今天，小米首發(fā)了移動端的隔空充電技術(shù)，手機(jī)無需放在充電板上，拿著玩游戲、躺在床上刷網(wǎng)頁的時候都可以充電。

摩托羅拉也在今天一大早搶在小米前一個多小時展示了自家的隔空充電技術(shù)，其充電發(fā)射器更加小巧。

2017年iPhone X剛剛發(fā)布時，手機(jī)無線充電功率僅為7.5W，僅僅三年多過去，小米在去年10月將手機(jī)無線充電功率推升至80W。

目前華為、OPPO量產(chǎn)的無線充電功率在40W左右，小米為50W，在無線充電功率達(dá)到了有線充電水平之后，隔空充電這種“真無線”充電方式可能將成為了下一個技術(shù)突破口。

其實(shí)無線充電技術(shù)原理最早被證實(shí)可行是在2007年麻省理工學(xué)院的實(shí)驗(yàn)室里，研究員利用銅制線圈作為電磁共振器，實(shí)現(xiàn)了無線電力傳導(dǎo)。

但直到10年后，蘋果才將技術(shù)落地在了手機(jī)里，可見無線充電技術(shù)實(shí)現(xiàn)商用量產(chǎn)，其難度之大。而更進(jìn)一步的隔空充電，概念提出也有七到八年的時間。

為什么今天摩托羅拉、小米接連發(fā)布隔空充電技術(shù)，隔空充電技術(shù)應(yīng)用與手機(jī)的背后，究竟需要突破哪些技術(shù)難題，隔空充電領(lǐng)域有哪些行業(yè)“老炮”？隔空充電技術(shù)，又是否會成為無線充電產(chǎn)業(yè)的下一個里程碑？

01 無線射頻技術(shù)是未來，“效率高、充的準(zhǔn)”是關(guān)鍵

其實(shí)無線充電技術(shù)主要分為三個大類，電磁感應(yīng)技術(shù)、電磁共振技術(shù)和無線射頻技術(shù)。

現(xiàn)在我們最常見的，蘋果、三星、華米OV等廠商都在使用的無線充電技術(shù)就是電磁感應(yīng)技術(shù)，主要通過電磁線圈進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換和傳遞。

比如各類無線充電板、無線充電底座，使用的都是這種技術(shù)，而我們熟知的Qi標(biāo)準(zhǔn)就是建立在該技術(shù)之上。

當(dāng)然，電磁感應(yīng)技術(shù)發(fā)展至今已經(jīng)比較成熟了，它最大的特點(diǎn)之一就是充電效率高，轉(zhuǎn)換率通常在80%左右，而它的弊端也很明顯，就是手機(jī)必須要和充電板緊貼在一起，自由充電距離幾乎為零。

電磁共振技術(shù)在充電距離上比電磁感應(yīng)稍進(jìn)一步，可以允許10cm左右的無線充電，但是充電效率相對較低，轉(zhuǎn)換率在70%左右。

目前市面上有一些充電板，允許用戶固定在辦公桌的底部，手機(jī)放在桌面上就可以充電，其利用的就是電磁共振技術(shù)。

而今天我們看到小米發(fā)布的隔空充電技術(shù)，就是一種無線射頻技術(shù)，這類技術(shù)的原理就是把空間電場作為能量傳輸?shù)拿浇?，這樣一來在充電距離上能夠有顯著的突破，充電方式也可以變得更加靈活。

小米這套無線充電系統(tǒng)由144根天線組成，可以將能量通過毫米波極窄波束的形式傳遞給手機(jī)，手機(jī)端通過微型信標(biāo)天線接收，可以在半徑數(shù)米的空間內(nèi)，實(shí)現(xiàn)功率為5W的遠(yuǎn)距離無線充電。

摩托羅拉的隔空充電方案中，發(fā)射器的體積更加小巧，大約跟常見的無線充電底座大小相當(dāng)，并且可以同時給多部設(shè)備充電。不過，摩托羅拉并沒有公布其隔空充電方案的具體功率。

電磁感應(yīng)和電磁共振兩種無線充電技術(shù)其實(shí)并非“真正無線”，仍然需要設(shè)備與充電底座保持較近距離，而無線射頻技術(shù)無疑成為未來突破這一限制的主要技術(shù)實(shí)現(xiàn)路徑。

當(dāng)然，隔空充電的問題也很明顯，就是充電效率比較低。在無線充電技術(shù)路線的選擇上，頗有些“魚和熊掌不可兼得”的意味。

但是，手機(jī)用電快，電池容量大，給手機(jī)充電，最關(guān)鍵的、對體驗(yàn)影響最大的因素，一定是充電速度，充電速度由功率決定，充電效率低，無疑成為了攔在隔空充電和手機(jī)之間最主要的障礙之一。

另外，給手機(jī)隔空充電的另一大挑戰(zhàn)，就是手機(jī)可能會處于不斷移動的狀態(tài)，因此對于手機(jī)的準(zhǔn)確定位就變得十分關(guān)鍵。更準(zhǔn)確的定位，也可以對充電效率有明顯提升，避免能量浪費(fèi)。

