自從人手一台智慧型手機後，出門在外你是否常說這句話：「手機快沒電了，線借我充一下好嗎？」 根據市調機構 IHS iSuppli統計，2012年已有超過500萬台電子裝置搭載無線充電功能，更預測2015年時將會突破1億台。雖然2013年全球無線充電市場規模僅約2億美元，但未來四年將呈現40倍的巨幅成長，2018年時達到80億美元！
無線充電到底有多夯？截至 2013 年底，全球約有62支手機支援無線充電，HTC、Nokia、Google都推出內建無線充電的智慧手機；蘋果公司（Apple）即將推出的iPhone 6及iPad Air 2，也傳出會採用無線充電。無線充電雖然不是新技術，主因是輸出功率技術上的突破，讓各大廠相繼決定大量採用無線充電。今年Computex上，英特爾（Intel）展示全新的無線傳輸及無線充電技術，能透過桌面對筆電、平板傳輸電力，當然也能大量應用在穿戴裝置上。
雖然無線充電產業看似商機無限，但至今仍未有一套標準的共同規範，以致於全球大廠商各組聯盟對陣的局面。唯有突破規範標準障礙，商業化運用才能更普及。
磁感應（magnetic induction）VS.
磁共振（magnetic resonance）
無線充電解決方案可分為直接將裝置放在充電板上的「磁感應」方式，以及非接觸性充電的「磁共振」方式。磁共振需要多項技術支援，且費用較高，若要商用化需要較長時間；相對來說使用磁感應技術的成本較低。
三大陣營目前現況
目前無線充電共有三大聯盟，採取磁感應技術的無線充電聯盟（ Wireless Power Consortium ，簡稱WPC ） 和電力事業聯盟（ Power Matters Alliance ，簡稱PMA ） ，另一個無線電源聯盟（ Alliance for Wireless Power ，簡稱A4WP ）則是採取磁共振技術。
表一、無線充電三大技術聯盟
項目
無線充電聯盟 WPC
無線電源聯盟 A4WP
電力事業聯盟 PMA
聯盟全名
Wireless Power Consortium
Alliance for Wireless Power
Power Matters Alliance
成立時間
2008
2012
2012
基礎技術
磁感應
磁共振
磁感應
規範標準
Qi
Rezence
PMA
主要成員
Qualcomm、Samsung、Panasonic、Sony、Philips、 HTC、Haier、Google、TDK、Microsoft、MediaTek等213家公司
Qualcomm、Samsung、Intel、Dell、Broadcom、WiTricity、 TI、NXP、HTC、LG、SanDisk
Duracell Powermat 發起，已有超過100個會員，目前得到了Google、AT&T 、星巴克、麥當勞的加盟
應用主力
智慧型手機
NB、平板電腦或其它消費電子設備
於連鎖通路提供無線充電設備
資料來源：WPC、A4WP、PMA官網 吳碧娥／整理
觀察目前的發展趨勢，WPC擁有最多的會員數量，產品導入市場的進度也最快；雖然WPC是磁感應技術起家，現在也正積極訂立磁共振的充電標準，朝向磁感應與磁共振的雙模充電方案，此舉讓原本就擁護磁共振的A4WP和支持磁感應的PMA同時倍感威脅，反倒促成A4WP和PMA決定攜手合作，共同制衡WPC一家獨大。
根據A4WP和PMA雙方協議書內容，A4WP採用PMA的磁感應標準規範，將可同時支援多模磁感應和磁共振的無線充電技術；而PMA則採用A4WP的Rezence作為單模與多模充電時，發送端（TX）和接收端（RX）的磁共振技術標準規範。此外，雙方也將合作研發開放平台，用來管理整個無線充電網路服務。
台廠相繼投入產品開發 先壓寶WPC陣營
由於WPC最早制定出Qi標準，商業應用的發展也最快，除了IC設計龍頭聯發科三大陣營都加入之外，台廠IC設計和微控制器廠商幾乎都選擇「西瓜偎大邊」，消費IC設計公司淩通、微控制器廠盛群及鍵盤控制晶片廠迅杰，均已投入無線充電晶片開發，不約而同選擇送WPC認證。聯發科在2011年就開始研究無線充電晶片，並與美國無線充電技術公司Witricity簽署技術授權協議；凌通則是台灣第一家取得WPC Qi認證的IC晶片廠，目前已開始接單和量產。
富達通在2014年第二季推出業界首款雙模無線充電發射器，可搭配符合WPC Qi標準的無線充電接收器，採用5瓦功率為智慧型手機充電外，更申請中大功率無線充電接收器專利，實現最高達100瓦功率的應用，充電效率達80%以上，此規格已大幅超前Qi陣營，可望提早布局電動工具、電動機車與掃地機器人等中功率應用市場。
表二、IC台廠無線充電發展現況
IC 廠商
無線充電目前進展
