關於 iPhone 8 無線充電和它是怎樣實現的，看這一篇就夠了

iPhone 8 的預熱早早就開始了。最新的一則消息是蘋果加入無線充電標準聯盟 WPC。對沉寂已久的無線充電行業來說，這不啻於一劑強心針。

早在《爆料：亮瞎眼的 iPhone 8 測試機》一文爆出 iPhone 8 無線充電技術細節的四天前，郝鵬就發現了蘋果新品將用無線充電的蛛絲馬跡。

「2 月 11 日晚上，我在登陸官網查詢的時候，蘋果的名字赫然在列。」郝鵬博士是楚山電子創始人和 CEO，同時也是 WPC 成員，公司近期剛獲得天使+輪投資。他當晚的朋友圈截圖也被圈內外的朋友大規模轉發。蘋果是消費電子行業當之無愧的巨無霸，它的引導作用毋庸置疑。

回溯歷史你會發現，蘋果向來在新技術新標準上激進超前，近有 MacBook 強行吃下 USB-C，遠有摒棄軟盤、光碟機和機械硬碟。與此同時，很多技術和標準的流行普及也仰賴於蘋果的推廣。無線充電行業近幾日的興奮就不難理解了。當然，蘋果也不是萬金油。這就是另一個話題了。

在這一簡單的事件背後，其實還有不少值得推敲的技術細節，比如在主流的兩大無線充電聯盟中，蘋果為什麼選擇 WPC，以及 iPhone 8 到底會使用哪一種無線充電標準；更關鍵的是，蘋果能在多大程度上改善無線充電的使用體驗，而不致顯得雞肋。這些疑問都將會在下文中得到解答。

磁感應，還是磁共振

先來解釋下磁感應和磁共振的基礎知識。兩者應用的都是電磁感應原理。

法拉第鐵圈實驗示意圖：左邊線圈磁通量的改變，會在右邊線圈感應出電流。

電磁感應是發電機、變壓器等多數電力設備操作的基礎。它的發現人是邁克爾·法拉第（對，賈躍亭「造車」公司的名稱就來源於此）。下面是維基百科的解釋：

電磁感應（Electromagnetic induction），是指放在變化磁通量中的導體，會產生電動勢。此電動勢稱為感應電動勢或感生電動勢，若將此導體閉合成一迴路，則該電動勢會驅使電子流動，形成感應電流（感生電流）。

說得簡單一點：左邊線圈磁通量的改變，會在右邊線圈感應出電流。把左右兩邊線圈拍扁壓平，接收線圈放在手機背面，發射線圈連接電源，你就得到了一個原始的無線充電裝置。第一代的磁感應無線充電器便是這麼來的。

缺陷是因為缺少了磁性材料的束縛，發射線圈的部分磁通就不會經過接收線圈，術語叫耦合度低。所以需要手機和無線充電器對齊貼緊。否則會遇到手機明明放在充電器上了，一覺醒來沒有充進電的尷尬。

磁共振無線充電器則是用諧振器件（電感和電容）使發射端和接收端達到特定頻率，從而產生磁場共振，進而闡述能量，優點是傳輸效率高。關於傳輸效率這一點可以參照共振現象來理解：軍隊步伐整齊通過橋樑，橋塌了。

此外，磁共振技術還具有傳輸功率高的特點，商用領域可以達到 1000W 以上，而且方便做到一對多同時充電。缺點是成本較高，目前大眾熟知的是 Airfuel 旗下的 6.78MHz 磁共振技術標準。6.78MHz 也成了WPC 和 Airfuel 之間的關鍵差異，具體下文闡述。

6.78MHz 的原罪

說起磁感應和磁共振兩種無線充電方式，不少人傾向於把 WPC（Wireless Power Consortium）與 Airfuel 對立。其實不然，兩者均有磁感應和磁共振協議。Airfuel 由 A4WP、PMA 合併而來。合併之前 A4WP 的主導技術標準是磁共振，而 PMA 使用的則是磁感應，兩者合併之後 Airfuel 把磁共振當成了包裝的重點。

WPC 是目前最大的無線充電聯盟，會員數量超過 200 家，其中有諾基亞、HTC、LG、索尼、三星、高通還有新近加入的蘋果。它在 2010 年制定公布的 Qi 規範是目前應用範圍最廣的無線充電標準，支持的產品超過 1300 余種。前文提到的楚山電子亦是 WPC 成員。

原 A4WP 的成員則有高通、三星、Duracell Powermat 和英特爾等；PMA 則得到了星巴克、Google 和 AT&T 的支持。需要特別說明的是，「買基帶送晶元」的高通在三個聯盟中都有參與，它既是 A4WP 創始會員，也是 WPC 董事會成員和 PMA 資深領導會員。三星是另一個騎牆派。2014 年 A4WP 和 PMA 合併之後，它在 Airfuel 和 WPC 中均有參與。

