英飛凌推出針對電磁感應(yīng)式無線充電的認(rèn)證解決方案

近日，英飛凌推出了針對電磁感應(yīng)式無線充電的全新OPTIGA?TrustCharge的認(rèn)證解決方案，可提供全面的系統(tǒng)集成支持，包括嵌入式軟件、主機(jī)軟件、開發(fā)板、參考板和文檔等，實現(xiàn)快速簡便的設(shè)計。OPTIGA?TrustCharge采用USON10-2封裝（3x3mm2），該封裝針對小型設(shè)備進(jìn)行了優(yōu)化，適用于智能手機(jī)、耳機(jī)、平板電腦、可穿戴設(shè)備或健康科技設(shè)備等小型個人電子設(shè)備的無線充電器，充電功率可高達(dá)15W。同時，它也是多種消費級應(yīng)用及工業(yè)級應(yīng)用的理想選擇，具有從-40°至+105°C寬泛的工作溫度范圍。

據(jù)介紹，OPTIGA?TrustCharge已經(jīng)通過CCEAL6+認(rèn)證，支持X.509和WPC證書格式，里面還有基于ECDSA、ECC256和SHA-2的安全認(rèn)證機(jī)制和加密技術(shù)。從接口來看，這款芯片支持I2C通信接口，它是一個從器件（slave），也就是說這款芯片并非主控芯片，它會跟無線充電的主控制器或者一個MCU通過一個I2C接口進(jìn)行對接，來完成硬件上的連接。這是一個交鑰匙（Turnkey）的方案，所以在提供給客戶的方案里既包含了安全芯片，同時也包含對應(yīng)的一套主機(jī)軟件—HostCode，提供源代碼形式，整體源代碼約十幾KB。

英飛凌科技安全互聯(lián)系統(tǒng)事業(yè)部大中華區(qū)市場經(jīng)理張慶峰介紹說：“OPTIGA?TrustCharge是業(yè)界首款可用于Qi1.3無線充電標(biāo)準(zhǔn)的嵌入式安全解決方案。利用OPTIGA?TrustCharge進(jìn)行設(shè)備身份驗證，可有助于防止使用危險的假冒充電器損壞消費類設(shè)備，并保護(hù)消費類品牌免受聲譽問題的影響。英飛凌會幫助客戶提供客戶化的證書、密鑰的配置、滿足設(shè)備制造商的要求。因此，用戶只需要集成到自己的MCU或者無線充電控制器里，并配合英飛凌的安全芯片就可以完成整個的開發(fā)過程，縮短整個的開發(fā)周期，節(jié)省客戶的開發(fā)資源。目前，樣品現(xiàn)已經(jīng)開始提供?！?/p>

WPC年底推出最新的標(biāo)準(zhǔn)Qi1.3

Qi標(biāo)準(zhǔn)是由無線充電聯(lián)盟（WPC）發(fā)布的，主要是針對智能手機(jī)和手持設(shè)備的無線充電標(biāo)準(zhǔn)。從整個商業(yè)化角度來講，WPCQi是目前主要的一個標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)前市面上看到的無線充電產(chǎn)品，無論是發(fā)射端還是接收端，都是以這個標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行開發(fā)的，如蘋果、谷歌、華為、三星、索尼、OPPO、VIVO、小米都是WPC組織的成員，大家也是在跟隨WPC標(biāo)準(zhǔn)去開發(fā)無線充電設(shè)備。

在Qi1.3標(biāo)準(zhǔn)出來之前，大部分主要是遵循WPC標(biāo)準(zhǔn)，而像蘋果、華為這樣的主流廠商，會有自己的私有身份鑒權(quán)協(xié)議，去完成自己品牌的設(shè)備和自身的充電底座之間認(rèn)證的場景。目前WPC正在準(zhǔn)備全新的Qi1.3，張慶峰預(yù)計說，新標(biāo)準(zhǔn)有望在2020年年底正式發(fā)布。全新的1.3版本強(qiáng)制將要求對無線充電設(shè)備進(jìn)行強(qiáng)加密身份驗證。當(dāng)Qi1.3標(biāo)準(zhǔn)實施之后，將會從安全性和互通性這兩個層面對整個市場起到很好的帶動作用，屆時應(yīng)用場景將主要是以下這三種模式。

第一種模式，A客戶的手機(jī)和A客戶自己的充電器。首先呢，它們一定是同時符合WPC標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)證，完成一個身份鑒權(quán)認(rèn)證。同時，A客戶的手機(jī)也知道這個充電底座是自己的，因此它可以以一個超過WPC規(guī)定的功率（如15W），甚至是自己私有協(xié)議的更高充電功率進(jìn)行充電。

