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iPhone X 問世後，掙紮多年的無線充電終於要從媳婦熬成婆了？
了解創業圈與投資圈正在發生的事
編者按：蘋果的新一代 iPhone 已經於北京時間 9 月 13 日淩晨落下帷幕。而在iPhone發布十年之際，我們也特意為喜愛蘋果的你推出了專題【iPhone 十年誌】，與大家一起回顧 iPhone 曆年的創新、亮點以及市場表現和各種有意思的事，期待和大家一起探討。作為《牛頓在樹下焦急等待，直到無線充電的蘋果落下來》的姊妹篇，也是此次專題的第九篇文章，本文將從技術的角度帶大家認識無線充電。
蘋果發布會當晚，相信很多人都是一夜未眠。在這次發布的三款新手機當中，iPhone X 無疑是最受關注的。而相對於 iPhone X 的全麵屏設計，它背後的無線充電技術同樣引人注目。據了解，蘋果的無線充電底座 AirPower 將於明年上市。業界有聲音認為，蘋果將引領無線充電新浪潮。
那麼，這個風口真的會被引爆嗎？我們今天就和大家一起來看一下。
無線充電原理
說到無線充電技術就必須先說一說特斯拉線圈，相信學過高中物理的人對尼古拉·特斯拉於 1891 年發明的特斯拉線圈都不會感到陌生，這是如今所有無線充電技術的原型。
特斯拉線圈，無線充電原理
據了解，特斯拉線圈主要由兩個線圈構成，其中一個線圈連接在電流方向隨時間作周期性變化的電源上，在該電流的作用下，第一個線圈會在空間中產生一個時刻變化的磁場，第二個線圈在這個磁場中受到感應便會產生電流，從而點亮第二個線圈上的燈泡，而將這個燈泡換成電池也就成了無線充電。其中的原理大致可以這麼理解：琴弦震動，震動波會傳遞給周邊的物體，使周圍的物體也產生震動。
其實，類似於無線充電的技術早已經在生活中得到了普遍使用，比如說變壓器，就連我們日常使用的電腦電源適配器中都有一個小型的變壓器。
特斯拉線圈，無線充電原理
變壓器已經改變了世界，但無線充電為何姍姍來遲？
其實人們對無線充電（或者說是電力無線傳輸）的需求最早可以追溯到 19 世紀末期。當時有線的輸配電係統還沒有建立起來，因此早期的科學家希望能夠無線地把電能從產生地傳輸到使用地。但這些嚐試基本上都失敗了。直到最近幾年，因為手機的緣故，無線充電才再度引起人們的關注。
無線充電技術最大的瓶頸是效率
雖然琴弦的震動會帶動周邊物體的震動，但距離一旦遠了，其帶動的震動效果勢必會減弱，無線充電同樣如此，第二個線圈離第一個線圈越遠，無線充電的效率也就越差。
而這也是目前無線充電時為什麼要將手機等放在無線充電器上的原因——提高充電效率。但即使這樣，無線充電的效率依然無法與傳統的線充相提並論，浪費部分電能是不可避免的。關於充電速度，這跟有線無線倒沒多大關係，它隻跟電流電壓有關。不過，有消息稱蘋果的無線充電功率將被限製在 7.5W，遠低於目前有線充電的 10W，也僅為新的 Qi 1.2 標準最大功率 15W 的一半。
另外，人們對手機的需求是隨時隨地的，因此我們會發現人們很多都是邊充電邊玩手機。這在線充時代很容易實現，但就目前手機必須放在充電器上的無線充電而言，用戶已經無法邊玩手機邊充電了。
還有一點，那就是在同功率條件下，無線充電發熱會更大，尤其是手機還要與充電器緊密貼合，這對手機電池會造成更大的影響。
當然，提高無線充電效率的方法還有一種，那便是磁共振技術，其基礎仍是電磁感應原理，用諧振器件（電感和電容）使發射端和接收端達到特定頻率，從而產生磁場共振，進而傳輸能量，優點是傳輸效率高，並使得更遠距離的無線充電成為可能。至於為什麼磁共振會產生高效率，我們可以通過“軍隊步伐通過橋梁，橋卻塌了”來理解這個現象。
蘋果能否引爆無線充電的風口？
據了解，早在蘋果之前，市場上早已經出現了其他支持無線充電的手機，然而市場反應卻不盡人意：
2009 年，Palm Pre 成為第一個使用無線充電技術的智能手機，這是當初最被看好、號稱 iPhone 殺手的一款旗艦機，但最後還是被市場無情的淘汰，最後被收購；此後的 2012 年諾基亞也進行了無線充電嚐試，發布了支持無線充電功能的 Lumia 810，然而無線充電並沒有扭轉諾基亞在智能手機行業的頹勢；再之後就是三星，三星在 S6 上開始使用無線充電技術，然而這麼多年來其並沒有引起多大的市場波瀾。
那麼，蘋果會重蹈上述企業的覆轍嗎？
