安富利广推多元应用,扩展无线充电的无限商机
- 孙昌华/台北
WPC联盟(Wireless Power Consortium)的无线充电技术,受惠于智能手机国际大厂相继采用,qi标准成为旗下主力机种的标准配备,终于一举突破10年来的鸭子划水的态势,同步刺激消费性市场的成长,随后的笔记本电脑、穿戴式装置,甚至厨房的家电也可望开始成为下一波市场成长的焦点,未来接续的qi标准的更新与正式公告,更会紧锣密鼓朝向一条更开阔与远大的路线前进。
全球IC代理领导厂商安富利(Avnet)看好这个万方瞩目的发展良机,2018年10月4日在华南银行国际会议中心招开「无线充电商机无限」的无线充电技术研讨会,这个全天的研讨会邀请了全球重要品牌,包括NXP、IDT、STMicroelectronics、Intertek、新唐科技、Nok9、Alphaforce、Wyless和WPC联盟的产业推广与技术专家,一起共襄盛举,勾勒无线充电发展的现况与未来趋势。
WPC将加强市场监督的机制,确保qi产品的市场价值
2008年成立至今的WPC联盟,已经有641个会员加入成为会员,对比2017年才只有超过200个会员数,2018年成长幅度非常惊人,当中68.5%的会员来自大中华区,目前每个月通过qi认证的产品数量都超过一百个,而且趋势持续看涨,产品数量扶摇直上,市场的成长动能稳步推升。
qi标准已经脱颖而出成为目前产业界最主要的无线充电的标准,力推包括5W(BPP Profile)与15W(EPP Profile)的低频感应充电规格,目前qi的充电效率随着充电瓦数的增加而上升,以5W的效率约60~65%,而15W可以来到75~78%的功率转换效能,充电的速度更可以加速1.4倍,所以愈来愈多的新的Tx电子装置加入EPP的行列,市场前景一片看好。
安富利大中华区无线充电产品行销经理杨士纬(Andy Yang)先生的开场演讲,聚焦于WPC所积极推动的教育市场的工作,首先就是在欧美的电商平台与主要零售代理上推广qi认证的产品销售的策略,确保消费者买到货真价实的qi认证产品。
其次,为了进一步防止产品诈欺的行为,WPC着重在企业面上来推动qi认证产品的稽核,采取主动的市场监督的机制,每一季都从市场上购买100台以上的qi认证产品,并加以重新测试与验证规格内容。
此外针对产品宣告不实的部分,防止厂商使用「相似性」或是「子系统」等产品自我文件宣告的巧门,采取鱼目混珠的方式来规避支付认证费用,还有些原本为了通过异物测试(FOD)的设计,事后产品上市又为了节省成本而更换低端材料等作弊的手法,以上这些造假与欺骗的行为,WPC将更加严格的稽核,就是为了确保qi产品的品质,消除使用者的疑虑。
V1.2.4版本即将升级到V1.3
恩智浦半导体(NXP)技术总监吴崇理(Charlie Wu)说明目前几个急需修正的必要规格,他列举原本条文中因为厂商对英文字面解读的差异而产生误解,例如部分通过BPP认证的产品,但是仍宣称提供超过5W以上的输出功率,这种所谓没有封顶的充电规格,由于未经过认证测试,容易产生异常状况甚至烧毁Rx的风险,其他类似需要修正的议题,举凡Tx充电板使用不足瓦数输出的电源供给器等问题,都期望尽快在更新版本中加以改善与防止。
吴崇理对于qi标准的未来的趋势走向,首重RFID/NFC卡保护与认证,以及加强Tx和Rx之间的双向通信功能,另外就是充电装置身份认证(Authentication)机制,他花了相当的篇幅介绍使用加密机制,做为Tx和Rx之间的双向通信沟通,引进256位元的金钥加密系统,做为防止信息遭到窜改(Tamper resistance)的重要防护功能,加强Tx和Rx间的保护措施与定制化应用的设计,尤其有助于满足品牌厂商打造专属的使用者体验的需求。