第二種模式是A客戶的手機(jī)放在B品牌的充電底座上充電。這時候它們也是完成WPCQi標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)證，但之間不可能有私有化協(xié)議，那么就會按照Qi1.3的標(biāo)準(zhǔn)，以15W的充電功率去進(jìn)行無線充電。

第三種模式是A客戶的手機(jī)放到一個沒有經(jīng)過WPC標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證，沒有身份鑒權(quán)功能的無線充電底座上面，沒有辦法完成整個身份鑒權(quán)過程。那么這時候，手機(jī)可以選擇拒絕充電，保證身份安全，或者說可以以一種最低的充電功率（比如5W）來對手機(jī)進(jìn)行充電，來保證整個設(shè)備的安全。其實這是將來Qi1.3標(biāo)準(zhǔn)在推出之后，可能從安全性和互通性這兩個層面上可以起到比較好的作用吧。OPTIGA?TrustCharge對標(biāo)Qi1.3標(biāo)準(zhǔn)的改進(jìn)

從市場層面來看，Qi1.3標(biāo)準(zhǔn)要求使用ECC256比特加密的ECDSA身份驗證，同時中間還會涉及到證書產(chǎn)生和驗證的流程。其中證書WPC采用的是X.509版本。對應(yīng)到英飛凌的OPTIGA?TrustCharge，它支持ECC256比特密鑰和SHA-2，是一個完全符合Qi1.3身份鑒權(quán)的解決方案。

OPTIGA?TrustCharge滿足市場需求和Qi1.3安全要求

從WPC市場角度來看，它是希望通過身份驗證提高互通性。所在Qi1.3標(biāo)準(zhǔn)里面，它通過證書鏈的方式（至少3-4個證書鏈）來進(jìn)行支持，包括WPC的根證書、制造商證書和產(chǎn)品證書。英飛凌的OPTIGA?TrustCharge，通過內(nèi)部的存儲空間擴(kuò)展可支持最多4個X.509證書鏈，能夠滿足Qi1.3標(biāo)準(zhǔn)的要求。

最后，為防止密鑰被盜、被黑客攻擊、被克隆的風(fēng)險，在Qi1.3規(guī)范內(nèi)，強(qiáng)制要求必須要有一款不低于CCEAL4+認(rèn)證的安全芯片，從而保證芯片里密鑰和證書的安全性。對應(yīng)到OPTIGA?TrustCharge這款產(chǎn)品，它可以提供一個通過CCEAL6+高安全規(guī)格的安全芯片，它的整個安全等級比Qi1.3的規(guī)范還高了很多。

無線快充60W充電功率有望兩年內(nèi)實現(xiàn)

當(dāng)下，智能手機(jī)已經(jīng)是人們生活中不可或缺的一部分。隨著5G、物聯(lián)網(wǎng)、視頻視覺等新技術(shù)的不斷推進(jìn)，人們對智能手機(jī)的需求也發(fā)生了翻天覆地的變化。在這些變化中，視頻的占比將越來越高，例如一些海外的研究報告顯示，F(xiàn)acebook在線直播每年都在翻倍上漲，YouTube每分鐘上傳300小時視頻；在國內(nèi)市場中，抖音、微信、微博等各種各樣在線視頻直播需求，以及上傳視頻、在線觀看視頻的需求也非常火熱。手機(jī)的功耗不斷升高，由此給智能手機(jī)帶來了更嚴(yán)峻的續(xù)航問題。為解決這個問題，手機(jī)廠商們通過電池、電源適配器、芯片等技術(shù)研發(fā)，來提升手機(jī)的續(xù)航能力，以及提高用戶的用機(jī)體驗。其中，從電源適配器、快充芯片方面提升充電速度的快充技術(shù)，憑借使用簡單、方便的優(yōu)勢，很快風(fēng)靡了市場。

雖然前景可期，但是無線快充也同樣面臨著諸多挑戰(zhàn)，比如從充電效率來講，相較有線充電，無線充電還是會差些。從整個充電功率來說，目前大于5W的快速充電應(yīng)用越來越多。在最新的一些產(chǎn)品里，手機(jī)上有支持到27W的，也有支持到40W的。目前，WPC已經(jīng)在規(guī)劃Qi1.4標(biāo)準(zhǔn)，按照這個標(biāo)準(zhǔn)，無線快充將會支持到60W充電功率。張慶峰認(rèn)為，距離實現(xiàn)這個目標(biāo)，可能一兩年的時間。然而隨著充電功率的提高，電流越大，產(chǎn)品損壞或劣質(zhì)的、沒有經(jīng)過認(rèn)證的產(chǎn)品會帶來很大的安全風(fēng)險和隱患。

