小米、华为、OPPO:这家国产无线充电企业为何广受青睐?
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对于手机来说,现在消费者最看重的是什么?越来越大的底(感光元件),越来越丰富的拍照功能,越来越快的充电速度,更加方便的无线充电。
遥望整个电子发展史,一直以来都是在摆脱有线限制上“做文章”。有这么一家公司,无线充电产品广被小米、华为、OPPO、mophie、belkin等知名公司所使用,其名便为伏达半导体。
“今天看来,旗舰手机纷纷标配无线充电技术。怎么让充电更自由,我们也在持续积累技术,未来我们想在自由度这条跑道上涌现更多产品,以满足消费者对未来的期盼”伏达半导体无线充电事业部副总裁李锃在“第九届EEVIA年度中国电子ICT媒体论坛暨2021产业和技术展望研讨会”上如是说。
站在巨人肩膀看未来,无线充电将向何方
事实上,无线充电技术远可追溯至1893年,彼时特斯拉通过无线充电的技术为一盏灯提供了电能,为人类对未来的渴盼又打开一扇“窗”
自从那时起到今天,无线充电的基础原理依然与特斯拉当时所发明的类似。具体原理是通过感应交流电流产生的交变磁场,在接收线圈里提供无线电能传输。
而到现阶段,无线充电存在四种不同的方式,包括电磁感应方式、电磁共振方式、电场耦合方式、无线电波方式。而在目前见到的各类无线充电技术,大多是采用电磁感应技术,我们可以将这项技术看作是分离式的变压器。
当然,无线充电既然是这种分离式的技术,芯片自然也会有两种,作为发射和接收的两端。一种是无线充电接收芯片(Rx,receive),另一种是无线充电发射芯片(Tx,transport)。
而后在2008年,无线充电联盟(WPC)建立,逐步形成无线充电生态,如今大多数旗舰手机和耳机的无线充电功能均在该规范和标准下的应用。
李锃为记者介绍,目前无线充电行业有两条技术发展路线,其一是怎么让无线充电更快,换言之就是更大的功率;另一方面是怎么让无线充电更自由,他指出现在可以接触到无线充电实际还停留在初级的随放随充阶段,接下来需要做到可以边走边充。
当然,继续观望更远的未来,行业甚至还出现了隔空充电这种新兴技术。李锃认为,目前从行业发展看,确实需要一些远距离充电产品。不过由于效率较低充电较慢,这种技术在一两年内还不会爆发,另外更远的充电距离还不足以让客户体验到自由性。
反观无线充电的整体生态,除了手机、耳机、手表,身边常见的家居、车载、补光灯、闹钟、音响等领域设备都会集成无线充电功能,这些都是可以放在一起充电的应用。
“无线充电接收芯片(Rx)要同时处理功率、协议、算法,还需要为客户提供良好的用户体验,因此这整个系统是较为复杂的”,李锃为记者介绍,Rx要兼顾高可靠性、高效率低损耗、高集成度和良好的用户体验的特点,在此之上除了做好Vrec工作电压、LDO、纹波抑制比、Iq等关键参数,软件算法也需要兼容市面上WPC认证的发射端。
他表示,现在还有一个比较流行的技术,手机既可作为无线接收端,还可作为向其他电子设备反向充电,目前伏达半导体已在在红米、小米耳机等产品上实现这种功能。
除了接收端芯片(Rx),实现高效率无线充电还需要发射芯片(Tx),Tx与Rx最大的不同是更高的EMI噪声要求、降低寄生参数、调整驱动速度和时间,以保证对其他电子设备非常友好。与此同时,每个发射端都要兼容市面上所有手机和可穿戴设备,这样才能为这些设备充电。
在无线充电发射架构方面,行业正在向更高集成度靠拢。传统方式是以主芯片控制分立元件的方式进行,伏达半导体则采用双芯片的SmartBridge架构,这种架构拥有高可靠性,非常适合在高EMI场合使用。再而发展,所有无线充电功能都将集成在一颗芯片内,更加精简的单芯片发射方案用户的体验会更加简洁,方案也会适用于不同的应用场景。
把充电速度做得更快,国产半导体的野望
取得无线充电领导地位,伏达半导体的底气何在?李锃解释公司走的是“三步策略”。1.0时代伏达半导体投入无线电源ICPintoPin产品,追平国外技术;证明国产半导体的实力后步入2.0时代,采用伏达半导体独家创新专利技术,为客户提供高达80W功率的高效充电方案;展望3.0时代将会继续简化架构实现低成本、高空间自由度的产品。
李锃激动地向记者们秀出一串数字,以表明伏达半导体的进步速度之快:“2019年使用伏达半导体技术的小米手机无线充电70分钟就可以充满,对比有线充电的59分钟,差距已经非常小;2020年,伏达半导体把华为P40手机的无线充电速度做到65分钟充满;去年,小米11的无线充电充满只需48分钟;今年上半年,我们又发布了一款新的无线充电技术,这时无线和有线充电时间都只需要36分钟就可以充满。”
之所以取得如此大的进步,是因为伏达半导体持续不断地研究,挑战更高的充电效率。从7.5W到67W,无线充电速度越来越快,无线充电技术效率已达90%。工信部日前的规定中无线充电功率最高不超过50W,第三代技术之中伏达半导体会略微把功率降低为50W,但效率再迈一个台阶。
除了无线充电,伏达半导体还投入大量人力和物力,持续研发有线快充芯片。去年30W和40W电荷泵IC问世,上个月又发布100W、 98%传输效率的电荷泵IC,作为献给建党100周年的礼物。
李锃强调,伏达半导体是唯一一家同时提供无线充电与有线快充成熟方案的国产半导体公司。除此之外,公司还会针对客户特殊需求,提供定制化的方案。
值得一提的是,首款国产车载无线充电方案即将发布。李锃在会议上透露,该方案拥有业界最高输出功率的50W无线充电发射盘,效率达80%,符合车载AEC-Q100认证要求。这套方案使用的架构就是伏达半导体的SmartBridge,架构由一个控制芯片和四个功率级芯片组成,可同时为两台设备充电,同时架构能够提供更好的EMI和更安全可靠的系统,
据李锃介绍,伏达半导体于2014年在硅谷成立并在上海成立研发中心,2017年分别在合肥、深圳、北京建立销售和研发中心,去年和今年又分别在马来西亚、美国东海岸和韩国建立销售和研发中心。至今,伏达半导体已有6个研发中心,4个销售分支,全公司拥有超过200名员工。
展望未来,伏达半导体将全面提高产品质量、服务质量、生产质量、客户质量服务和过程质量体系,持续迭代、拓展产品持续提高客户体验,和供应链形成战略合作定制工艺、绑定产能。