智慧應用 影音
ADLINK
電子時報行動版服務

無線充電Qi的1.3標準推動安全認證機制瞄準新商機

  • 孫昌華台北

自2008年成立的WPC無線充電聯盟,推動無線充電技術的普及化與標準化的工作不餘遺力,2022年的重頭戲在於2022年6月開始全面以Qi的1.3版的標準成為產業界的新標準,新加坡商安富利(Avnet)攜手DIGITIMES在2022年4月20日於台北喜來登大飯店招開「2022無線充電技術研討會」,這個全天的研討會邀請了全球重要技術協力夥伴與解決方案商,一起共襄盛舉探討Qi的市場動態、技術走向與產品認證程序,以更好的使用者體驗與更安全的產品,搭建無線充電技術的美好未來。

WPC無線充電聯盟大中華區聯絡代表余爽(Shuang Yu)小姐透過網路做開場致詞,介紹WPC最新進展。

為方便廠商開發安全和好用的高功率無線充電產品非常重要,Qi 1.3版本所做的改進即是基於此。同時,WPC也在為滿足市場對智能手機和小型移動設備快速充電需求的持續增長做努力,未來,Qi將達到200W。此外,WPC無線充電聯盟和成員已經開始探討將磁吸對齊接口納入Qi 規範。

除了針對智能手機和小型移動設備的Qi標準之外,WPC無線充電聯盟正在製定Ki無線廚房標準、輕型電動車(LEV)無線充電規範、以及工業機器人無線充電規範,讓無線充電技術在各行各業更好地方便消費者和用戶。

NXP稱霸車用無線充電解決方案,側重於強大的技術支援能力

台灣恩智浦半導體(NXP)的資深應用工程師陳建志(Beta Chen)先生接續上台簡報,他聚焦於NXP在車用無線充電解決方案與使用情境的分享,車用無線充電的市場發展迅速,歸功於多樣化的使用情境的塑造,從市場研究的報告中看到從2025到2035年的十年間,將會有超過5億6千萬輛汽車配備無線充電的裝置,今天有超過八成的車用無線充電設計都使用NXP的解決方案。

陳建志列舉車用無線充電四大趨勢,第一,具備一對多的多充的功能,第二,Qi 1.3版本標準所主導的裝置身分認證與CC EAL4+安全性的要求,第三,複雜車用功能的軟體支援,扮演成功的關鍵,第四,成本的挑戰。

NXP提供完整的服務,從多樣化晶片解決方案,以及協助客戶通過Qi 1.3標準認證的軟、硬體的支援,都一應俱全;值得一提的,許多針對主流的智慧型手機所標榜的包括磁鐵對位的設計,還有對於特殊的異物偵測(FOD)的功能,NXP的解決方案透過彈性的軟體來解決問題,這些高效率的解決方案,將迅速贏得台灣客戶的青睞。

ST發展大瓦數無線充電的應用,強調充電安全的解決方案

意法半導體(ST)亞太區通用類比、低功耗射頻和類比客製元件技術行銷專案經理莊維燾(Neil Chuang)先生介紹ST無線充電技術與完整的產品線,其所提供的無線充電技術在Tx與Rx的產品線各擅勝場,充電功率從5W到70W的設計方案俱全,目前更進一步要朝向100W功率前行。

另外,針對安全性要求,特別由ST安全微控制器行銷經理閻欣怡來介紹,以STSAFE For Qi的主題聚焦在STSAFE安全晶片所展現的產品價值,STSAFE晶片通過Common Criteria EAL5+和AEC-Q100車規標準認證,產品型號中以STSAFE-A110做為消費性電子裝置的安全晶片,該晶片提供CC EAL5+規格,而另一款產品型號STSAFE-V110是車規用的安全晶片,目前提供車用CC EAL4+。

ST為WPC的MCSP(Manufacturer CA Service Provider), STSAFE安全晶片提供客戶符合WPC Qi V1.3的憑證燒錄服務;STSAFE進一步還可提供6KB的EEPROM的空間,可以依客戶需求將資料寫入晶片,以滿足客戶安全性的最佳需求。

英飛凌OPTIGA Trust Charge 強化無線充電安全機制

英飛凌科技(Infineon)大中華區安全互聯系統事業部資深經理江國揚先生聚焦於OPTIGA Trust Charge無線充電安全驗證解決方案,他從市場面上看到無線充電裝置蓬勃的發展契機,但是也因此對裝置的無線充電的安全議題,特別重視,所以在Qi的1.3版本中清楚定義裝置本身的身分認證的機制,並引進CC EAL5+以及EAL6+的規格,在資訊安全上進一步的提升,由於Tx端必須使用安全儲存子系統向Rx端(如手機)進行自我驗證,英飛凌的OPTIGA Trust Charge晶片憑藉其在車用應用和資訊安全領域的技術優勢,提供包括ECDSA、NIST-P256和SHA-256的資料加密功能,設計出以滿足支援下一代充電解決方案開發流程所需的應用需求。

