今天，小米首發了移動端的隔空充電技術，手機無需放在充電板上，拿著玩遊戲、躺在床上刷網頁的時候都可以充電。

摩托羅拉也在今天一大早搶在小米前一個多小時展示了自家的隔空充電技術，其充電發射器更加小巧。2017 年 iPhone X 剛剛釋出時，手機無線充電功率僅為 7.5W，僅僅三年多過去，小米在去年 10 月將手機無線充電功率推升至 80W。

目前華為、OPPO 量產的無線充電功率在 40W 左右，小米為 50W，在無線充電功率達到了有線充電水平之後，隔空充電這種 “真無線”充電方式可能將成為了下一個技術突破口。

其實無線充電技術原理最早被證實可行是在 2007 年麻省理工學院的實驗室裡，研究員利用銅製線圈作為電磁共振器，實現了無線電力傳導。但直到 10 年後，蘋果才將技術落地在了手機裡，可見無線充電技術實現商用量產，其難度之大。而更進一步的隔空充電，概念提出也有七到八年的時間。為什麼今天摩托羅拉、小米接連發布隔空充電技術，隔空充電技術應用與手機的背後，究竟需要突破哪些技術難題，隔空充電領域有哪些行業 “老炮”？隔空充電技術，又是否會成為無線充電產業的下一個里程碑？

01. 無線射頻技術是未來，“效率高、充的準”是關鍵

其實無線充電技術主要分為三個大類，電磁感應技術、電磁共振技術和無線射頻技術。現在我們最常見的，蘋果、三星、華米 OV 等廠商都在使用的無線充電技術就是電磁感應技術，主要通過電磁線圈進行能量轉換和傳遞。比如各類無線充電板、無線充電底座，使用的都是這種技術，而我們熟知的 Qi 標準就是建立在該技術之上。

當然，電磁感應技術發展至今已經比較成熟了，它最大的特點之一就是充電效率高，轉換率通常在 80% 左右，而它的弊端也很明顯，就是手機必須要和充電板緊貼在一起，自由充電距離幾乎為零。

電磁共振技術在充電距離上比電磁感應稍進一步，可以允許 10cm 左右的無線充電，但是充電效率相對較低，轉換率在 70% 左右。目前市面上有一些充電板，允許使用者固定在辦公桌的底部，手機放在桌面上就可以充電，其利用的就是電磁共振技術。

而今天我們看到小米釋出的隔空充電技術，就是一種無線射頻技術，這類技術的原理就是把空間電場作為能量傳輸的媒介，這樣一來在充電距離上能夠有顯著的突破，充電方式也可以變得更加靈活。

▲小米隔空充電方案

小米這套無線充電系統由 144 根天線組成，可以將能量通過毫米波極窄波束的形式傳遞給手機，手機端通過微型信標天線接收，可以在半徑數米的空間內，實現功率為 5W 的遠距離無線充電。摩托羅拉的隔空充電方案中，發射器的體積更加小巧，大約跟常見的無線充電底座大小相當，並且可以同時給多部裝置充電。不過，摩托羅拉並沒有公佈其隔空充電方案的具體功率。

▲左：摩托羅拉隔空充電發射器，右：摩托羅拉隔空充電方案展示

電磁感應和電磁共振兩種無線充電技術其實並非 “真正無線”，仍然需要裝置與充電底座保持較近距離，而無線射頻技術無疑成為未來突破這一限制的主要技術實現路徑。

當然，隔空充電的問題也很明顯，就是充電效率比較低。在無線充電技術路線的選擇上，頗有些 “魚和熊掌不可兼得”的意味。但是，手機用電快，電池容量大，給手機充電，最關鍵的、對體驗影響最大的因素，一定是充電速度，充電速度由功率決定，充電效率低，無疑成為了攔在隔空充電和手機之間最主要的障礙之一。另外，給手機隔空充電的另一大挑戰，就是手機可能會處於不斷移動的狀態，因此對於手機的準確定位就變得十分關鍵。