在智東西與小米快充團(tuán)隊(duì)工程師王彥騰的深入交流中，他認(rèn)同隔空充電發(fā)射端頻率、功率的相關(guān)技術(shù)，以及對被充設(shè)備精確定位的相關(guān)技術(shù)，是非常重要的兩點(diǎn)。

不過他特別說道，這兩點(diǎn)固然重要，但是這其中有非常多的子項(xiàng)，每一項(xiàng)都在技術(shù)上充滿了挑戰(zhàn)。

02 毫米波也能玩充電，行業(yè)“大佬”仍然美日企居多

無線射頻技術(shù)作為無線充電的一種方式，還有一個比較明顯的優(yōu)勢，就是它所能夠利用的射頻類型非常多樣，包括毫米波、厘米波、紅外線、藍(lán)牙甚至是WiFi都可以為其所用。

因此這也為行業(yè)中的企業(yè)選擇不同技術(shù)路線，差異化競爭提供了便利。

在隔空充電領(lǐng)域，美國企業(yè)相對起步較早，如Ossia和Energous都有十年以上的發(fā)展歷史。

Ossia在公眾視野中出現(xiàn)頻率還比較高，他們于2008年成立于美國，早在2013年底就提出了無線充電的概念，在三年后的2016 CES展會上，他們第一次秀出了自己的隔空充電方案——無線充電基站Cota。

Cota呈一個桶狀，體積較大，據(jù)稱可以在3米左右的范圍內(nèi)，對設(shè)備進(jìn)行定向充電，并且Ossia還特意為這個充電系統(tǒng)設(shè)計了一種電池，可以進(jìn)行隔空充電，這對于居家生活中的各類遙控器十分友好。

Cota利用的是厘米波技術(shù)，最初頻率大約為2.4GHz，與WiFi的頻率十分接近，因此手機(jī)并不需要增加多少硬件就可以實(shí)現(xiàn)Cota隔空充電。

這種厘米波隔空充電在充電時要先進(jìn)行一個類似于“配對”的過程，與藍(lán)牙或WiFi配對相似，手機(jī)收到Cota發(fā)出的信號后，會向Cota進(jìn)行逆向發(fā)送，從而讓Cota確認(rèn)自己的位置，建立傳輸路徑，然后在進(jìn)行能量的傳輸。

不過這種Cota隔空充電的功率僅為1W左右，實(shí)際利用價值并不高，只是作為一個概念產(chǎn)品進(jìn)行展示。

值得一提的是，有外媒報道，Ossia曾經(jīng)與沃爾瑪合作進(jìn)行了一個試點(diǎn)項(xiàng)目，通過一個嵌在超市天花板上的Cota發(fā)射器，為大約1000個貨架上的電子標(biāo)簽進(jìn)行充電。

這樣的想法很有創(chuàng)意，從中我們也能看到當(dāng)時的技術(shù)僅對于這種電池容量低、耗電量低，充電需求不高的產(chǎn)品有一定使用價值。

提到無線充電技術(shù)，美國Energous是一家避不開的巨頭，它成立于2010年，成立五年后，就在2015年的CES展會上展示了自己的Wattup無線充電技術(shù)，可以在大約4.6米的范圍內(nèi)給多臺設(shè)備進(jìn)行隔空充電。

Wattup所使用的是WiFi頻段，發(fā)射設(shè)備的功率有一定優(yōu)勢，大約為10W左右。

值得一提的是，Energous在2017年和蘋果芯片供應(yīng)商Dialog達(dá)成合作關(guān)系，稱將共同開發(fā)超遠(yuǎn)距離無線充電技術(shù)，并且在2019年，他們還與國內(nèi)手機(jī)廠商vivo達(dá)成了合作，將就無線充電技術(shù)展開合作。

如今兩年過去了，vivo也可能在無線充電技術(shù)領(lǐng)域憋了大招。

相較于兩家老牌企業(yè)，美國另一家成立于2017年的年輕創(chuàng)企GuRu則大膽使用了毫米波技術(shù)，在2020年的CES展會上，他們推出了一款隔空充電設(shè)備，外形酷似“臺燈”，將手機(jī)放在燈下，就可以進(jìn)行隔空充電。

據(jù)了解，GuRu利用了無線電頻率透鏡（Radio Frequency Lensing）技術(shù)，將無線電集中成一束，并通過空氣發(fā)送到安裝了接收單元的手機(jī)等設(shè)備中。

而無線電頻率透鏡技術(shù)，據(jù)稱也是隔空充電領(lǐng)域核心的關(guān)鍵技術(shù)之一。

不過GuRu的無線充電臺燈無法在有遮擋的情況下為設(shè)備進(jìn)行充電。

相比于GuRu，今天小米展示的隔空充電方案則顯得更加成熟，不僅可以實(shí)現(xiàn)無遮擋充電，并且充電功率也提升至5W左右。

5W的功率放在現(xiàn)在的手機(jī)行業(yè)中可能有點(diǎn)“不夠看”，但不要忘了，之前美國這些先發(fā)企業(yè)所推出的解決方案，大多也僅有1W-2W左右的充電功率，其無法在消費(fèi)電子領(lǐng)域大規(guī)模應(yīng)用的主要原因之一，也是充電效率不具有可用性。