目前OPTIGA Trust Charge系列產品根據過去在物聯網(IoT)安全需求的產品線再延伸到無線充電的產品線,全方面的滿足從消費性電子與車用的客戶需求,英飛凌也提供燒錄CID的服務,值得一提的,除了安全晶片之外,也開始提供自家的整合性WPC無線充電的SoC晶片WLC1115,提供更大的彈性的產品線以滿足客戶多樣化的要求。

瑞薩電子產品線完整,迎合客製化產品的需求

台灣瑞薩電子(Renesas)的FAE應用工程師洪世彥先生介紹無線充電的解決方案,瑞薩於2019年購併IDT,所以從5W到50W的無線充電產品線完整,另外在2021年瑞薩合併了Dialog和Celeno,一舉將有線與無線充電功能都提供解決方案。

瑞薩的解決方案以簡單好用為訴求點出發,並大量簡化產品的編碼,針對Rx中瓦數的產品從5W到30W的充電目前主推使用RA9520與RA9530兩款解決方案來部署,在Tx上面的晶片解決方案,主要以車用及各式客製化應用為主,其中客製化應用因近幾年小型化的穿戴裝置盛行,選擇搭配5W到10W的方案Tx和 Rx客製化的需求湧現,而諸如45W~50W以上等無線充電的需求也水漲船高,還擴增到包括電動腳踏車、無人機、工業用應用與智慧面板(Tablet)的無線充電的設計。

Intertek提供完整服務協助客戶取得Qi V1.3版本的認證

下午的場次由天祥公證行(Intertek Hong Kong)的電源供應類產品經理林志豪(Chiho Lam)率先以視訊方式簡報,他主要聚焦於Qi的認證測試的程序,Intertek自2015年開始成為全球第一家可以同時測BPP與EPP標準的實驗室,經驗非常豐富,他樂觀看待1.3版本的認證的成長趨勢。

在認證測試中,幾個關注的議題如FOD的異物偵測、對於Samsung的快充的特別的測試,都是值得一提的,整體來說1.3版本認證從以前的1.2.4的6步驟變成12步,當中第8到12步是新的測項的焦點,複雜度與測試時間都增加,Intertek提供完善服務來協助廠商從容應對。

伏達半導體的多樣化解決方案,掌握大陸市場成長的捷徑

伏達半導體(NuVolta)產品市場經理黃剛先生談NuVolta的無線充電技術的創新與突破,伏達半導體是2014年成立的IC設計公司,提供穿戴裝置的WPC無線充電的Tx與Rx的SoC晶片解決方案,並在有線充電的快充應用與電源管理上有深入的開發經驗,並擴及提供客戶端一站式解決方案,以及在車用無線充電的應用。

目前伏達半導體的快充的SoC晶片已經提供大陸的手機主流品牌如小米、OPPO、華為等主要產品線所用,Rx從5到70W的規格都俱全,Tx端晶片可以到80W充電,在車用應用上支援從15到50W的無線充電規格。另外也推出新的RA9520/30 系列,可用於Rx及Tx,高度集合MOSFETs,能有效縮小面積,對於尺寸較敏感的產品,提供完美的解決方案。台灣供應鏈若想要快速掌握大陸無線充電市場的應用,伏達半導體提供一條終南捷徑。

村田提供小型化、高品質MLCC與電感被動元件解決方案

台灣村田(Murata Electronics)電容產品工程師張程華先生介紹村田引以為傲的被動元件產品線,村田的產品以小型化、高品質的被動元件為主要的訴求,針對無線充電的裝置的設計張程華聚焦於C0G系列Low-ESR的MLCC選擇建議,解決智慧型手機等大容量的無線充電的產品會因為Low-ESR產品,具備較佳的散熱效果,也使得充電頻率偏移的問題獲得有效的控制。

另外關於充電裝置產生的爆音等噪音的問題,村田提出防噪音的電容產品線。為解決因為陶瓷粉的壓電效應造成電容晶片的漲縮,而間接拉動PCB板拍動空氣,所可能造成的人耳可聽見的低頻噪音問題(20KHz以下),村田建議使用ZRA/B,KRM等特殊降躁產品系列。另外,EMI Assistant Manager王泰傑先生接續介紹EMI濾波器解決方案,包含抑制電源雜訊用的共模電感。此外目前耐高溫攝氏150度的磁珠產品在2022年會有耐溫170度產品上市,村田小型化、耐高溫、耐高電流的電感產品有助於無線充電產品的品質,現場並提供相關的設計建議給台灣客戶。

