電池充電技術已正式邁入無線化與快速化的發展階段，特別是在消費性電子領域，導入無線充電與快速充電技術的產品已愈來愈多。現階段，無線充電技術以Qi標準的規格為市場主流，充電功率已可達15W，無線充電聯盟(Wireless Power Consortium, WPC)Qi規格團隊也正積極研議60W的技術規格，期能滿足筆電、工具機和醫療器材等更多應用。
在行動電話、小型家電與穿戴裝置的帶動之下，在2017年無線充電的消費電子設備出貨量比2016年增加了40%(圖1)。無線充電收發器的出貨量皆在持續成長當中。
資料來源：IHS
根據市場調查機構IHS報告統計，在2017年，智慧型手機開始導入無線充電，是推動該市場成長的主要動能。經典的電動牙刷應用，也持續推動小家電的無線充電滲透率。而Apple推出的智慧手表Apple Watch已於2017年開始導入無線充電，可以說是引領了穿戴裝置導入無線充電的潮流，在未來，穿戴裝置將成為帶動無線充電接收器出貨量成長的重要動能。
另一方面，快充技術目前則是高通(Qualcomm)、聯發科、華為、OPPO等大廠各自推廣自家技術，不過在USB開發者論壇(USB-IF)日前宣布USB PD 3.0將支援可編程電源(Programmable Power Supply, PPS)功能後，可望一統快速充電規格，讓快充技術的應用加速普及，並為充電器和相關配件製造商帶來更大商機。
中高階市場為商機
無線充電功能已大舉導入消費電子市場，如今搭載無線充電功能的智慧型手機已非新鮮事。接下來，將更為注重充電速度與效率。儘管無線充電零組件成本高，但在未來，台灣廠商應該將經營重心設定在較為精緻的中高階設備市場，更須時時關注高功率標準制定與新興應用的進展，才能搶得商機。
安富利(AVNET)台灣產品管理經理楊士緯(圖2)分享，在2018年Apple將無線充電功能導入iPhone之後，終端使用者開始慢慢認識到無線充電此一功能，對於該功能的要求以嘗鮮居多，鮮少對於充電效率有過多要求；然而在邁入2019年之後，終端使用者將會對於充電效率、充電速度有更高的要求，也將開始有品牌認同出現。在此階段，楊士緯認為接下來無線充電的機會將是較為精緻的中高階市場，而台灣廠商也應當朝此方向經營。
楊士緯進一步說明，在初期WPC將輸出功率5W以下定位為低功率；5~120W為中功率。然而由於5~120W的功率區間過大，因此在2015年重新將功率輸出化分為5W以下的BPP(Baseline Power Profile)和5~15W的EPP(Extended Power Profile)標準。真正的中功率，則定義為60W以上。
面對中功率的定義發展，有業界人士認為60W的發送端(Tx)也必須向下支援5~15W的充電設備的接收端(Rx)。目前Qi規格的Tx加上Rx一套無線充電模組成本約6~9美元不等，然而，中功率一組成本則有可能高達100美元。因此，為了商業化的成本考量，此路線是否實行依然未成定數。楊士緯說明，現今WPC聯盟已確定將先推出針對廚具、廚房家電市場的高功率(100~2,400W)標準，目前商標與標準名稱已在聯盟投票決議中。
楊士緯進一步預測，自2018年底至2019年初會看到EPP的Tx產品越來越多，65~120W的高功率需求也將在2018下半年逐漸上升；車載的Tx也會逐漸普及。另一方面，儘管穿戴裝置的Tx與Rx普遍有較多客製化需求，但是因為穿戴式裝置對於防水的需求，因此也將成會帶動無線充電滲透率的重要動能。
穿戴裝置帶動未來成長
隨著終端消費電子使用者對於無線充電功能日趨熟悉，該功能在消費電子的滲透率也將隨之提升。目前，帶動相關元件出貨量的設備依然以智慧型手機為主，然而，在未來由於穿戴裝置相關的使用情境相當適合導入無線充電功能，因此，也有望帶動下一波無線充電元件出貨量的成長。
意法半導體類比與微機電產品應用經理周文介(圖3)指出，無線充電於消費性產品的應用優勢在於方便性較高；也由於少了接頭拔插的耗損，使得設備更加安全、可靠度也較高。但是也依然有待眾廠商齊力突破的挑戰，例如，無線充電相關元件成本依舊過高，同時也由於目前主流的磁感應無線充電技術，需要緊密貼合Tx與Rx，因此將使得設備的外觀設計受到局限。
儘管如此，無線充電的聲勢與使用人數依然在持續提升當中。周文介提到，從2017年開始，無論是Tx還是Rx皆有很大的成長，前年同期相比，兩者出貨量總計成長幅度高達40%；成長的主要驅動力依然來自智慧型手機。WPC亦公布數據，在2018年6月已有90種型號的智慧型手機導入Qi規格的無線充電功能。
對於無線充電而言，良好的應用情境設定將是關鍵。周文介舉例，由於電動牙刷使用環境潮濕，但較少移動設備，因此主要充電座只要安裝在浴室即可。因此，電動牙刷是至今最為成功的無線充電應用實例。可以想見的是，由於穿戴裝置的某些使用情境特性與電動牙刷相似(例如，防水、抗濕氣的需求等等)，在未來也將成為無線充電應用的重要戰場。
快充設計挑戰不可忽視
除了無線充電是未來的應用趨勢之外，快速充電也是消費電子市場非常看重的技術走向。電池續航力是一般消費者在智慧型手機使用體驗中，最為在意的要素。在未來，USB PD PPS結合USB Type-C將為手機、筆記型電腦等多種設備帶來快充體驗，然而，寬電壓的應用需求也為架構設計帶來挑戰，立錡科技也為此推出了相對應的解決方案。
立錡科技AD研發處技術副處長張煒旭(圖4)指出，在待機功耗遲遲沒有辦法降低的情況下，當今許多高階機種，皆已將智慧型手機電池容量提升至3,500~4,000mAh，以提升使用者體驗。除了提升電池續航力之外，就是將適配器的功率提升，降低所需要的充電時間；目前已有新技術將充電功率提升至20W，近日Vivo更提出了50W的架構。
近來，USB-IF提出了架構在USB3.0之上的USB PD PPS規範，整合了高電壓低電流、低電壓大電流兩種充電模式，除使得電壓調節更為精準之外，也能支援PE4.0與QC4.0。
另外，張煒旭進一步說明，目前配備USB Type-C的設備越來越普及，支援USB PD PPS快速充電的設備也將越來越多。由於PD3.0能夠支援到15V~20V電壓，因此在未來甚至不僅是手機的應用，也將取代傳統筆記型電腦的充電適配器。
儘管市場看好，然而未來在PD充電器的設計上，依然有些許挑戰待突破。穩定CV控制迴路便是挑戰之一。張煒旭指出，在以往適配器只須滿足5V、12V的電壓輸出，如今卻必需要支援到20V以上，由於電壓營運範圍過大，控制範圍較寬，因此成為技術挑戰。為因應相關技術挑戰，立錡科技所推出的IC產品內含70V的LDO(Low Drpout)，以因應寬電壓範圍的應用需求。
