應用範圍擴大 無線電源市場蓬勃發展
2021-10-06
作者
Dinesh Kithany，WAWT創辦人暨主分析師
無線電源市場持續擴張，應用焦點也超越了智慧型手機，進入運算裝置、可穿戴裝置、聽戴裝置、小家電、智慧家庭裝置，以及醫療、工業、機器人、車用和5G通訊等更寬廣的領域...
2021年已經過去一大半，無線電源(wireless power)產業的發展以及影響範圍仍持續成長；本文分析了該市場的主流趨勢，以提供具備前瞻思維的業者迎接全新挑戰與商機。
無線電源市場持續擴張，應用焦點也超越了智慧型手機，進入運算裝置、可穿戴裝置、聽戴裝置、小家電、智慧家庭裝置，以及醫療、工業、機器人、車用和5G通訊等更寬廣的領域；這些新應用具備獨特的裝置外觀、設計挑戰與充電需求，並對互通性有強烈的渴望。
這激發出了全新一代的無線電源解決方案，包括低頻感應和共振、高頻共振、新興高頻NFC充電，以及基於射頻(RF)、紅外線(IR)或者超音波(US)技術的超高頻「遠距」無線充電。
無線電源技術在不同產業領域中的應用。
技術革新潛力無限
無線電源技術大有成為主流與標配之勢，但還需要更進一步的技術發展；不同的無線電源解決方案──例如低頻、高頻和遠距無線充電等──目前各自處於不同的發展階段。
現今市場主流還是以低頻感應技術為基礎的無線電源解決方案，絕大多數的應用場景也都是環繞著行動裝置(主要是智慧型手機)，其他應用領域的廠商還在評估其可靠度、商業可行性，以及將其他無線電源解決方案整合至他們的裝置之合適性。考量到不同產品需求，有部分業者採用高頻共振、NFC充電，或是以射頻/紅外線為基礎的非耦合遠距充電方案，也有一些公司正在研究客製化多頻「混合式」系統。
低頻感應式解決方案穩居主導地位
根據市場研究機構WAWT最新發表的無線電源市場追蹤調查報告《Wireless Power Market Tracker》，由產業組織無線電力聯盟(WPC)推動的低頻感應無線電源標準Qi將繼續佔據市場大宗，但在未來五年內，其市佔率預計會從接近100%降到75%左右，主要原因是能更妥善滿足市場需求的其他無線電源方案(例如磁感應共振、NFC和遠距充電等)進軍更廣泛的應用。
主推低頻感應式無線電源解決方案的WPC正在訂定從低功率(PC0-5W~15W)、中功率(PC1-30W~65W)到大功率(200W~2,200W)的一系列Ki-Cordless Kitchen標準。不過人們仍會發現側重不同新興應用的電力標準組織之間存在差距，在各種低頻無線電力解決方案之間的功率等級缺乏互通性。
各種無線充電技術和市場前瞻。
持續進一步發展的其他無線電源方案
由美國汽車工程師學會(SAE)支持的低頻磁共振標準持續以更快的速度發展，並獲得其他區域市場主管機關的額外批准；目前該標準聚焦於電動車無線充電解決方案(WEVC)，功率約為3kW~11kW，有些能達到12kW。
主推高頻共振式無線充電解決方案的另一個產業組織AirFuel Alliance，正在為廣泛的應用強化其標準技術規格，包括筆記型電腦、電動自行車/機車等個人化電動移動設備，還有服務型機器人、5G中繼器等產品。中國手機業者Oppo最近展示了採用Airfuel Alliance共振方案的手機無線電源解決方案。AirFuel除了為廠商與開發者提供實作培訓和開發工具套件，在另一方面也正著手訂定AirFuel RF無線充電標準。
具備較小外觀尺寸、設計有所限制並訴求較低功率的裝置，則正在尋求NFC無線充電或其他利用RF與IR的遠距無線充電方案。這類應用市場預期在可穿戴裝置、物聯網(IoT)感測器、電子貨架標籤(Electronic Shelf Label，ESL)等應用的帶動下強勁成長，不過仍限於小於1W (最大2W)的功率水準。
WAWT預期，2021年會是遠距無線充電技術的關鍵年，各家方案「成敗在此一役」；而隨著這個市場獲得更多重視，也會有幾家新業者進入這個領域。
缺乏互通性是一大障礙？
無論是低頻感應式方案或是高頻共振解決方案，目前無線電源技術朝向專屬解決方案的趨勢發展。Apple在發表iPhone 12同時，也捨棄WPC的EPP解決方案，推出採用其專有MagSafe技術的15W無線充電技術；而儘管Apple提供了相對較佳的使用者體驗，也引發了一些爭議：這從無線電源技術的角度來說是進步，還是反而退步？
Apple在2018年取消AirPower技術，接著在2020年推出MagSafe技術，雖然為無線電源市場帶來了一些影響，也可能因此引發廠商與開發者的興趣，無論是重新評估現有的低頻感應式方案，或者是探索新的無線電源技術──包括高頻磁共振解決方案，或是開發全新的無線電力傳輸解決方案。
無線電源市場出貨規模預測。
WAWT推測，接下來12個月內可會出現另一種旨在成為產業標準的無線電源解決方案/技術規格；而以下的幾個產業趨勢將會驅動未來市場成長與創新：
- 以出貨量來看，整體無線電源接收/發射器市場的複合平均年成長率(CAGR)可達到30%。
- 儘管智慧型手機、個人家電與智慧手錶是無線電源的三大主流應用，其他應用如可穿戴裝置、工業──包括物聯網感測器、無人搬運車(AGV)──和零售等領域，在未來兩到三年內預期有大幅成長。
- WAWT預期，遠距無線充電(採用RF和IR技術的解決方案)市場在2021年將會有不少動作，包括小米、Motorola、華為等數家業者都宣佈開發了RF無線充電解決方案，其他更多類似的產品可望陸續發表。
- 未來五年，整體無線電源市場──包括電力接收(RX)與發射(RX)裝置──規模，預計將達到約80億的出貨量。
本文同步刊登於《電子工程專輯》雜誌2021年10月號
責編：Judith Cheng
(參考原文：Wireless Power Market Thrives, Widening Adoption，By Dinesh Kithany）
