Qi 標(biāo)準(zhǔn)會(huì)壟斷無(wú)線充電領(lǐng)域嗎？

最近的上海MWC上，意法半導(dǎo)體帶來(lái)了多款無(wú)線充電產(chǎn)品，其中一款應(yīng)用在無(wú)線充電認(rèn)證領(lǐng)域的芯片STSAFE IC引起記者注意。據(jù)意法半導(dǎo)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(dú)立安全機(jī)構(gòu)審核的先進(jìn)的安全技術(shù)，并通過(guò)了安全標(biāo)準(zhǔn)Common Criteria EAL5+ AVA_VAN 5 的認(rèn)證。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，STSAFE IC安全芯片可以附加在充電設(shè)備中，只有當(dāng)充電設(shè)備和手機(jī)相互匹配，也就是同為Qi充電協(xié)議認(rèn)證產(chǎn)品，無(wú)線充電才可以進(jìn)行。盡管該方案能有效保證無(wú)線充電的安全進(jìn)行，但也不禁讓人想起某些私有協(xié)議對(duì)于充電產(chǎn)品的限制，更有意思的一點(diǎn)在于，各大手機(jī)品牌幾乎都是Qi協(xié)議的推動(dòng)單位。

本次媒體會(huì)上，意法半導(dǎo)體帶來(lái)了好消息，Qi協(xié)議將更新至2.0，據(jù)意法半導(dǎo)體技術(shù)專家介紹，過(guò)去的Qi 1.3版本協(xié)議支持5W和15W無(wú)線充電，升級(jí)至Qi 2.0后，不但可以支持15W大功率無(wú)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(wú)線充電安全認(rèn)證？

Qi的發(fā)展

如今我們說(shuō)到特斯拉，總能想起街上一輛輛科技感電動(dòng)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(shuō)是無(wú)線充電這種方式，也和特斯拉緊密相關(guān)，但這個(gè)特斯拉是歷史上那個(gè)與發(fā)明大王愛(ài)迪生齊名的無(wú)線電與交流電發(fā)明者——尼古拉·特斯拉。

無(wú)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(guò)發(fā)射端線圈產(chǎn)生的變化磁場(chǎng)，使得設(shè)備端線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流以實(shí)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(lái)。

無(wú)線電技術(shù)對(duì)人類通信的重要性不置可否，如今，無(wú)線充電早也已深入廣大消費(fèi)者的生活中。例如無(wú)線充電的手機(jī)，鼠標(biāo)，鍵盤等，未來(lái)甚至還會(huì)有無(wú)線充電的新能源汽車。盡管無(wú)線充電十分便利，但實(shí)現(xiàn)它依舊面對(duì)很多難點(diǎn)與挑戰(zhàn)。例如：如何解決無(wú)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(wú)線充電對(duì)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(wú)線充電聯(lián)盟（Wireless Power Consortium, WPC）成立，成員包括中、美、日、荷等9個(gè)國(guó)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(wú)線低功率充電國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。Qi無(wú)線充電標(biāo)準(zhǔn)就是WPC指定的標(biāo)準(zhǔn)之一。

Qi誕生于2010年，初代標(biāo)準(zhǔn)，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(biāo)準(zhǔn)的制定奠定基礎(chǔ)。

2021年，Qi 1.3標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)，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(dǎo)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(yàn)證功能分為BPP與EPP兩個(gè)級(jí)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(duì)協(xié)議層和FOD進(jìn)行擴(kuò)展或分級(jí)。

今年，Qi 2.0馬上來(lái)了。據(jù)官方資料介紹，Qi 2.0全新支持MPP驗(yàn)證，支持更高的工作頻率，理論充電速率能達(dá)到15W。在鑒權(quán)方面，Qi 2.0的通信量也更大，解碼響應(yīng)速度更快。不過(guò)要想通過(guò)Qi 2.0認(rèn)證就必須通過(guò)級(jí)別更高的EPP或MPP認(rèn)證。

Qi如何確保安全

從Qi標(biāo)準(zhǔn)指定的起點(diǎn)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(biāo)準(zhǔn)的，安全認(rèn)證芯片應(yīng)運(yùn)而生。

據(jù)意法半導(dǎo)體技術(shù)專家介紹，本次推出的認(rèn)證芯片其實(shí)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(jiàn)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?yàn)樗哂形ㄒ坏腎D號(hào)以及對(duì)應(yīng)的加密算法。目前安全芯片可以被用來(lái)作為品牌保護(hù)、通訊保護(hù)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(wú)線充電產(chǎn)品廠商需要注冊(cè)成為WPC會(huì)員，WPC會(huì)提供PTMC碼以及Qi ID。以意法半導(dǎo)體為例，意法半導(dǎo)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(jìn)芯片中。意法半導(dǎo)體技術(shù)專家表示，作為一個(gè)IDM廠商，意法半導(dǎo)體具有完整的設(shè)計(jì)生產(chǎn)流程，在產(chǎn)品供應(yīng)上具有很多優(yōu)勢(shì)，其中包括更低的成本與更優(yōu)質(zhì)的質(zhì)量。

Qi的機(jī)遇與挑戰(zhàn)

對(duì)于意法半導(dǎo)體來(lái)說(shuō)，Qi 2.0帶來(lái)了更多的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。

首先就是越來(lái)越多的手機(jī)以及穿戴設(shè)備都將配備無(wú)線充電功能，除了上文提到的手機(jī)，鼠標(biāo)，鍵盤等，在汽車中也需要無(wú)線充電裝置來(lái)幫助駕駛員與手機(jī)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(wú)線充電的應(yīng)用場(chǎng)合，都需要WPC-Qi規(guī)范測(cè)試和安全認(rèn)證，也就必須要搭載相應(yīng)的硬件安全芯片，這對(duì)于意法半導(dǎo)體來(lái)說(shuō)是一個(gè)廣闊的市場(chǎng)。

相應(yīng)的，Qi 2.0也同樣給意法半導(dǎo)體帶來(lái)諸多挑戰(zhàn)。在完成認(rèn)證的同時(shí)還要做到保護(hù)客戶隱私與數(shù)據(jù)安全是一項(xiàng)重點(diǎn)。意法半導(dǎo)體技術(shù)專家表示，他們?cè)谠擃I(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(cè)到燒錄都在自己的工廠進(jìn)行，各個(gè)環(huán)節(jié)可控。專家還介紹到，在客戶拿到無(wú)線充電發(fā)射器制造證書和ID后，意法半導(dǎo)體可以作為數(shù)字證書服務(wù)提供商，在意法半導(dǎo)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(gè)流程在4周左右。

Qi 2.0為意法半導(dǎo)體這樣的廠商帶來(lái)諸多機(jī)遇與挑戰(zhàn)，不過(guò)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(guó)多領(lǐng)域，可以算是一種“行業(yè)共識(shí)”。

Qi最終會(huì)不會(huì)壟斷無(wú)線充電領(lǐng)域？可以肯定的是，它一定不會(huì)變成一家企業(yè)獨(dú)有的專利技術(shù)。對(duì)于意法半導(dǎo)體來(lái)說(shuō)，擁有健康供應(yīng)鏈且采用IDM制造模式可以長(zhǎng)時(shí)間在產(chǎn)業(yè)鏈中處于不敗之地，但對(duì)于Qi標(biāo)準(zhǔn)，它的對(duì)手還有更多。