Qi 標準會壟斷無線充電領(lǐng)域嗎？

最近的上海MWC上，意法半導體帶來了多款無線充電產(chǎn)品，其中一款應用在無線充電認證領(lǐng)域的芯片STSAFE IC引起記者注意。據(jù)意法半導體官方資料介紹，STSAFE IC 系列提供通用的安全功能和服務(wù)，確保耗材、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和汽車外圍設(shè)備具有完整的安全功能，采用由獨立安全機構(gòu)審核的先進的安全技術(shù)，并通過了安全標準Common Criteria EAL5+ AVA_VAN 5 的認證。

簡單來說，STSAFE IC安全芯片可以附加在充電設(shè)備中，只有當充電設(shè)備和手機相互匹配，也就是同為Qi充電協(xié)議認證產(chǎn)品，無線充電才可以進行。盡管該方案能有效保證無線充電的安全進行，但也不禁讓人想起某些私有協(xié)議對于充電產(chǎn)品的限制，更有意思的一點在于，各大手機品牌幾乎都是Qi協(xié)議的推動單位。

本次媒體會上，意法半導體帶來了好消息，Qi協(xié)議將更新至2.0，據(jù)意法半導體技術(shù)專家介紹，過去的Qi 1.3版本協(xié)議支持5W和15W無線充電，升級至Qi 2.0后，不但可以支持15W大功率無線充電，且還將支持磁吸充電等方式。

Qi協(xié)議是什么？Qi 如何助力無線充電安全認證？

Qi的發(fā)展

如今我們說到特斯拉，總能想起街上一輛輛科技感電動汽車，也能順便聯(lián)想到特斯拉白白胖胖的老板艾隆·馬斯克。Qi充電協(xié)議，或者說是無線充電這種方式，也和特斯拉緊密相關(guān)，但這個特斯拉是歷史上那個與發(fā)明大王愛迪生齊名的無線電與交流電發(fā)明者——尼古拉·特斯拉。

無線充電技術(shù)，本質(zhì)上就是利用磁共振耦合（Magnetic Resonant Coupling）現(xiàn)象，通過發(fā)射端線圈產(chǎn)生的變化磁場，使得設(shè)備端線圈產(chǎn)生感應電流以實現(xiàn)充電。1984年，尼古拉·特斯拉就發(fā)現(xiàn)了這一現(xiàn)象并將其記錄下來。

無線電技術(shù)對人類通信的重要性不置可否，如今，無線充電早也已深入廣大消費者的生活中。例如無線充電的手機，鼠標，鍵盤等，未來甚至還會有無線充電的新能源汽車。盡管無線充電十分便利，但實現(xiàn)它依舊面對很多難點與挑戰(zhàn)。例如：如何解決無線傳輸的能量傳輸效率？如何破解充電距離難題？如何降低無線充電對人體或設(shè)備的影響？如何確保不同設(shè)備的兼容性？

2008年，無線充電聯(lián)盟（Wireless Power Consortium, WPC）成立，成員包括中、美、日、荷等9個國家。聯(lián)盟成立的目的是制定所有電子設(shè)備都能兼容的無線低功率充電國際標準。Qi無線充電標準就是WPC指定的標準之一。

Qi誕生于2010年，初代標準，也就是Qi 1.0支持的功率上限僅為5W，但它的出現(xiàn)也為后續(xù)標準的制定奠定基礎(chǔ)。

2021年，Qi 1.3標準出臺，將理論充電速度提升至5W以上。更重要的是，Qi 1.3提供了鑒權(quán)功能，也就是加入了安全芯片功能。從官方資料與意法半導體技術(shù)專家的講解中記者得知，Qi 1.3的鑒權(quán)，也就是身份驗證功能分為BPP與EPP兩個級別。BPP支持5W以下功率，EPP支持15W功率。其中支持高功率充電的EPP還能對協(xié)議層和FOD進行擴展或分級。

今年，Qi 2.0馬上來了。據(jù)官方資料介紹，Qi 2.0全新支持MPP驗證，支持更高的工作頻率，理論充電速率能達到15W。在鑒權(quán)方面，Qi 2.0的通信量也更大，解碼響應速度更快。不過要想通過Qi 2.0認證就必須通過級別更高的EPP或MPP認證。

Qi如何確保安全

從Qi標準指定的起點出發(fā)，它的最終目的就是要保證充電安全，因此也就需要確保充電設(shè)備是符合安全標準的，安全認證芯片應運而生。

據(jù)意法半導體技術(shù)專家介紹，本次推出的認證芯片其實是安全芯片的一種。在芯片行業(yè)，它被稱為SE（secure element）。日常生活中常見的銀行卡、身份證、社保片等內(nèi)部都有安全芯片。

安全芯片之所以安全，是因為它具有唯一的ID號以及對應的加密算法。目前安全芯片可以被用來作為品牌保護、通訊保護等領(lǐng)域。

要想使用Qi安全芯片，就要獲得WPC簽發(fā)的證書。首先無線充電產(chǎn)品廠商需要注冊成為WPC會員，WPC會提供PTMC碼以及Qi ID。以意法半導體為例，意法半導體作為WPC的官方許可MCSP服務(wù)商，在獲得PTMC碼以及Qi ID，就可以利用自己的安全工廠將證書與密鑰灌注進芯片中。意法半導體技術(shù)專家表示，作為一個IDM廠商，意法半導體具有完整的設(shè)計生產(chǎn)流程，在產(chǎn)品供應上具有很多優(yōu)勢，其中包括更低的成本與更優(yōu)質(zhì)的質(zhì)量。

Qi的機遇與挑戰(zhàn)

對于意法半導體來說，Qi 2.0帶來了更多的機遇與挑戰(zhàn)。

首先就是越來越多的手機以及穿戴設(shè)備都將配備無線充電功能，除了上文提到的手機，鼠標，鍵盤等，在汽車中也需要無線充電裝置來幫助駕駛員與手機保持安全距離，在咖啡館、餐廳中也需要配備便民快充驛站。而種種無線充電的應用場合，都需要WPC-Qi規(guī)范測試和安全認證，也就必須要搭載相應的硬件安全芯片，這對于意法半導體來說是一個廣闊的市場。

相應的，Qi 2.0也同樣給意法半導體帶來諸多挑戰(zhàn)。在完成認證的同時還要做到保護客戶隱私與數(shù)據(jù)安全是一項重點。意法半導體技術(shù)專家表示，他們在該領(lǐng)域深耕多年，具有滿足CC EAL5+的高安全生產(chǎn)環(huán)境，從生產(chǎn)、封測到燒錄都在自己的工廠進行，各個環(huán)節(jié)可控。專家還介紹到，在客戶拿到無線充電發(fā)射器制造證書和ID后，意法半導體可以作為數(shù)字證書服務(wù)提供商，在意法半導體的安全工廠內(nèi)幫助客戶完成數(shù)字證書的簽發(fā)燒錄，整個流程在4周左右。

Qi 2.0為意法半導體這樣的廠商帶來諸多機遇與挑戰(zhàn)，不過安全芯片最終還是要服務(wù)于各大廠客戶。值得一提的是，Qi協(xié)議的締約企業(yè)涵蓋多國多領(lǐng)域，可以算是一種“行業(yè)共識”。

Qi最終會不會壟斷無線充電領(lǐng)域？可以肯定的是，它一定不會變成一家企業(yè)獨有的專利技術(shù)。對于意法半導體來說，擁有健康供應鏈且采用IDM制造模式可以長時間在產(chǎn)業(yè)鏈中處于不敗之地，但對于Qi標準，它的對手還有更多。