IT思维

文/Hao Ying

iPhone 8 的预热早早就开始了。最新的一则消息是苹果加入无线充电标准联盟 WPC。对沉寂已久的无线充电行业来说，这不啻于一剂强心针。

早在《爆料：亮瞎眼的 iPhone 8 测试机》一文爆出 iPhone 8 无线充电技术细节的四天前，郝鹏就发现了苹果新品将用无线充电的蛛丝马迹。

“2 月 11 日晚上，我在登陆官网查询的时候，苹果的名字赫然在列。”郝鹏博士是楚山电子创始人和 CEO，同时也是 WPC 成员，公司近期刚获得天使+轮投资。他当晚的朋友圈截图也被圈内外的朋友大规模转发。苹果是消费电子行业当之无愧的巨无霸，它的引导作用毋庸置疑。

回溯历史你会发现，苹果向来在新技术新标准上激进超前，近有 MacBook 强行吃下 USB-C，远有摒弃软盘、光驱和机械硬盘。与此同时，很多技术和标准的流行普及也仰赖于苹果的推广。无线充电行业近几日的兴奋就不难理解了。当然，苹果也不是万金油。这就是另一个话题了。

在这一简单的事件背后，其实还有不少值得推敲的技术细节，比如在主流的两大无线充电联盟中，苹果为什么选择 WPC，以及 iPhone 8 到底会使用哪一种无线充电标准；更关键的是，苹果能在多大程度上改善无线充电的使用体验，而不致显得鸡肋。这些疑问都将会在下文中得到解答。

磁感应，还是磁共振

先来解释下磁感应和磁共振的基础知识。两者应用的都是电磁感应原理。

法拉第铁圈实验示意图：左边线圈磁通量的改变，会在右边线圈感应出电流。

电磁感应是发电机、变压器等多数电力设备操作的基础。它的发现人是迈克尔·法拉第（对，贾跃亭“造车”公司的名称就来源于此）。下面是维基百科的解释：

电磁感应（Electromagnetic induction），是指放在变化磁通量中的导体，会产生电动势。此电动势称为感应电动势或感生电动势，若将此导体闭合成一回路，则该电动势会驱使电子流动，形成感应电流（感生电流）。

说得简单一点：左边线圈磁通量的改变，会在右边线圈感应出电流。把左右两边线圈拍扁压平，接收线圈放在手机背面，发射线圈连接电源，你就得到了一个原始的无线充电装置。第一代的磁感应无线充电器便是这么来的。

缺陷是因为缺少了磁性材料的束缚，发射线圈的部分磁通就不会经过接收线圈，术语叫耦合度低。所以需要手机和无线充电器对齐贴紧。否则会遇到手机明明放在充电器上了，一觉醒来没有充进电的尴尬。

磁共振无线充电器则是用谐振器件（电感和电容）使发射端和接收端达到特定频率，从而产生磁场共振，进而阐述能量，优点是传输效率高。关于传输效率这一点可以参照共振现象来理解：军队步伐整齐通过桥梁，桥塌了。

此外，磁共振技术还具有传输功率高的特点，商用领域可以达到 1000W 以上，而且方便做到一对多同时充电。缺点是成本较高，目前大众熟知的是 Airfuel 旗下的 6.78MHz 磁共振技术标准。6.78MHz 也成了WPC 和 Airfuel 之间的关键差异，具体下文阐述。

6.78MHz 的原罪

说起磁感应和磁共振两种无线充电方式，不少人倾向于把 WPC（Wireless Power Consortium）与 Airfuel 对立。其实不然，两者均有磁感应和磁共振协议。Airfuel 由 A4WP、PMA 合并而来。合并之前 A4WP 的主导技术标准是磁共振，而 PMA 使用的则是磁感应，两者合并之后 Airfuel 把磁共振当成了包装的重点。

WPC 是目前最大的无线充电联盟，会员数量超过 200 家，其中有诺基亚、HTC、LG、索尼、三星、高通还有新近加入的苹果。它在 2010 年制定公布的 Qi 规范是目前应用范围最广的无线充电标准，支持的产品超过 1300 余种。前文提到的楚山电子亦是 WPC 成员。

原 A4WP 的成员则有高通、三星、Duracell Powermat 和英特尔等；PMA 则得到了星巴克、Google 和 AT&T 的支持。需要特别说明的是，“买基带送芯片”的高通在三个联盟中都有参与，它既是 A4WP 创始会员，也是 WPC 董事会成员和 PMA 资深领导会员。三星是另一个骑墙派。2014 年 A4WP 和 PMA 合并之后，它在 Airfuel 和 WPC 中均有参与。