另外，僅僅在一年之前，蘋果iPhone標(biāo)配的充電插頭仍然是5V 1A，功率也為5W，可以說，現(xiàn)在隔空充電的功率已經(jīng)做到了早期有線充電的水平。

03 大規(guī)模落地仍需解決成本問題，消費(fèi)觀念、標(biāo)準(zhǔn)落地老大難

兩家手機(jī)廠商隔空充電技術(shù)今天的集中亮相，其實(shí)是經(jīng)過了行業(yè)十幾年的漫長技術(shù)積累的。

不過我們可以看到，不論是展會中的概念產(chǎn)品，還是ToB端的小規(guī)模商用，隔空充電在消費(fèi)領(lǐng)域的大規(guī)模商用仍然存在許多挑戰(zhàn)。

從小米的演示視頻以及美國企業(yè)的案例中我們不難看出，“隔空充電樁”，也就是隔空充電的發(fā)射端設(shè)備目前體積還比較大，并且工藝比較復(fù)雜，使用的射頻材料也比較昂貴。

如何在兼顧發(fā)射功率、頻率的基礎(chǔ)上，將成本降到一個合理的范圍內(nèi)，降到一個消費(fèi)者可以接收的范圍內(nèi)，仍然是一大難題。

另外，隔空充電的目前演示方案的功率仍然需要進(jìn)一步提升，并且對于設(shè)備的尋找和定位還要更加精準(zhǔn)，因?yàn)閷?shí)際家庭居住環(huán)境是十分復(fù)雜的，會進(jìn)一步提升對定位精度的要求。

除了技術(shù)上的難題，其實(shí)在隔空充電早期發(fā)展的過程中，還有許多關(guān)于該技術(shù)的質(zhì)疑聲都部分集中在了是否會對人體健康產(chǎn)生影響。

早年間許多人甚至認(rèn)為手機(jī)信號、WiFi信號都會對身體產(chǎn)生輻射而影響健康，但實(shí)際上這些無線電波對人身體是幾乎無害的。

比如毫米波就不同于α、γ和β射線，它不會對照射物體產(chǎn)生化學(xué)法應(yīng)，從而也不會使物體產(chǎn)生任何DNA變化。并且目前沒有任何一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，毫米波的輻射會給人體健康帶來負(fù)面影響。

但即便如此，對于消費(fèi)市場的教育都需要時間，初期用戶對于這種充滿位置的技術(shù)抱有一定懷疑也是可以理解的。

另一方面，技術(shù)的落地離不開行業(yè)規(guī)則的完善，各個國家也會針對本國情況制定相關(guān)法律法規(guī)。

以目前情況來看，即使在業(yè)內(nèi)可以稱為元老級別的Ossia和Energous，都沒有在美國本土獲得FCC對其使用的所有頻段的技術(shù)認(rèn)證。

中國在無線充電技術(shù)領(lǐng)域起步較晚，要追趕的空間還比較大，在行業(yè)法律法規(guī)的制定上也有更多需要填補(bǔ)和完善的地方。

對于今天小米推出的隔空充電技術(shù)，智東西也與充電頭網(wǎng)資深業(yè)內(nèi)人士進(jìn)行了深入交流，他們普遍認(rèn)為，這次的技術(shù)亮相更偏向于概念性。

“隔空充電技術(shù)在智能手機(jī)領(lǐng)域的商用，仍然需要解決包括安全、法規(guī)、成本等一系列問題，保守估計還需要幾年的時間”，充電頭網(wǎng)站長姚倫慧告訴智東西。

04 結(jié)語：無線充電難分勝負(fù)，自研技術(shù)掰掰手腕

手機(jī)無線充電發(fā)展的前三年，完成了充電功率飛躍式的提升，從7.5W到80W，提升了十倍有余。而從2021年開始，隨著小米隔空充電技術(shù)的發(fā)布，無線充電的方式又發(fā)生了顛覆性改變。

無線充電，似乎第一次可以拜托線纜的束縛，做到“真無線”。當(dāng)然，隔空充電技術(shù)在充電功率、轉(zhuǎn)化率、成本、安全、法規(guī)等方面還有許多要完善的地方，距離真正商用落地，尚需時日。

不過可以看到，從屏幕到快充，從拍照到芯片，手機(jī)核心技術(shù)，正越來越多的從純供應(yīng)鏈技術(shù)，走向產(chǎn)業(yè)鏈的下游，更多終端廠商開始都更加重視從源頭掌握核心技術(shù)，增加自己的自研比重。

毫無疑問，2021年的智能手機(jī)大戰(zhàn)，在頭部效應(yīng)凸顯，品牌效應(yīng)增強(qiáng)的當(dāng)下，技術(shù)仍然是硬通貨。
責(zé)任編輯:tzh