其實不然，蘋果依舊是手機行業發展的風向標，一旦蘋果推出某個更新，業界企業往往就會在第一時間跟進，這裏最明顯的例子就是蘋果推出金色版 iPhone 之後，國內很快便出現了一次土豪金手機的“寒武紀”生物大爆發。相信無線充電技術同樣也會引起其他廠商的爭相效仿——無線充電終將普及。
市場研究機構 IHS 數據預測，全球無線充電市場僅接收端設備出貨量將從 2015 年的 1.6 億部增長到 2024 年的 20 億部，年複合增長率達到 30%；無線充電市場總規模將從 2015 年的 17 億美元增長到 2024 年的 150 億美元，年複合增長達到 27%。安信證券也指出，根據中國產業信息網數據，預計 2020 年，無線充電在智能手機的應用率有望提升到 60%，采用無線充電技術的智能手機將超過 10 億部。而配備無線充電的智能穿戴設備有望在 2020 年突破 2 億部，無線充電的市場規模有望突破百億美元。
蘋果早已入局無線充電領域
蛋糕這麼大，蘋果自然不會放過。這家公司在無線充電上有著相當深的研究，也已經儲備了較多的技術專利。
今年 4 月，蘋果被曝光了一種可以為 iPhone 和其他設備充電的充電器。按照蘋果專利的描述，圖中黃色部分為感應充電接收器，可以置於 iPhone、MacBook 機體中或者 iPhone 保護殼中，底部的粉色部分為無線感應式充電器。蘋果認為該專利中提到的無線充電技術可以用於智能手機、平板電腦、筆記本電腦、可穿戴設備、導航設備、運動設備、健康設備、醫療設備、配件設備、周邊輸入設備等等。
5 月，蘋果一份名為“雙頻天線的無線充電和通信係統”的專利通過了美國專利局的審核，根據這項專利，提供無線充電服務的設備所發出的信號會負載電源，以對其他設備進行無線充電，而且該設備還將使用波束控製技術。
6 月，蘋果又獲得了一個與無線充電相關的新專利，據悉，這個專利的名字叫做“無線電子設備的附件”。該接收無線電源的設備可以在微波頻率上獲得無線供電，最後通過有線和無線線路將接收到的電能供應給電子設備。
而且，蘋果旗下的 Apple Watch 以及 AirPods 其實早就已經實現了無線充電功能，其中專利暗示 AirPods 充電盒甚至還可以支持為其他設備進行無線充電。
此外，今年 2 月蘋果加入無線充電標準組織之一的 WPC 也印證了蘋果在無線充電方麵的積極動作。
阻礙無線充電普及的標準之爭已趨於緩和
長期以來，無線充電標準格局都呈現著三國爭霸的局勢：Power Matters Alliance（簡稱 PMA）、Wireless Power Consortium（簡稱 WPC，即 Qi 標準）和 Alliance for Wireless Power（簡稱 A4WP）。無線充電需要硬件支持，大多商家無法為每一個標準都生產一套相應的設備，隻能擇其一，這直接導致無線充電的商業化局麵一直無法打開，但這種情況目前已經得到了極大的緩解。
據了解，最初的時候，A4WP 采用非接觸式充電的磁共振技術，WPC 和 PMA 采用磁感應技術。2014 年 2 月 A4WP 和 PMA 宣布合並，並表示將相互兼容對方的無線充電技術標準，2015 年底更是宣布將合並後的聯盟更名為 AirFuel Alliance。而 WPC 也在 2014 年 7 月宣布在 Qi 1.2 版本中加入了磁共振技術，同時也兼容了原本隻搭載了磁感應 Qi 標準的產品。三大陣營已經應合並變成了兩大陣營，而從技術角度來看，WPC 與 AirFuel 也處於同一水平，因此，兩大聯盟之間有可能在未來再次實現合並。
根據官網數據，目前支持 WPC 旗下 Qi 標準的會員企業大概有 244 家，而支持 AirFuel 標準的會員企業則有 150 家，不過，動點科技查了一下 AirFuel 官網上的會員企業數僅 105 家，但不管怎麼說，WPC 仍然是兩大標準中更占優勢的一家。值得一提的是，包括三星、華為、佳能、大陸汽車、聯發科、高通、聯想、戴爾等眾多企業其實都同時是兩家聯盟的會員企業，他們或將成為促使兩大標準合並的關鍵力量。
當然最重要的還是蘋果，蘋果今年年初的對 WPC 而言無疑是如虎添翼，它勢必是對市場上各種無線充電技術做了認真的評估。最後，筆者隻想說一句，堅持了這麼久，無線充電終於快要從媳婦熬成婆了。
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最後更新：2017-10-08 16:47:46