隸屬聯盟
聯發科
多模無線充電解決方案MT3188順利通過WPC聯盟的Qi認證，消費者可將具無線充電功能的手機及平板電腦等裝置放在無線充電墊上任何位置充電，一個充電墊也可同時為多個裝置充電。
產品同時相容於WPC、A4WP及PMA
凌通
8位元MCU微控制器產品已在2013年取得WPC的Qi認證，並於第2季開始獲得訂單，為國內最早量產出貨的無線充電晶片廠，主要客戶為中國白牌手機。
WPC，未來可能發展支援PMA標準的解決方案
盛群
新版的無線充電IC已送國內相關認證機構進行先期測試，預計6月能通過測試，將拚今年Q3通過WPC認證，可望於今年Q4量產，會先從傳送電源的發射端(TX)產品開始出貨。
WPC
迅杰
迅杰推出WM6651與WM1211 兩種控制IC，接收端以及發射端方案齊備，可客製化提供大線圈或標準型線圈的選擇外，轉換功率達72～75％。
WPC
資料來源：各業者/吳碧娥製表
國際大廠朝多模解決方案邁進
不同於台廠必須先選邊站，國際大廠擁有更豐富的資源和資金，研發趨勢則朝多模化的解決方案進行，美國高通（Qualcomm）、博通（Broadcom）及德州儀器（Texas Instruments）均同時身為三大陣營的會員，產品佈局也是朝向能夠相容於Qi、Rezence、與PMA三種標準中。台灣目前僅有聯發科宣佈開發出多模無線充電解決方案，無論是感應式或共振式無線充電都能適用，這也是現今無線充電IC的發展重點。
表三、美國大廠無線充電發展現況
廠商
無線充電目前進展
隸屬聯盟
Qualcomm
Qualcomm早在2008年開始佈局無線充電，是首批獲得Rezence認證的公司，包括無線功率接收器WPR3401A、小型終端發射器WPR3501A和多終端發射器WPR3502，相關終端產品可望在今年上市。
WPC、A4WP及PMA
Broadcom
Broadcom新推出支援無線充電技術的電源管理單元晶片（PMU）BCM5935，能夠從Rezence、Qi與PMA等3種標準中，自動選擇適當的規格運作（也可改用單一模式作業），以便相容於採用不同充電標準的設備，電源轉換效率可達88％。
WPC、A4WP及PMA
Texas Instruments
TI 最新 推出的bq51020 與 bq51021 單晶片 5 瓦接收器，電源轉換效率達96％，大幅降低 50% 的功耗、溫度減少35％，可以更高效率為符合 Qi 標準的手機、平板電腦以及行動電源等電子設備充電。
WPC、A4WP及PMA
Apple
Apple的無線充電專利是透過磁共振原理，不需要透過充電板或電源線，即可讓行動裝置可在1公尺內無線充電應用，即使任意移動充電裝置，也不會影響充電效率。
獨立規格
資料來源：各業者/吳碧娥製表
無線充電終端產品應用 提高功率是關鍵
在消費性電子產品應用上，無線充電技術已成為新一代智慧型手機的特色，現有無線充電方案多從高階產品優先導入，內建或是搭配擴充配件升級無線充電方案。目前Nokia、HTC、LG等手機大廠都是採用WPC的Qi標準，據 WPC 宣稱，目前全球累計已有超過2,000 萬個具Qi 認證的無線充電產品出貨。在2014 年COMPUTEX 中，也是Qi 方案、線圈、充電基座設計方案產品為多。 但無線充電要能降低成本門檻，才能進一步導入中低階手機擴大應用範圍。
除了智慧型手機外，無線充電技術應用領域正加速擴大。無線充電標準制定組織與晶片業者正致力於提高輸出功率，WPC已完成中功率標準規範，2014年開始進行相關產品認證，很快即可看到支援中功率標準的終端產品上市，下一階段分別鎖定30瓦、90瓦及120瓦應用，未來更多電子裝置都能具備無線充電功能，像是英特爾〈Intel〉就宣布要在今年底推出配有無線充電功能的Ultrabook。
無線充電專利申請 美國持續大幅領先
根據WPC的專利授權政策，針對5W以下的低耗能接收器，在2014年之前均免除專利授權使用費；如果終端市場在2014年底已安裝的總數達到5,000萬套，專利授權將繼續提供免費使用。若啟動專利授權收費，也要遵循RAND原則，也就是公平、合理和非歧視性的進行授權，避免不當壟斷阻礙產業正常發展。另一方面，A4WP組織的白皮書也宣示，成員內部之間的授權專利同樣應遵循RAND原則；對外的專利授權，則由各成員公司按照自己的規則對外授權。
北美智權報早在64期文章《跨時代技術 ─ 無線充電專利大戰 美日韓領先》 一文中，即針對無線充電專利佈局進行分析。本文繼續以wireless power及wireless charging作為搜索關鍵字，統計在美國專利商標局（USPTO）已獲證並已公告的專利數據，為了排除相關度不高的專利內容，若以題目（Title）和請求項（Claims）都包括wireless power為條件，已獲證的專利數量為117件，其餘統計數量請見表四。