Nok9的Qi V1.3版本認證檢測設備就緒,迎接豐收的一年

Nok9是瑞典商於1988年成立,是目前唯一通過WPC認證的檢測設備製造商,亞太區執行長羅炅凌(James Lo)先生如數家珍般的介紹Nok9初期的篳路藍縷的發展過程,其主要產品線包含BASE、CATS I與CATS II的檢測設備之外,也提供私有協議的測試檢驗技術,協助包括Apple Smart Watch或是Samsung 快充設備的測試方法與設備提供。

Nok9從2017年開始設計WPC的Qi V1.3認證設備,以硬體上來看,從測試1.3規格與1.2.4差異不大,主要變化多在於軟體的更新,由於V1.3的身分認證的測項數量增加,需要自動化的測試模式來輔助,客戶端測試整體V1.3規格的驗證時間增加了56%,對市場影響不容小覷。

羅炅凌特別提到以Apple為主推動磁鐵對位的MPP規格,由於智慧型手機業者主導未來市場的走向的強大影響力,MPP的規格預計在2022年底或2023年會推出,MPP將成為各方角逐的重要功能與訴求,此外V1.3的身分認證機制的推出後,也標示著回應車用市場對於安全性功能的殷切期盼,迎接車用Tx端無線充電市場的爆炸式成長。

Avnet安富利幫助您掌握無線充電市場新商機

新加坡商安富利(Avnet)無線充電產品行銷經理楊士緯先生的壓軸演講,聚焦於無線充電產品的未來的新發展,他先前曾任WPC聯盟大中華區推廣主席,對於Qi產品的第一線推廣經驗與甘苦贏得客戶的共鳴。安富利早在2012年就設立台灣無線充電實驗室,使用WPC聯盟認證之設備並與WPC認證實驗室Intertek策略聯盟,為目前台灣唯一能提供WPC預測試(Pre-test)的實驗室。安富利除了擁有設備之外,在人員上,硬體與韌體工程師經驗豐富,能提供完整的技術支援,協助台灣廠商快速取得Qi的產品認證。

整個無線充電市場真正快速起飛於2017年,iPhone開始導入Qi標準的無線充電功能,使得Qi標準的Rx滲透率扶搖直上,預估到2025年將達到46%,也就是說市場上的智慧型手機將有46%內建無線充電功能。拜智慧型手機與穿戴裝置的持續成長,Rx的出貨數量約為Tx的三倍;如果進一步觀察Rx的市場,發現手機業者積極部署BPP搭配各自專屬的私有協議,讓無線快充功能,做為競逐手機市場的一個指標性的賣點;在未來五年,內含無線充電的高成長,仍可預期。

WPC聯盟要求2022年6月開始強制全面以1.3版本為產品認證標準,除了主流的BPP加上各手機廠的私有協議外,由車廠強力主導的EPP充電規格,因為多了認證IC的身分認證機制,雖然短時間會增加成本與認證測試時間,但長期來看,因為遊戲規則更謹慎,門檻更高,一般白牌與小型的玩家將退場,對於守規矩的台灣廠商,將有很大的成長空間。而目前取得Qi認證產品已超過7,500款,對於在智慧型手機客戶擁有強大的客戶基礎的安富利而言,台灣電子供應鏈是國際品牌大廠的重要設計與製造服務的提供者,安富利以完整的產品線,以及強大的技術支援與測試服務的實力,協助台灣電子供應鏈全面性掌握Qi無線充電技術的發展,並藉此尋求無線充電所帶來新一波市場的熱潮。

無線充電聯盟大中華區聯絡代表余爽。AVNET
台灣恩智浦半導體股份有限公司資深應用工程師陳建志。AVNET
香港商意法半導體股份有限公司技術行銷專案經理莊維燾。AVNET
香港商意法半導體股份有限公司行銷經理閻欣怡。AVNET
台灣瑞薩電子股份有限公司Staff Engineer洪世彥。AVNET
英飛凌科技(大中華區)安全互聯系統事業部資深經理江國揚。AVNET
Nok 9 AB General Manager James Lo。AVNET
天祥公證行(香港)Intertek Hong Kong電源供應類產品經理林志豪。AVNET
伏達半導體有限公司產品市場經理黃剛。AVNET
台灣村田股份有限公司Capacitor Engineer Lead張程華。AVNET
台灣村田股份有限公司EMI Assistant Manager王泰傑。AVNET
新加坡商安富利股份有限公司台灣分公司產品經理楊士緯。AVNET