安富利提供一站式多元服务,创造客户最大的价值
无线充电的整体市场已经摆脱跌跌撞撞的初期阶段,目前无线充电无论Rx与Tx的数量都有长足的成长,安富利行销经理杨士纬先生乐观的认为前景一片看好,安富利仍大举持续投资这个产业,并提供一站式服务,从产品设计、预测试与量产等服务,都有完整的解决方案。
特别值得一提的是,安富利在台北应用服务中心斥资采购Nok9的设备,来协助客户降低设计团队的产品过验证的时间,他更看好qi的下一阶段EPP规格无线充电技术的潜力,无线充电V1.3版本也即将于2019年正式公告,qi产品规格的再进化,将大力协助市场的全面普及,更多的应用有机会朝向中功率应用前行,并开创如厨房等领域的市场,杨士纬相信Tx的发展也会持续增温,不会让Rx专美于前。
这次的研讨会展出许多特别的Tx产品,无论在造型、外观上取胜,或是扩大应用面如台灯、家俱、笔记本电脑、5G接收器、扫地机器人、电动工具甚至车用市场的使用范例,可说琳琅满目,接下来6个月的发展,杨士纬看好EPP的Tx装置,尤其是搭配Apple与Samsung快充的成长很大,其他如穿戴式的Tx与Rx装置,65~120W的高功率、高效率与长距离的应用皆具有发展潜力,当然车用Tx装置持续成长不坠,对厂商而言都是一大利多,市场方兴未艾,安富利期待大家的投入,以追求双赢互惠的良好契机。
NXP展示强大产品线,Apple Store的Tx产品与5G新应用吸晴
NXP由资深应用工程师Beta Chen以工程技术的观点来说明NXP所提供qi标准的产品线与应用,NXP具备75%车用半导体市占率的优势,提供高精密的频率控制技术,以及率先完成可以做为笔记本电脑的65W无线充电技术,还有独特侦测RFID与NFC等其他支付卡系统的技术,对于积极想打造重要应用典范的品牌大厂,具有非常出众的口碑。
在架构设计上,NXP考虑到WPC规格更动益加频繁,为了让客户能够顺利进行同步规格升级并通过新的认证,只要同步更新NXP适当的韧体与软件包,就可以让客户一起过新的规格认证,这对于开发产品的工程团队,可以去除不必要的担心,另外NXP支持开放的软件架构与Open Source的产品,让客户的软件应用与App整合上,取得绝佳的优势。
NXP的产品线从5W、15W一直到20W以上到200W的产品线,使用变频与定频控制,以及支持单线圈到多线圈的设计都涵盖,再者,NXP的解决方案在频率精准控制上的优势,符合iOS快充所需要的127.7KHz定频的精确控制要求,目前让NXP规格几乎囊括所有进入Apple Store的Tx产品的应用。
其中值得一提的是NXP展示一个High Z-GAP的设计,让Tx与Rx的间距可以到达3~35mm,适用于第五代通讯(5G)应用的5G FWA应用场景,将5G基站接收器放在室外玻璃窗的一面,隔着玻璃连接室内机并搭配NXP的无线充电技术以提供电源供给与宽频连结,并将5G信号转成室内的WiFi频谱,完成固网到府的连接应用,这对于地广人稀的欧美国家的电讯网络服务公司而言,这个应用具有相当的市场性。
IDT挟市场成功之势,开拓完整EPP规格解决方案
IDT资深应用工程经理林宜均(Blade Lin)先生介绍无线充电市场动态,他的简报数据显示2019年智能手机导入Rx的模块,预估会有约3到3.5亿支的数量,市场叫好声不断,2018年的Tx则更是大幅成长到三千万台的数量,其中85%的出货产品属于BPP的规格,预计2019年在EPP的Tx数量成长,令人有高度期待。
