對話EPC CEO：擺脫電源線束縛！

無線充電開始真正走入我們的生活。

Apple 8和Apple X無線充電功能的推出在手機業建立了標杆；在宜家，也開始出售帶有無線充電功能桌面的傢具。

那麼，宜家的充電傢具是否就可以為帶有充電功能的手機充電？也許是，也許不是。

判斷兩者能否可以相互支持的最基本原則是兩者是否採用了相同的無線充電標準。

同時，無線充電正在向無線電源演進，功能由向單一設備充電轉向提供無線電源平台。

而更深入的，就必須走入晶元的層面。。。

Alex Lidow，宜普電源轉換公司(EPC)CEO，將採用了GaN器件、符合AirFuel的無線電源傳輸演示檯面擺在我的面前，就無線充電向無線電源演變過程中的新技術和應用，我們進行了下列對話。

圖：無線電源傳輸演示檯面，正在同時為時鐘、手機、手錶和照明設備無線充電。

圖：位於演示面板後部的環形充電共振線圈。

Yorbe：所以您現在演示的系統採用了GaN器件嗎？

Alex：是的，採用了EPC的eGaN器件。磁共振技術工作頻率達到6.7MHZ或者更高，在這種頻率之下，傳統的硅器件就相對太慢了，所以我們選擇了使用GaN。

另外一個問題是為了實現更穩定的磁共振，需要小心控制磁場。我們必須設計一種新的天線來製造大面積、均勻的磁場。你可以看到這個圓環形的天線，像奧林匹克環一樣，這就是全新的天線設計，使得你可以同時給很多設備充電。

我們可以給電腦、顯示器、音響和各種檯燈充電，並且所有的設備都只需要放在一張檯面上，這是一種丟棄電源線的全新概念。據我所知，沒人喜歡亂七八糟的電源線。

當然我不是說只針對手機。想像一下在家裡，你有一堆電源線，並且需要使用的時候還要彎下腰，接上設備，有時介面不對你還需要另外一條。真的沒人喜歡這種狀態，人們現在可能還離不開它，但又必須忍受它的折磨。現在，我們可以徹底擺脫電源線了。大多數人的桌面上也有大量針對不同設備的電源線，這種現象也將改變。我們正在儘力解決消費類設備如何充電的問題，手機充電就是其中之一。

這時，消除電源線就變成一個很大的消費類問題，並且電源線有一定的安全隱患和成本問題。我們不斷的往家裡添加電子設備導致電源插座經常供不應求，所以不得不增加更多的電源線，這也是一種困擾，而我們可以用這個簡單的系統來解決你的煩惱。

Yorbe：EPC的eGaN晶元在哪裡？

Alex：在這兒，讓我指給你看一下。抱歉沒有晶元比較清晰的近照，因為它實在是太小了，非常難找到。你能看到那兩個大的電感器嗎？然後還有2個小一點的電感器在前面，在這個2個大電感器中間有兩個小黑點，這就是那兩個eGaN晶元。在那後面還有一個小方塊，那是驅動器件。今年3月上旬我們宣布了一個新產品，EPC 2115，集成有2個驅動和2個GaN晶體管，把這裡所有的都集成在一個晶元上。

圖：無線電源傳輸工作原理。

Yorbe：性能是60W嗎？

Alex：對，這是60W的解決方案，是一個非常簡單的電路。我們的目標是推廣GaN器件。在這些頻率上，GaN使得無線充電更有效率，且成本更低廉，體積微小。

Yorbe：還要算上天線的成本吧？製造環形天線的材料只是PCB板嗎？

Alex：是標準的雙層PCB板，所以一點都不貴。雖然說我們發明了天線，但EPC不做天線，我們只做GaN晶元。

Yorbe：您剛才給我演示了一個應用就是給手機充電。如何做到將能量無線傳輸給任意一個系統？

Alex：這套演示系統可以對任意電子設備進行無線充電，且同時進行。就功率而論，手機充電要5W，無線音箱要10W，電腦顯示器大概25W，便攜電腦也是25W，一個專業顯示器大概需要30W。

我現在演示的是一個可支持60W功率的小檯面，可以為加起來功率為60W的設備同時充電。但這只是我帶來的演示之一，我們做了個300W的桌子，太大了無法攜帶。

Yorbe：300W是極限？還是可以更大？

Alex：其實沒有最大功率。現在，人們為電動汽車和巴士建造無線磁振充電樁，功率可達33KW，所以是沒有上限的。

圖：桌面無線電源。

Yorbe：EPC也針對這種場景提供不同的GaN晶元？

Alex：事實上，我們不為車輛充電提供GaN器件。我認為他們用的是硅晶元，因為巴士無線充電需要的頻率很低，硅更適合針對低頻率的應用場景，例如80KHz。

Yorbe：那麼，EPC的無線電源傳輸的主要應用場景是什麼？

Alex：在這方面，EPC專註於消費和醫療領域。消費類磁共振大概在6.78MHz，醫療類磁共振在13.5MHz，其實可以去到更高。6.78MHz是最低的ISM頻段，而13.56MHz只是6.78MHz的兩倍。或者會出現另外的27MHz、54MHz甚至是128MHz。所有的都是開放的頻率，不需要許可證，這也是我們使用這個頻率的原因。