表四、無線充電在美國已獲證之專利數量
關鍵字
搜尋條件
專利數量
wireless power
Title AND Claims
117
wireless charging
Title AND Claims
30
wireless power
Claims
316
wireless charging
Claims
69
wireless power
Title
155
wireless charging
Title
43
資料來源：USPTO 資料庫版本至2014/06/17
吳碧娥／製表
進一步分析這117件專利，美國以38件居冠，其中美國QUALCOMM 19件，以電路、充電電路裝置、近場傳輸系統為主；韓國Samsung和日本TDK各11件打平，美國Broadcom也有10件專利獲證。
表五、以國別統計在美國獲證之無線充電專利數量
專利權人
國別
數量
QUALCOMM Incorporated
美國
19
Samsung Electronics Co., Ltd.
韓國
11
TDK Corporation
日本
11
Broadcom Corporation
美國
10
Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd.
日本
6
Panasonic Corporation
日本
5
Access Business Group International LLC
美國
5
Omnilectric, Inc.
美國
4
Electronics and Telecommunications Research Institute
韓國
3
Fujitsu Limited
日本
3
搜尋條件：Title AND Claims —wireless power
資料來源：USPTO 資料庫版本至2014/06/17
接下來若以國別（Assignee Country）來搜尋無線充電專利，結果顯示美國遙遙領先，日韓相互抗衡的局勢仍舊不變。
表六、以國別區分之無線充電相關專利統計
國別
wireless power
wireless charging
美國
179
29
日本
36
3
韓國
32
10
台灣
3
11
大陸
2
4
總計
252
57
搜尋條件：Claims—wireless power/ wireless charging + Assignee Country
最後從IPC分類來看，申請數量最大宗落在分類號H01F，大部分專利技術領域均集中在變壓器、電抗器或扼流圈的電特性之電路；其次是H02J，用於充電或是負載供電的電路裝置；以及運用在磁感應的傳輸系統（H04B）。
表七、以IPC國際專利分類看無電充電已獲證之美國專利數量分佈 2014/06/17
分類號
內容
專利數量
H01F
磁體；電感；變壓器；依磁性能選擇的材料
39
H02J
供電或配電之電路裝置或系統；電能存儲系統
16
H04B
傳輸系統
12
H01M
用於直接轉變化學能為電能之方法或裝置，例如電池組
5
H02M
交流與交流之間，交流與直流之間，或直流與直流之間及用於電源或類似的電力系統之變換設備；直流或交流輸入功率轉變為浪湧功率輸出
4
G05B
一般的控制或調節系統及其功能單元；用於系統或單元之監視或測試裝置
4
H01P
波導；諧振器，傳輸線或其他波導型器件
3
H01Q
天線
3
G08B
信號裝置或呼叫裝置；指令發信裝置；報警裝置
3
H05K
印刷電路；電氣設備之外殼或結構零部件；電氣元件組件之製造
3
A61N
電療；磁療；放射療；超音波療
2
F16C
軸；軟軸；曲軸機構之元件；除傳動元件以外之轉動部件；軸承
2
G01J
紅外光、可見光、紫外光強度、速度、光譜成分，偏振、相位或脈衝特性之測量
2
G05F
調節電變量或磁變量之系統
2
G06F
電子數位資料處理
2
G07F
投幣式設備或類似設備
2
IPC國際專利分類第8版(200601)，僅列出獲證專利兩件以上之分類
過去受限於標準未統一、充電效率不理想及成本因素，無線充電一直是叫好不叫座，2014年隨著技術的進步以及多模方案的成熟，擺脫線纜的束縛是消費電子產業必然的發展趨勢，無線充電應用將從手機往NB、平板、車用裝置等多面向滲透，可望成為今年市場的新熱點。IC設計產業一向是台灣的優勢，應把握行業巨擘大廠引領的帶動效應，提早佈局在產業鏈中佔有一席地，共同搶食無線市場市場大餅。
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