更準確的定位，也可以對充電效率有明顯提升，避免能量浪費。在智東西與小米快充團隊工程師王彥騰的深入交流中，他認同隔空充電發射端頻率、功率的相關技術，以及對被充裝置精確定位的相關技術，是非常重要的兩點。不過他特別說道，這兩點固然重要，但是這其中有非常多的子項，每一項都在技術上充滿了挑戰。

02. 毫米波也能玩充電，行業 “大佬”仍然美日企居多

無線射頻技術作為無線充電的一種方式，還有一個比較明顯的優勢，就是它所能夠利用的射頻型別非常多樣，包括毫米波、釐米波、紅外線、藍芽甚至是 WiFi 都可以為其所用。因此這也為行業中的企業選擇不同技術路線，差異化競爭提供了便利。在隔空充電領域，美國企業相對起步較早，如 Ossia 和 Energous 都有十年以上的發展歷史。

Ossia 在公眾視野中出現頻率還比較高，他們於 2008 年成立於美國，早在 2013 年底就提出了無線充電的概念，在三年後的 2016 CES 展會上，他們第一次秀出了自己的隔空充電方案——無線充電基站 Cota。

Cota 呈一個桶狀，體積較大，據稱可以在 3 米左右的範圍內，對裝置進行定向充電，並且 Ossia 還特意為這個充電系統設計了一種電池，可以進行隔空充電，這對於居家生活中的各類遙控器十分友好。

Cota 利用的是釐米波技術，最初頻率大約為 2.4GHz，與 WiFi 的頻率十分接近，因此手機並不需要增加多少硬體就可以實現 Cota 隔空充電。這種釐米波隔空充電在充電時要先進行一個類似於 “配對”的過程，與藍芽或 WiFi 配對相似，手機收到 Cota 發出的訊號後，會向 Cota 進行逆向傳送，從而讓 Cota 確認自己的位置，建立傳輸路徑，然後在進行能量的傳輸。

不過這種 Cota 隔空充電的功率僅為 1W 左右，實際利用價值並不高，只是作為一個概念產品進行展示。值得一提的是，有外媒報道，Ossia 曾經與沃爾瑪合作進行了一個試點專案，通過一個嵌在超市天花板上的 Cota 發射器，為大約 1000 個貨架上的電子標籤進行充電。這樣的想法很有創意，從中我們也能看到當時的技術僅對於這種電池容量低、耗電量低，充電需求不高的產品有一定使用價值。

提到無線充電技術，美國 Energous 是一家避不開的巨頭，它成立於 2010 年，成立五年後，就在 2015 年的 CES 展會上展示了自己的 Wattup 無線充電技術，可以在大約 4.6 米的範圍內給多臺裝置進行隔空充電。

Wattup 所使用的是 WiFi 頻段，發射裝置的功率有一定優勢，大約為 10W 左右。值得一提的是，Energous 在 2017 年和蘋果晶片供應商 Dialog 達成合作關係，稱將共同開發超遠距離無線充電技術，並且在 2019 年，他們還與國內手機廠商 vivo 達成了合作，將就無線充電技術展開合作。如今兩年過去了，vivo 也可能在無線充電技術領域憋了大招。

相較於兩家老牌企業，美國另一家成立於 2017 年的年輕創企 GuRu 則大膽使用了毫米波技術，在 2020 年的 CES 展會上，他們推出了一款隔空充電裝置，外形酷似 “檯燈”，將手機放在燈下，就可以進行隔空充電。

據瞭解，GuRu 利用了無線電頻率透鏡（Radio Frequency Lensing）技術，將無線電集中成一束，並通過空氣傳送到安裝了接收單元的手機等裝置中。而無線電頻率透鏡技術，據稱也是隔空充電領域核心的關鍵技術之一。不過 GuRu 的無線充電臺燈無法在有遮擋的情況下為裝置進行充電。

