亞（Nokia）的Lumia 920或是宏達電（HTC）的Droid DNA最為廣為人知。目前Qi的下一個版本規(guī)格正在積極制定中，目標讓平板電腦也能無線充電，才能使無線充電的應(yīng)用更加普及。

屬于PMA聯(lián)盟的金頂電池（Duracell），也打算花費數(shù)億美元的成本，為麥迪遜廣場花園和達美航空貴賓室打造無線充電設(shè)備。星巴克（Starbucks）和麥當勞（McDonald’s）也計劃在店內(nèi)設(shè)置無線充電板，提供顧客可以在店內(nèi)充電的便利性，帶動無線充電市場的成長。不過搭載不同協(xié)會標準無線充電功能的手機，是無法跨裝置充電的。而也正因為缺乏一個共同的標準，讓許多廠商尚未表態(tài)要投資哪項技術(shù)，也在現(xiàn)階段造成消費者購買時的隱憂，擔心所選購的產(chǎn)品會不會在日后被淘汰。

根據(jù)百佳泰資深技術(shù)測試團隊表示，目前磁感應(yīng)和磁共振技術(shù)都積極地在尋找更有效率的充電方式，未來若是要提供充電功率與增加充電距離，且同時改善充電效率的話，「磁共振」技術(shù)似乎是比較可行的方向。因為采用磁共振的無線充電產(chǎn)品，不若磁感應(yīng)技術(shù)的距離限制，而能夠支持充電板同時為兩具以上電子產(chǎn)品充電的功能，大大節(jié)省消費者空間、預(yù)算成本且增加購買意愿，因此磁共振技術(shù)具有較被看好的未來市場。

圖：HTC在美國推出可無線充電版本的Droid DNA

醫(yī)療用途大躍進 嵌入人體裝置未來也可無線充電

無線充電技術(shù)已成為新一代智能型手機的特色，除此之外，其便利性訴求也獲得英特爾（Intel）的青睞，宣布要在今年底推出配有無線充電功能的Ultrabook。無獨有偶，去年美國史丹福大學(xué)（Stanford University）的研究人員則發(fā)表了可無線充電的人體心臟內(nèi)嵌裝置。這種無線驅(qū)動類似心律調(diào)節(jié)器的微型裝置可植入于心臟表面，解決裝載長期供電電池的煩惱，減少因為需要替換電池所要動手術(shù)的風險。

整體而言，無線充電是個很實用的功能，能夠讓用戶不須透過電線或USB插頭，就能為電子裝置充電。而此技術(shù)不只能夠應(yīng)用在手持電子裝置上，對于公共設(shè)施或是電動車也可以透過磁共振技術(shù)，把無線充電技術(shù)落實在生活之中。磁共振是將能量集中在發(fā)送端與接受端上，可以有效地減少不必要的能量耗損，并且能夠拓展至中、大功率的市場上，例如：筆電、電視，或是電動車的無線充電設(shè)備。磁共振無線充電應(yīng)用商用價值前景看好，協(xié)會和許多大廠也正相繼開發(fā)中。

從市場面來看，因為目前尚未有統(tǒng)一個標準規(guī)格，因此發(fā)展上呈現(xiàn)多頭馬車的狀況。消費者因為擔心所購買的產(chǎn)品被淘汰或是無法和其他產(chǎn)品享有兼容性，所以購買意愿不高。即使像是同一個協(xié)會認證的產(chǎn)品，彼此之間還是會有兼容性的問題存在，例如：Qi認證過后的產(chǎn)品，發(fā)送端跟接受端之間在接口溝通時會產(chǎn)生協(xié)議錯誤，造成無法充電的現(xiàn)象。然而不論是磁感應(yīng)或磁共振技術(shù)，我們都可以預(yù)測無線充電技術(shù)在未來絕對會是消費市場的主流之一，因此更有賴這三大標準協(xié)會的消長態(tài)勢以及電信業(yè)者的支持與否，來決定無線充電技術(shù)市場的走向與未來普及度。身為測試驗證業(yè)界的專家，百佳泰也將會持續(xù)追蹤無線充電的技術(shù)與發(fā)展，并提供廠商最實時的信息，以及市場的趨勢走向。

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