林宜均对IDT的无线充电的芯片的市占率非常自豪,在所有Andriod智能手机的Rx芯片,IDT是第一品牌,举EPP规格的手机为例,目前只有Sony与LG的机种先行,都是使用IDT的解决方案,目前IDT也是第一个具备EPP大量量产经验的芯片供应商,对于EPP的产品,充满了信心。
IDT这几年除了以智能手机的应用做为成长引擎,并开始关注不同的应用组合,尤其是穿戴式装置的合作开发,因为体型小巧,无论是防尘或防水的设计,都需要无线充电技术的加持,这当中牵涉许多定制化的要求,尤其选择适当的线圈供应商,对产品设计团队非常重要,IDT的展示摊位上还邀请TDK一起展示不同定制化设计的线圈,有些用在智能医疗的小型口服式的生化检验装置,其设计上的考量与独特性,令人惊艳。IDT展望2019年新产品包含支持iOS快充规格,还有EPP支持多线圈的产品,以及支持电池充电等设计。
Intertek看好EPP认证市场的扩张
Intertek自2015年开始成为全球第一家可以同时测BPP与EPP标准的实验室,经验非常丰富,其资深无线充电专家林志豪(Chiho Lam)先生乐观看待EPP认证的成长趋势,WPC的V1.2.4规格版本已经2018年2月份公告,2019年即将持续会有V1.3的公告与更新,对qi标准的认证生意有良好的展望。
根据WPC标准的认证程序,除了需要通过像Intertek等级的ATL实验室的认证测试(Compliance Testing)之外,还需要通过Inter-Operability testing Center (IOC)实验室的兼容性测试,目前位于香港的Intertek,由于Eurofins Belgium的Inter-Operability testing Center (IOC)也迁到香港,对于想要通过qi认证的客户,Intertek有极佳的地利之便,万一产品需要来回验证与受测时,使用香港Intertek的服务可以节省许多宝贵时间,今年Intertek更扩大提供无线充电装置通过欧、美等地的安规测试的服务,希望提供更完整的测试服务给客户。
ST重视使用者使用情境,贴心设计追求最高整体效率的发挥
意法半导体(ST)采取同时支持qi与AirFuel规格的设计,其锁定的应用涵盖穿戴式装置、手机的周边零组件与工业应用装置,市场行销资深工程师Neil Chuang着重于Rx的产品线的介绍,主要聚焦于5W以下,以及15W以上的应用,ST起步虽然落后现有的竞争对手,但是对于Rx未来的蓬勃发展,仍持续开发新的芯片,目前台湾客户的应用需求仍以5W为主,ST以Cortex-M4核心配合快闪存储器的配置,作为回应定制化殷切需求与应用。
Rx的产品要求是偏重于智能手机与穿戴式装置的客户,ST原本因为Nokia的需求而开发STWLC33双模式TRx芯片,其可以利用软件的设定让手机的Rx变成Tx模式,用来做为耳机等小型的穿戴式装置的充电之用,目前许多竞争对手也开始注意这个应用,其实ST很早就取得产品的先机。
Tx的产品转由市场经理Tom Lin来介绍,目前全面提供V1.2.4规格认证的芯片,在ST长年的客户服务过程中,多半的技术挑战发生在FOD的测试,因为Tx与Rx摆放距离与位置的不同,都影响产品的效能,另外,关于充电效率的议题,ST还贴心多考量在轻载下(Stand-By Power)的效率,因为Tx多半会一直插着电,长久下来的节省的电源功率消耗,也会是一个重要的卖点。
ST虽然较晚进入市场,但是Tx的产品线会不断与竞争对手做出更大的差异化的区隔,藉由过去一年来的追赶,已经有足够的产品线满足客户的需求,目前提供功能齐全的软、硬件开发工具、测试主板与参考设计,加速客户开发产品的节奏。
新唐科技专注在无线充电Tx的解决方案