早前大部分的 Qi 產品都是磁感應式。而在在最新的 Qi 1.2 標準除了加入對多裝置充電的支持，也納入了磁共振技術，充電功率增加到 2000W。郝鵬告訴 PingWest 品玩（微信號：wepingwest），Q1.2.2 規範中，涉及的磁感應頻率在 87～205KHz。《爆料：亮瞎眼的 iPhone 8 測試機》一文中提到 iPhone 8 測試機的磁性材料頻率大概為 300KHz，稍高於 Q1.2.2 中的規範。

鑒於該規範中對磁共振頻率並沒有明確規定。所以不排除蘋果 iPhone 8 會使用磁共振技術實現無線充電。「極有可能。」在 WPC 框架下做 KHz 級磁共振無線充電解決方案的郝鵬對於這點信心頗足。以蘋果對用戶體驗的苛刻，它很難容忍對不齊無法充電這件事的。在私下溝通時，WPC 主席告訴郝鵬，Qi 1.2 之所以加入磁共振技術支持，原因有兩個，一是給低功率的產品提供更大的空間自由度，主要是縱向距離，二是提供更大的功率。

蘋果其實在 Apple Watch 兩代產品中已經使用了無線充電技術，而且也是基於 WPC 框架，只不過並未兼容通用無線充電器。這兩代產品也為蘋果做了技術上的積累。就像 iPhone 6 便加入了體積碩大的線性制動器（振動器），直到下一代的 iPhone 6s 才開放觸覺反饋功能。iFixit 當時在拆解 iPhone 6 時一度懷疑蘋果為何要做這麼重的一個振動器。聯想副總裁常程告訴 PingWest 品玩（微信號：wepingwest），這單顆振動器的成本高達 3 美元。搶先上馬觸覺反饋的 Android 手機品牌技不如人也就情有可原了，成本壓力是實實在在的。

為什麼蘋果沒有加入 Airfuel，而是選擇了 WPC？除了它已經基於 Qi 框架給 Apple Watch 做無線充電功能外，另一個原因是，Airfuel 規範下磁共振的頻率固定為 6.78MHz（相比之下 WPC 標準是一個頻段區間 87～205KHz）。

6.78MHz 是免費 ISM（Industrial Scientific Medical）中最低的頻率。Wi-Fi 為 5GHz/2.4GHz，Bluetooth/ZigBee 2.4GHz，以及 RFID/NFC 13.56MHz，這些ISM頻段都免費試用。其它頻段，比如廣電信號，是付費的；甚至軍用頻道，更不會開放。

該頻率與 NFC／RFID 的 13.56MHz 是整數倍的關係，兩者之間會產生強烈的信號干擾。這基本上已經是行業里公開的秘密了。想必蘋果不會對 Apple Pay 支付體驗置之不顧。而且由於高頻磁共振的技術實現難度過高，迄今為止，並沒有 Airfuel 磁共振產品大批量商用。

如此尷尬的 6.78MHz 怎麼就成了 Airfuel 的標準？這要追溯到 MIT 2007 年關於磁共振無線充電技術的一項著名實驗。此次試驗也被認為是第一次現代意義上的無線充電。項目小組 WiTricity 隔著兩米的距離點亮了一個 60W 的燈泡，效率達到 45%，頻率 9.9MHz。後來項目組以同樣的名字公司化運作，並在 2011 年獲得豐田投資。

儘管存在一些缺陷，並不意味著 Airfuel 全然沒有機會。它的優點在於長距離。這是很多創業者和研究機構正在探索的方向。想像一下當下越來越流行的以特斯拉為代表的電動汽車，停車即可充電，家中裝上無線充電裝置，隨時隨地充電，告別續航焦慮。

至於蘋果 iPhone 8 無線充電技術會達到什麼樣的水準，可以參照一下楚山電子現在的技術水平：3～5cm 有效充電距離，充電效率 80% 左右，目前已經有樣機（Airfuel 磁共振方案的效率是 85%，但這只是實驗室數據且目前並沒有商用產品，難以驗證）。郝鵬認為，iPhone 8 的無線充電發射功率可能會在 20W 以上。作為對比，iPad 配備的充電器的功率只有 10W。

無線充電的春天真的來了嗎？

「最近深圳廠商瘋狂找我們，銷量也開啟了。」

楊柏潔是北京一位無線充電領域的創業者，現在已經做了面向消費者的麥極客無線充電套裝。蘋果加入 WPC 的消息同樣帶給他不少觸動。「我個人判斷蘋果不會用（兼容） Qi，不過無線充電的市場要起來了。」他這樣告訴 PingWest 品玩（微信號：wepingwest）。

「你看前幾年三星做無線充電，沒有人跟。國內廠商一概不做。蘋果一入場，情況就大不一樣了。」

對此，郝鵬的評價更直接，「當 iPhone 上了無線充電，這才是決定性的。現在正處在市場爆發的前夜。」

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