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无线充电标准三分天下,一颗芯片如何保障充电安全?

发布时间:2021-04-12 08:44:06 阅读量:302次

  在上周的《英飞凌OPTIGA,TrustCharge解决方案媒体交流会上,英飞凌科技安全互联系统事业部大中华区市场经理张庆峰介绍了当前无线充电市场的现状和挑战和未来的趋势和机遇,对即将发表的Qi1.3无线充电标准进行了相关安全芯片产品和方案的探讨。el2esmc

  

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  尤为重要的是,新能源车企也开展了实质性的无线充电布局,进一步扩大了无线充电的应用范围。可以预见,无线充电行业未来的市场规模将随着消费电子终端产品的延伸而不断增长。eL2esmc

  根据第三方咨询公司的预测,2019年中国无线充电行业的市场规模将达到62亿美元,今后5年(2019-2023)的年平均增长率约为27.92%,2023年达到166亿美元。eL2esmc

  从2019年9月开始,随着苹果、华为、美国对无线充电双向快速充电的研究开发和落地,无线充电标准的统一、技术的成熟和市场的推进eL2esmc

  2.标准分为三个世界,Qi标准成为主流eL2esmc

  回到无线充电产业,“标准不统一”是第一个产业挑战。eL2esmc

  据英飞凌张庆峰观察,最初的无线充电竞争可以说是群雄混战,技术蓬勃发展,但标准一直不统一。近年来,我们基本上明确了三个方向:eL2esmc

  • 第一种是紧密结合方式,也称为电磁感应。代表WPC(无线充电联盟)的Qi标准,工作范围为110-205KHz低频带。目前市场上主流的消费级电子产品几乎跟进WPC标准。2020年底,Qi标准最新标准-Qi1.3版即将发布。
  • 第二种:磁场共振方式。代表AirFuel(A4WP与PMA整合后的新联盟),主要针对未来的电动汽车领域,充电时通过同一频谱磁场共振进行电力传输,工作在6.78MHz频带。
  • 第三种方耦合方式(Uncoupled)通过包括无线电频率、超声波、红外线等无线电力传输。
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      3.安全风险突出eL2esmc

      WPC的准备新的1.3版强制要求强制验证无线充电设备。这是因为近年来配备无线充电技术的电子设备越来越多,伪劣充电产品一直受到很大威胁。未经认证的充电器可能会损害设备的电池寿命,影响用户体验,损害品牌声誉。eL2esmc

      当然,在WPC准全新的1.3版本中,并非所有产品都被强制性要求。对于所有超过5W的发射终端设备,需要基于硬件安全的认证权,具体可以参考下图。el2esmc

      

      

      一定有读者的疑问。我自己无线充电,有多少安全上的危险?eL2esmc

      实际上,如果购买官方正规的无线充电器,风险当然不大,最多是设备的老化问题。但是,市场上出现了很多山寨的无线充电器,形状和正规相似,仅凭肉眼很难区别。另外,使用不完全匹配的频带充电会损坏手机电池的使用寿命,甚至、爆炸等危险。eL2esmc

      另外,展望未来,无线充电器不仅可以给手机、手表等小型电子设备充电,还可以给中大型家电充电。最理想的场景是,家里只有一个无线充电器基础,可以给所有的电子设备充电,不仅可以减少家里的充电线的数量,释放空间,还可以在家里嵌入更智能的产品。然而,这对无线充电器的兼容性和安全性提出了更高的要求。eL2esmc

      还有私人协议带来的安全问题。WPCQi1.3标准发布前,许多制造商采用私有化方案保障安全,包括软件方案和协议包进行身份鉴定权。这个最大的问题是安全性低,容易被黑客破解和伪劣。因此,高效安全保障也是无线充电行业亟待解决的挑战之一。el2esmc

    英飞凌发布无线充电安全芯片

      作为世界第一大安全芯片的供应商,英飞凌科学技术本月初在业界首次发布了实现安全无线充电的身份验证解决方案eL2esmc

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      该芯片可用于智能手机、耳机、平板电脑、可穿戴设备或健康科技设备等小型个人电子设备的无线充电器,充电功率可达15W。同时具有以下三个特点:eL2esmc

      第一,适用于Qi1.3最新的无线充电标准。新Qira1.3标准要求充电器和待充电器之间进行强加密身份验证,以证明其真实性和符合标准。WPC仍在讨论至少根据CC/EAL4认证的硬件安全部件的细节。OPTIGA、Trust。Charge身份验证芯片通过了标准EAL6(高)认证,超过了QiQ1.3标准的安全性要求。eL2esmc

      第二,非常安全。英飞凌可以在安全认证的环境下提供WPC指定的证明书和钥匙的个性化和注入,可以从晶片级注入钥匙,制造商不需要追加投资建设安全生产环境。eL2esmc

      第三,可为OEM提供全面的系统整合支持。由于OPTIGA,Trust的Charge是交钥匙解决方案,可以提供嵌入式软件、主机软件、开发板、参考板、文档等全面的系统综合支持,实现快速简单的设计。eL2esmc

    展望

      目前无线充电的产业挑战有“充电效率”和“成本”。eL2esmc

      对此张庆峰认为,从用户的角度来看,目前的无线和有线充电效率差别不大,在某些应用场景下无线充电可能稍差。但是,如果能满足日常的基本使用需求的话,40W、60W等无线充电的实际体验会更加科学技术。目前,WPC正在规划Qi1.4标准,Qi31.4标准应支持60W充电功率,预计今后1、2年后决定。eL2esmc

      关于成本问题,张庆峰相信,随着产品的更多普及和出货量的增加,无线充电产品的价格肯定会下降。而且,对英飞凌来说,自己有很多安全芯片产品,在安全认证的流程和合作伙伴方面有丰富的经验,所以成本不是大问题。相反,英飞凌为客户和合作伙伴提供最高安全等级的产品。el2esmc

      

      

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      但车载水平的应用比消费水平和工业水平有特定的要求。例如,通过AEC-Q100的安全认证,车载的电气设备特性、静电ESD有所不同,每个车厂都有定制的要求。eL2esmc

      最后,张庆峰乐观地说:“总的来说,相信汽车的电子产品和电动汽车本身都会充电,前后市场都会迅速普及“