Yorbe：醫療設備為何要採用無線充電？

Alex：很多醫療電子設備都是可植入的，比如心臟起搏器，對電池來說功耗太高，常規做法仍是把導線插入身體並接上電源。不過現在正在發生變化，以無線充電方式實現。

Yorbe：對於醫療設備無線充電應用您還有什麼預測和看法嗎？

Alex：其實我只提到了GaN眾多應用中的其中一個。我不是個預言家，但我認為這是淘汰電源線的最佳方式。我父親經常跟我說看到未來很簡單，難的是預測它發生的時間。

所以對於無線充電，我知道它一定會發生，只是不確定在什麼時候。我們也在盡最大的努力降低其成本的同時提高效率。今天來到這裡參加AirFuel論壇就是因為有上百家公司對這個技術非常感興趣。

Yorbe：能否分享下採用了EPC eGaN器件的成功案例？

Alex：jjPLUS是一家台灣地區的公司，他們正在開發一個類似的桌面無線充電系統，是一個放在桌上的皮墊。jjPLUS也是AirFuel成員之一。

Yorbe：Qi是否會對AirFuel產生更大的挑戰？因為蘋果手機樹立了新的樣板。

Alex：我認為Qi解決的是不同的問題。它可以給手機充電，但是很難同時給多個設備充電。

由於跟金屬的一些特性衝突，Qi也很難達到高功率。當你放一塊硬幣在Qi電源上時，這個硬幣會升到一個很高的溫度。而且，當你使用更高功率時，在被檢測到之前它會迅速發熱。相對的，AirFuel就不存在這個問題，在高頻率下，金屬物體不會吸收能量。而且，如果你要給兩個平板電腦充電，你必須要有2個Qi電源。

所以Qi是一種解決方式，但它不能幫助你完全脫離電源線。

Yorbe：針對現在這個演示版本，無線充電的大概距離是多少？

Alex：垂直距離取決於你如何設計。我們能設計成任何垂直距離，但你肯定希望這個距離越小越好，這樣干擾也會少一點。所以，我們把這個演示檯面的距離設計在2cm左右（編著註：檯面的厚度）。我們也能做到1cm或者20cm，主要看市場需求。

Yorbe：所以目前您看到中國市場的特殊需求了嗎？

Alex：是的，DC-DC和Lidar（激光雷達）這2個市場。我覺得中國政府正在大力推動自動駕駛汽車的發展，所以有多家公司正在中國推廣他們的Lidar系統。

目前，EPC eGaN器件最大的應用市場就是DC-DC轉換器和Lidar系統。

Yorbe：幾年前我們就在談論GaN了，是否目前在設計方面還存在一些限制？現在進展如何？

Alex：現在很多人都有GaN設計的專業知識，我們也在跟大學合作，所以很多工程師、大學畢業生都知道了怎麼使用GaN器件。同時，集成度也在不斷提高，就是想要將設計變得更加簡單，設計工程師不需要做太多工作或者學習太多關於高速電子設備的知識。

我認為隨著時間的推移，GaN會逐漸顯露出相對於硅的優勢，因為在GaN上集成要簡單很多。例如，對於硅功率器件，你需要很多個硅晶元，而使用GaN則只需要一個就足夠了。所以未來我們將用GaN設計越來越多的功率系統。

Yorbe：那您認為GaN器件的市場適應度如何？

Alex：可以說正在發生。我們可以看到2個不同的應用，明顯需要GaN，且沒有其它方式去做，例如Lidar、RF包絡跟蹤，在這些領域裡GaN是100%適用。所以我們的成長取決於終端產品的成長，比如Lidar發展的速度，包絡跟蹤的發展速度。

另一個就是今天由功率MOSFET服務的市場，我們正在接管當前使用MOSFET的市場。可能適應速度比較慢，因為已經存在一個解決方案。因此，我們的設計能嶄露頭角已經是一種很大的進步了。但是，總體來說，現在GaN正在逐漸穩步的替代硅。

硅有功率上的物理限制，這種情況已經持續數年，在同樣的功率下它的體積無法做到更小。

現在GaN器件的體積已經比硅小10倍了，且GaN的物理尺寸可以做到小於硅3000倍。解釋的更清楚點就是：今天GaN比硅尺寸要優於10倍，還有300倍的空間，數年之後，就會達到3000倍。所以，GaN將逐漸替代硅的應用，這個特質在第四到第五代的時候就已經顯示出來了，到第六、第七代的時候，它會越來越小。而當它小到一定程度的時候，就必須要集成。

Yorbe：EPC進展到哪一步了呢？

Alex：現在是第五代，接下來幾年將升級到第七代。

圖：eGaN產品路線圖。

Yorbe：當提到硅的時候，您所指的更多的是MOSFET。對嗎？

Alex：是的。

Yorbe：EPC目前是如何開拓中國市場的？

Alex：我們在香港地區有亞洲區銷售總負責人，並且在中國大陸也有代表處和分銷商世強，在台灣地區有偉健。亞太區各個重要地區都有我們的銷售代表處，在中國大陸和台灣地區發展很迅速。

我們一直在努力試著讓無線充電更經濟、更高效，需要高頻下高效率的GaN，同時還需要新的天線技術。這也是我們正在研發的方向，使得無線充電得以實現。

編者註：宜普電源轉換公司（EPC）是基於氮化鎵（GaN）功率管理技術的領導供應商，該公司不僅僅致力於提高電力效率，更利用氮化鎵技術推動了五年前不可能實現的並顯著提升生活的全新應用。由於多種應用例如從無線電源傳送、全自動汽車以至高速移動通信、低成本衛星及醫療護理應用都不斷蛻變，因此氮化鎵技術成為勇於革新、持續前進和渴望保持行業領先地位的公司的首選技術。

圖：與Alex Lidow合影。

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