中長距非耦合技術興起　RF/紅外線分搶無線充電商機

隨著無線充電技術演進，其在行動裝置市場的滲透率也不斷提升。除了目前主流的電磁感應技術外，近年也有許多廠商投入非耦合式(Uncoupled)無線充電技術，如Cota、Energous、Powercast與Wi-Charge等公司相繼投入基於射頻(Radio Frequency, RF)、紅外線(Infrared Ray, IR)的中場/遠場無線充電技術。而市場調查機構也指出，2019年會有越來越多產品導入非耦合無線充電技術。

根據市場調查機構IHS日前發布的預測，2023年無線充電的接收器/發射器的年出貨量，將從2017年的4.5億台成長至22億台。雖然這段期間，市場仍會由基於電磁感應的無線充電技術主導，但是該報告指出，2019年開始無線充電的應用與產品都會越來越廣泛、多元，部分產品也將導入非耦合式無線充電技術，透過RF或紅外線技術為裝置供電。

RF無線充電技術

RF無線充電技術運作方式與Wi-Fi技術十分相似，只是前者是傳輸電力，而後者則是用以進行資料傳輸。RF無線充電技術透過無線電波的方式傳送電力至接收端，接收器會透過天線接受射頻訊號，再將之轉換為電力。RF技術可同時為範圍內多個裝置充電，但目前其傳輸功率較低(約5W)，使得應用端產品功能受到局限。

目前投入RF無線充電技術的廠商包括Cota、Energous以及Powercast，而這些廠商除了積極將技術導入多種應用內，也致力於降低充電系統的成本，並提升其傳輸功耗與訊號指向性。

借力5.8GHz頻段　推升RF無線充電效能

Ossia的Cota Tile充電系統最初是採用2.4GHz的頻段進行功率傳輸，一個發射器的傳輸距離可達30英呎(約10公尺)。而為進一步提升RF無線充電效率並縮減發射器與接收器尺寸，Ossia持續投入5.8GHz的RF無線充電技術開發，讓系統在5.8GHz的ISM頻段中運作，藉由性能的優化及成本的減低開拓新的應用。

Ossia創辦人兼技術長Hatem Zeine說明，5.8GHz無線充電系統在技術上不僅改良了發射器與接收器尺寸上的靈活性，同時也優化了RF無線充電技術的指向性功能。隨著採用的頻段越高，元件的尺寸也會越來越小，因此採用較高頻率的無線充電系統可在同尺寸的發射器中容納比低頻系統更多的天線，並增加發送至接受器的功率；換言之，製造商可利用5.8GHz無線電波技術縮小發射器尺寸，同時還能提供與2.4GHz系統相同的充電功率。

此外，5.8GHz無線充電系統可支援指向性的無線電力傳輸。因高頻無線電波的訊號波長較短，相較於低頻段，高頻段的功率訊號具備更強的集中性，可提升傳輸效率與準確性，使接收器接受到更多的功率。而利用高頻無線電波波長較短的特性，製造商亦可縮小充電系統接收器尺寸，以適用於當今可用的電池大小。

據了解，Cota充電系統可為傳輸範圍內的多個設備進行充電，且即使設備正在移動中或不在發射器的直線可視通訊距離(Line of Sight)內，仍可進行電力傳輸。

Ossia執行長Mario Obeidat表示，隨著RF充電技術的演進與系統成本的降低，該公司也期望能開拓更多新的應用領域，例如：電子貨架標籤(Electronic Shelf Label)應用，或者是現有智慧型手機充電殼的改良。

首款RF無線充電遊戲周邊

除了Ossia，Powercast也投入RF無線充電技術開發，並在近日發表基於RF技術的無線充電Nintendo Switch Joy-Con專用握把。而這也是市面上首款無須連接到插座或充電板的遊戲周邊，可直接透過該公司推出的RF訊號發射器PowerSpot為設備充電。

據了解，PowerSpot RF無線充電發射器已通過美國FCC與加拿大ISED的認證，其等效全向輻射功率(EIRP)為3W，使用者須將發射器連接到家中電源插座，再透過發射器來為範圍內的握把供電，不過目前僅能支援約60公分內的裝置。Powercast營運長暨技術長Charles Greene表示，該公司未來將持續投入RF無線充電技術的優化，目標是實現真正的遠場無線充電，並為範圍內30台以上的裝置供電。

紅外線無線充電技術

紅外線無線充電技術的運作方式，是將發射器連接至標準電源，發射器會利用聚焦紅外線光束傳輸能量給附近的接收器，並透過接收器內的微型太陽能電池將紅外線轉換成電力，來為裝置供電。使用者可將接收器直接內嵌在裝置中，或者透過裝置既有的充電埠外接接收器。

目前是市場上投入紅外線無線充電技術的包括以色列新創公司Wi-Charge，其自2012年成立以來，即致力開發紅外線無線充電技術，並將之導入照明系統中，實現用燈具充電的願景。

據了解，Wi-Charge紅外線無線充電技術已通過美國FDA認證，可同時為距離發射器10公尺內最多3個裝置供電，傳輸功率最高可達3W。此外，該產品具備擴充性，使用者可組合多個發射器來提升覆蓋範圍。不過，接收器須在發射器的可視範圍內，一但傳輸路徑遭遮蔽傳輸就會中斷，待路徑暢通後，充電系統會自動恢復供電。

除了與瑞士照明公司Monolicht合作，將紅外線發射器導入照明面板中，作為充電系統的發射端，在接收端方面，Wi-Charge也與智慧中控系統廠商展開合作，將紅外線無線充電的接收器內嵌在智慧門鎖中，取代過往透過電池的供電方式，提升應用靈活性與便利性。不過，由於目前紅外線充電技術的供電功率有限，導致應用端擴充受到限制。

此外，該公司也在日前宣布展開「OEM計畫」，提供合作廠商無線充電套件，包括無線充電發射/接收器模組、參考設計以及軟體升級等服務，盼能藉此將無線充電系統導入智慧型手機充電系統、音響系統、家庭監控系統以及其他創新產品中，提升智慧家庭系統布建的便利性。

談到長距離無線充電技術的市場發展，Wi-Charge市場總監Yuval Boger表示，無線充電技術的滲透率將會不斷提升，幾年後，不支援長距離無線充電的裝置，可能就跟不支援Wi-Fi技術的筆記型電腦一樣，少之又少。