新唐科技(NuvoTon)发展无线充电的应用是基于MCU为主设计,技术服务经理David Chiu先生强调市场的Tx产品价格变化服务大,像小米的Tx充电板仅售价人民币69元,对价格敏感的客户而言,这是一个重要的市场趋势,所以新唐的产品策略非常重视客户所需要的成本结构,小心分析价格所带来的竞争优势,而且专注于Tx的应用发展。
目前使用8051与Cortex-M0等MCU做为产品组合的核心,并利用半导体芯片产品代理商与解决方案供应商(TurnKey Solution Partner)的合作专案推出完整的应用,并开拓包括需要有防水功能的装置,如浴室、厨房、美容、水族箱宠物店等应用,这些多半是BPP的规格应用,但是新兴的EPP与多线圈产品,新唐也不会缺席。
产品线遍及MCU、Gate Driver、MCP与SoC,支持5W、7.5W与15W功率输出,对于小型化与成本敏感的客户,新唐提供具备成本优势让创意得以自由挥洒的空间,展望未来是EPP开始窜升的机会,这也是无线充电后续发展的必然趋势。
Nok9迎接WPC认证检测设备大丰收的一年
Nok9于1988年成立,2009年在Philips的邀请而进入无线充电检测设备的市场,是目前唯一通过WPC认证的检测设备制造商,亚太区CEO罗炅凌先生如数家珍般的介绍Nok9初期的筚路蓝缕的发展过程,从2015完成中功率无线充电检测设备,2016年成立全球第一个中功率检测实验室,目前主要的WPC认证实验室都采用Nok9的检测设备,产品线包含BASE、CATS I与CATS II的检测设备之外,也提供测试技术,协助包括Apple Smart Watch或是Samsung 快充设备的测试方法与设备,其他还涵盖欧洲车用市场的认证规格如CE4A的设备提供与制造。
由于WPC的qi认证对于FOD的检测有严苛与清楚的规范,很多产品设计团队都需要仰赖Nok9的仪器设备的测试,才能完整了解FOD测试的要求,目前FOD检测已经成为WPC认证的重要的项目,虽然无线充电的规格仍在不断的演进,透过Nok9的检测设备的开发,让WPC规格可以达到更臻完美的要求。
他也预计2019年第2季会通过V1.3的版本,虽然规格仍需要工作小组与规格制定小组开会确认,但是Nok9的设备与机台都已经提前完成设计与准备好了,展望EPP的测试实验室即将开始下一波设备的更新与采购,大中华区的蓬勃发展是有目共睹,也为Nok9迎来更大的丰收。
Alphaforce聚焦于大陆手机品牌的合作机会
江苏元勋电子(Alphaforce)CEO胡玉屏(Penny Hu)小姐介绍所提供的产品服务,由于市场期待的价格与产品成本分析发现,她认为产品开发商的生存,端赖于能够具备(1)快速Time to market,(2)定制化设计, (3)增加附加价值,寻求异业结合机会,(4)防水应用,(5)散热处理等关键能力,胡玉屏就个人体验而认为三台充电板是每一位使用者的基本需求,分别可以放在办公室、家中与车上来使用,由于Tx价格变异很大,广从人民币69到399元的范围,她提醒设计厂商要先慎选进入市场的区隔。
Alphaforce无线充电产品系列包含2.5W、5W、7.5W、10W、15W芯片产品,全系列符合WPC的 qi规范与标准,目前积极与大陆主流手机大厂与品牌商开展合作契机,广泛寻求新的市场应用与产品组合。
此外,研讨会现场摊位除了上述厂商之外,还有包括宇逸国际(Wyless)展示无线充电结合多元化产品的应用,并提供现场来宾的无线充电功能的体验服务,另外还有是德科技(Keysight)展示不同的检测设备,这些实际应用与展示,让台湾电子供应链能够全面性掌握无线充电技术的发展步调,并借此寻求无线充电所带来的大商机。