詳解無線充電技術原理及標準

一、從手機到太空 無線充電行業市場規模分析

隨著無線充電在技術瓶頸上的不斷突破，無線充電技術可能成為未來智慧型手機甚至物聯網發展中非常重要的一項技術，用戶以後為智能設備充電將變得更加自由，無線充電行業迎來商業化爆發的拐點。目前，無線充電技術的主要應用場景為消費電子（以可穿戴設備和智慧型手機為代表）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。XvPednc

無線充電市場正處於快速增長期，是新一代消費電子升級的必然選擇。無線充電作為未來重要的消費電子潮流，近幾年呈現技術成果加快轉換、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。XvPednc

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：三勝諮詢XvPednc

二、無線充技術原理及標準

無線充電技術，即Wireless charging technology，是指具有電池的裝置不需要藉助於電導線，利用電磁波感應原理或者其他相關的交流感應技術，在發送端和接收端用相應的設備來發送和接收產生感應的交流信號來進行充電的一項技術，源於無線電力輸送技術。可分為小功率無線充電和大功率無線充電兩種方式。小功率無線充電常採用電磁感應式，如對手機充電的Qi方式。大功率無線充電常採用諧振式，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。XvPednc

由於充電器與用電裝置之間以磁場傳送能量，兩者之間不用電線連接，因此充電器及用電的裝置都可以做到無導電接點外露。按照原理分類，無線充電技術又分為電磁感應式、磁場共振、無線電波式。XvPednc

各種無線充電方式都有各自的特點，具體比較如表1所示。XvPednc

表1 無線充電各種原理方案的比較XvPednc

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合併）。從技術上來看，無線充電經歷了幾個功率等級——5W、9W、15W，目前業界也提出了無線快充技術的概念。蘋果採用的Qi標準，正是最為主流的電磁感應技術。XvPednc

三、無線充電上下遊產業鏈分析

隨著iPhone X導入無線充電，在帶動無線充電市場爆發以後，受益的不僅僅局限於上下遊產業鏈，同時包括第三方的無線充電供應商，且這些廠商提供的不僅僅是針對三星或者蘋果的配套，而是兼容性很高的產品，換而言之，其無線充電器可以為不同品牌手機充電，未來無線充電大部分都會支持同時對多個設備進行同時充電。XvPednc

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、電源晶片商、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晶片環節技術壁壘高、利潤高（大概各佔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，利潤佔比各為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，廠商利潤佔比僅為6%。XvPednc

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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(免插充電系統，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)。XvPednc

電源晶片：無線充電中的晶片包括無線充電接收器（Rx）晶片和無線充電發送器（Tx）晶片，正不斷向高集成度、高充電效率、低功耗發展。無線充電電源晶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的晶片。不過近些年國內的晶片廠商發展也很迅猛，比如全志科技、紫光國芯、易衝無線、新頁集團等。國內從事無線充電晶片廠商更是有不少拿到了巨額投資，國內無線充電晶片廠商易衝無線和新頁都將在本月召開晶片發布會。XvPednc

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。一方面，增強發射和接收線圈間磁通量，提高傳輸率；另一方面，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；軟磁鐵氧體產品在無線充電中用作隔磁片，主要作用是增高感應磁場和屏蔽線圈幹擾。目前國內外企業在這一領域均佔據一定市場份額，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。XvPednc

傳輸線圈：傳輸線圈環節有兩大特點，一是需要產業鏈上下遊緊密配合，二是具有很高的客戶定製化特徵。因此這個領域的主要進入壁壘在於廠商的精密加工水平以及與上下遊的銜接能力。傳輸線圈方面，國內公司技術沉澱已久，且參與企業眾多，包括信維通信、順絡電子、碩貝德、立訊精密（Apple Watch無線充電供應商）等。XvPednc

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)。XvPednc

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XvPednc

（來源：微波射頻網）XvPednc

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