無線充電標(biāo)準(zhǔn)三分天下

之前整個無線充電的標(biāo)準(zhǔn)可謂群雄格局，出現(xiàn)有很多的標(biāo)準(zhǔn)，這也是影響無線充電進(jìn)一步快速普及的一個主要因素。隨著無線充電標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一、技術(shù)的成熟和市場的推廣，包括解決了整個設(shè)備通用性和兼容性的問題，無線充電前景是非常可期的。目前整個無線充電的標(biāo)準(zhǔn)基本明確，即主要有以下三類：

第一種：緊密耦合方式，也叫電磁感應(yīng)。它的代表有WPCQi標(biāo)準(zhǔn)，工作范圍是在一個110-205KHz低頻的頻段?，F(xiàn)在幾乎所有的消費級手機(jī)、平板電腦，其實都是在跟隨WPC最新的標(biāo)準(zhǔn)。

第二種：磁場共振方式。它的代表有AirFuel（A4WP與PMA整合之后的新聯(lián)盟），主要針對將來的電動汽車領(lǐng)域，它的充電會通過相同頻譜磁場共振的方式進(jìn)行電力傳輸，工作在6.78MHz頻段。

第三種：非耦合方式，即通過射頻、超聲以及紅外的無線方式進(jìn)行電力傳輸?shù)臒o線充電。WPCQi目前是商業(yè)性的領(lǐng)頭羊，在過去幾年里，Qi穩(wěn)定增長。知名調(diào)研機(jī)構(gòu)StrategyAnalytics近期報告的數(shù)據(jù)顯示，2019年Qi終端出貨量為4.65億臺，同比增長27%。盡管智能手機(jī)占據(jù)了最大的市場份額，但是具有無線充電功能的可穿戴設(shè)備的數(shù)量也在不斷增長。WPC整個標(biāo)準(zhǔn)定義的目標(biāo)是做到充電器跟無線電源全球兼容性和互通性，保證不同設(shè)備的廠家之間可以做到互通。隨著快速充電/高功率的無線充電出現(xiàn)，Qi也正在致力于更新標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步考慮如何去保證設(shè)備，尤其是電池的安全，進(jìn)而去保護(hù)用戶和消費者的人身安全。

Qi標(biāo)準(zhǔn)涵蓋需要身份驗證的不同功率等級

此外，在前一段時間，NFC組織也推出了專門針對無線充電的NFC無線充電方式，更多目標(biāo)是可穿戴設(shè)備、耳機(jī)，所以它的充電效能也只有到1W。張慶峰分享說：“總體來說，因大家都看好無線充電將來的發(fā)展方向，所以會有更多的標(biāo)準(zhǔn)去做進(jìn)一步的討論，這對于我們整個行業(yè)或者對于整個消費者來講，其實都是一個非常好的方向，會幫助我們有更多的技術(shù)和更多的產(chǎn)品，去覆蓋更多生活上的場景，給我們帶來更多的便利。”

汽車市場的無線充電未來可期

智能手機(jī)的無線快充，對于大多數(shù)消費者已經(jīng)不陌生，但在汽車市場，目前只有在部分高端的車型才能看到車載的無線充電。不過，車載類的無線充電也會快速普及，因為它帶來的不僅僅是便捷性，從安全性上也是解決了目前有線充電非常大的問題。

張慶峰介紹說，目前，無線充電是英飛凌汽車事業(yè)部一個主要的目標(biāo)市場。他們已經(jīng)在和美國、日本，以及國內(nèi)的部分廠商在做車載無線充電的設(shè)備。此外，也有和第三方合作伙伴針對車載無線充電專門做一些相應(yīng)的方案開發(fā)。不過，相對工業(yè)級和消費級來說，車載級會有一些特定的要求，比如車載級要去通過AEC-Q100安全認(rèn)證，同時車載的電器特性、靜電ESD處理都會和消費級的不一樣。另外非常重要的一點，每一家車廠都會有些定制化的要求設(shè)置，也就是每一家車廠對無線充電的啟動時間、工作狀態(tài)都會不一樣要求，不可能像消費類產(chǎn)品一樣做一個通用的東西，這是最大的一個區(qū)別。
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