相比於 GuRu，今天小米展示的隔空充電方案則顯得更加成熟，不僅可以實現無遮擋充電，並且充電功率也提升至 5W 左右。5W 的功率放在現在的手機行業中可能有點 “不夠看”，但不要忘了，之前美國這些先發企業所推出的解決方案，大多也僅有 1W-2W 左右的充電功率，其無法在消費電子領域大規模應用的主要原因之一，也是充電效率不具有可用性。

另外，僅僅在一年之前，蘋果 iPhone 標配的充電插頭仍然是 5V 1A，功率也為 5W，可以說，現在隔空充電的功率已經做到了早期有線充電的水平。

03. 大規模落地仍需解決成本問題，消費觀念、標準落地老大難

兩家手機廠商隔空充電技術今天的集中亮相，其實是經過了行業十幾年的漫長技術積累的。不過我們可以看到，不論是展會中的概念產品，還是 ToB 端的小規模商用，隔空充電在消費領域的大規模商用仍然存在許多挑戰。

從小米的演示視訊以及美國企業的案例中我們不難看出，“隔空充電樁”，也就是隔空充電的發射端裝置目前體積還比較大，並且工藝比較複雜，使用的射頻材料也比較昂貴。如何在兼顧發射功率、頻率的基礎上，將成本降到一個合理的範圍內，降到一個消費者可以接收的範圍內，仍然是一大難題。另外，隔空充電的目前演示方案的功率仍然需要進一步提升，並且對於裝置的尋找和定位還要更加精準，因為實際家庭居住環境是十分複雜的，會進一步提升對定位精度的要求。

除了技術上的難題，其實在隔空充電早期發展的過程中，還有許多關於該技術的質疑聲都部分集中在了是否會對人體健康產生影響。早年間許多人甚至認為手機訊號、WiFi 訊號都會對身體產生輻射而影響健康，但實際上這些無線電波對人身體是幾乎無害的。比如毫米波就不同於α、γ和β射線，它不會對照射物體產生化學反應，從而也不會使物體產生任何 DNA 變化。並且目前沒有任何一項實驗資料表明，毫米波的輻射會給人體健康帶來負面影響。

▲非電離型別的輻射和電離型別的輻射

但即便如此，對於消費市場的教育都需要時間，初期使用者對於這種充滿未知的技術抱有一定懷疑也是可以理解的。另一方面，技術的落地離不開行業規則的完善，各個國家也會針對本國情況制定相關法律法規。

以目前情況來看，即使在業內可以稱為元老級別的 Ossia 和 Energous，都沒有在美國本土獲得 FCC 對其使用的所有頻段的技術認證。

中國在無線充電技術領域起步較晚，要追趕的空間還比較大，在行業法律法規的制定上也有更多需要填補和完善的地方。對於今天小米推出的隔空充電技術，智東西也與充電頭網資深業內人士進行了深入交流，他們普遍認為，這次的技術亮相更偏向於概念性。“隔空充電技術在智慧手機領域的商用，仍然需要解決包括安全、法規、成本等一系列問題，保守估計還需要幾年的時間”，充電頭網站長姚倫慧告訴智東西。

04. 結語：無線充電難分勝負，自研技術掰掰手腕

手機無線充電發展的前三年，完成了充電功率飛躍式的提升，從 7.5W 到 80W，提升了十倍有餘。而從 2021 年開始，隨著小米隔空充電技術的釋出，無線充電的方式又發生了顛覆性改變。

無線充電，似乎第一次可以擺脫線纜的束縛，做到 “真無線”。當然，隔空充電技術在充電功率、轉化率、成本、安全、法規等方面還有許多要完善的地方，距離真正商用落地，尚需時日。

不過可以看到，從螢幕到快充，從拍照到晶片，手機核心技術，正越來越多的從純供應鏈技術，走向產業鏈的下游，更多終端廠商開始都更加重視從源頭掌握核心技術，增加自己的自研比重。

毫無疑問，2021 年的智慧手機大戰，在頭部效應凸顯，品牌效應增強的當下，技術仍然是硬通貨。