早前大部分的 Qi 产品都是磁感应式。而在在最新的 Qi 1.2 标准除了加入对多装置充电的支持，也纳入了磁共振技术，充电功率增加到 2000W。郝鹏告诉 PingWest 品玩（微信号：wepingwest），Q1.2.2 规范中，涉及的磁感应频率在 87～205KHz。《爆料：亮瞎眼的 iPhone 8 测试机》一文中提到 iPhone 8 测试机的磁性材料频率大概为 300KHz，稍高于 Q1.2.2 中的规范。

鉴于该规范中对磁共振频率并没有明确规定。所以不排除苹果 iPhone 8 会使用磁共振技术实现无线充电。“极有可能。”在 WPC 框架下做 KHz 级磁共振无线充电解决方案的郝鹏对于这点信心颇足。以苹果对用户体验的苛刻，它很难容忍对不齐无法充电这件事的。在私下沟通时，WPC 主席告诉郝鹏，Qi 1.2 之所以加入磁共振技术支持，原因有两个，一是给低功率的产品提供更大的空间自由度，主要是纵向距离，二是提供更大的功率。

苹果其实在 Apple Watch 两代产品中已经使用了无线充电技术，而且也是基于 WPC 框架，只不过并未兼容通用无线充电器。这两代产品也为苹果做了技术上的积累。就像 iPhone 6 便加入了体积硕大的线性制动器（振动器），直到下一代的 iPhone 6s 才开放触觉反馈功能。iFixit 当时在拆解 iPhone 6 时一度怀疑苹果为何要做这么重的一个振动器。联想移动事业部副总裁常程在一次采访中告诉 PingWest 品玩（微信号：wepingwest），这单颗振动器的成本高达 3 美元。抢先上马触觉反馈的 Android 手机品牌技不如人也就情有可原了，成本压力是实实在在的。

为什么苹果没有加入 Airfuel，而是选择了 WPC？除了它已经基于 Qi 框架给 Apple Watch 做无线充电功能外，另一个原因是，Airfuel 规范下磁共振的频率固定为 6.78MHz（相比之下 WPC 标准是一个频段区间 87～205KHz）。

6.78MHz 是免费 ISM（Industrial Scientific Medical）中最低的频率。Wi-Fi 为 5GHz/2.4GHz，Bluetooth/ZigBee 2.4GHz，以及 RFID/NFC 13.56MHz，这些ISM频段都免费试用。其它频段，比如广电信号，是付费的；甚至军用频道，更不会开放。

该频率与 NFC／RFID 的 13.56MHz 是整数倍的关系，两者之间会产生强烈的信号干扰。这基本上已经是行业里公开的秘密了。想必苹果不会对 Apple Pay 支付体验置之不顾。而且由于高频磁共振的技术实现难度过高，迄今为止，并没有 Airfuel 磁共振产品大批量商用。

如此尴尬的 6.78MHz 怎么就成了 Airfuel 的标准？这要追溯到 MIT 2007 年关于磁共振无线充电技术的一项著名实验。此次试验也被认为是第一次现代意义上的无线充电。项目小组 WiTricity 隔着两米的距离点亮了一个 60W 的灯泡，效率达到 45%，频率 9.9MHz。后来项目组以同样的名字公司化运作，并在 2011 年获得丰田投资。

尽管存在一些缺陷，并不意味着 Airfuel 全然没有机会。它的优点在于长距离。这是很多创业者和研究机构正在探索的方向。想象一下当下越来越流行的以特斯拉为代表的电动汽车，停车即可充电，家中装上无线充电装置，随时随地充电，告别续航焦虑。

致力于 Airfuel 无线充电标准的微鹅科技展示的充电方案。

至于苹果 iPhone 8 无线充电技术会达到什么样的水准，可以参照一下楚山电子现在的技术水平：3～5cm 有效充电距离，充电效率 80% 左右，目前已经有样机（Airfuel 磁共振方案的效率是 85%，但这只是实验室数据且目前并没有商用产品，难以验证）。郝鹏认为，iPhone 8 的无线充电发射功率可能会在 20W 以上。作为对比，iPad 配备的充电器的功率只有 10W。

无线充电的春天真的来了吗？

“最近深圳厂商疯狂找我们，销量也开启了。”

杨柏洁是北京一位无线充电领域的创业者，现在已经做了面向消费者的麦极客无线充电套装。苹果加入 WPC 的消息同样带给他不少触动。“我个人判断苹果不会用（兼容） Qi，不过无线充电的市场要起来了。”他这样告诉 PingWest 品玩（微信号：wepingwest）。

“你看前几年三星做无线充电，没有人跟。国内厂商一概不做。苹果一入场，情况就大不一样了。”

对此，郝鹏的评价更直接，“当 iPhone 上了无线充电，这才是决定性的。现在正处在市场爆发的前夜。”

PingWest中文网