近兩年，充電技術快速發展，有線充電最高充電功率已突破百瓦，市面上支持無線充電的手機功率也到了40W，業內認為兩年之內有望達到60W。公開資料顯示，最早支持無線充電的手機是2009年Palm（奔邁）發布的Palm Pre，接下來還有諾基亞2012年發布的Lumia 920，甚至是國內金立2017年發布的M7 Plus……隨著Palm被惠普收購、Windows Phone生態斷代，無線充電先驅們紛紛“獻身”在了歷史長河中。一直到2017年支持Qi 1.1標準的7.5W無線充電的iPhone X/iPhone 8 發布，無線充電的發展逐步走向正軌。
為了節省手機空間、增強防水防塵能力，主流品牌手機大都取消了 3.5mm 耳機接口，耳機線和充電線共用一個接口，連著耳機就無法充電了，這時候無線充電的優勢就凸顯了出來。最新發布的iPhone手機，還有國內品牌如華為、小米等最新發布的手機都有支持無線充電的場景。隨著無線充電標準的統一、技術的成熟和市場的推廣，設備通用性和兼容性的問題得以解決，無線充電前景可期。
可以想象一下，在開車時，不需要停下車去找充電頭或充電線給手機充電，只需要把手機放在無線充電的平臺上；在公司工作，會議期間不需要頻繁地去做“插”或“拔”的動作……“無線充電的發展趨勢可能會和前一個階段從有線網絡到無線網絡Wi-Fi的趨勢非常類似，將來無線充電也會普及到我們日常的生活中，給我們帶來一個全新的、沒有線纜束縛的無線充電世界。” 英飛凌科技安全互聯系統事業部大中華區市場經理張慶峰表示。
英飛凌科技安全互聯系統事業部大中華區市場經理張慶峰
無線充電標準三分天下，WPC Qi被廣泛采用
起初整個無線充電的標準可謂群雄格局，出現了很多的標準，這也是影響無線充電進一步快速普及的一個主要因素。目前整個無線充電的標準基本上明確了，按照三種方式來分類：
第一種：緊密耦合方式，即電磁感應。其代表有WPC Qi標準，工作范圍在110-205kHz低頻段。現在幾乎所有的消費級手機、平板電腦，都遵從WPC最新的標準。
第二種：磁場共振方式。其代表有AirFuel（A4WP與PMA整合之后的新聯盟），主要針對電動汽車領域，通過相同頻譜磁場共振的方式進行電力傳輸，工作在6.78MHz頻段。
第三種：非耦合方式，通過無線的方式進行電力傳輸，包含射頻、超聲以及紅外。
此外，NFC組織前不久推出了專門針對無線充電的NFC無線充電方式，更多目標是可穿戴設備、耳機，充電效能只到1W。
WPC Qi是目前智能手機和手持設備的主流標準。目前市面上的無線充電產品，無論是發射端還是接收端，都是基于WPC最新的標準Qi 1.2.4進行開發。目前主要的手機制造廠商，如蘋果、谷歌、華為、三星、索尼、OPPO、VIVO、小米，都是WPC組織的成員，都是在跟隨WPC標準去開發無線充電設備。WPC官網顯示所有通過Qi認證的產品已超過5000種。
根據Strategy Analytics市場報告，2018年整個符合Qi標準的設備日出貨量超過100萬件，2019年這個數字增加到了127萬件/天。2019年的出貨量達到了4.6億件，其中接收端的設備（手機、平板、Pad）大概有3.38億件，充電發射器（TX端）大概是1.27億件。所以，整個設備的增長率在2019年達到了27%。尤其在充電發射器（無線充電底座）這塊的增長幅度會更大一點，已經達到了57%的同比增長率。
安全要求催生WPC更新 Qi 1.3
隨著無線充電越來越得到市場認可，兼容性和互通性問題得以解決，而快速充電/高功率無線充電出現對充電安全提出了新的挑戰。隨著充電功率的提高，電流越大，產品損壞或劣質的、沒有經過認證的產品會帶來很大的安全風險和隱患。因此，WPC從降低產品和人身風險層面考慮，計劃推出Qi 1.3標準，預計會在2020年年底正式發布。
Qi 1.3標準針對無線充電底座的身份鑒權有了非常明確的要求——在充電底座里需要支持一個不低于CC EAL4+ 安全認證的硬件安全芯片。這也是Qi 1.3標準與前面的標準相比最大的變化。
在Qi 1.3標準下，所有的接收端設備（如手機）可以對充電設備進行身份鑒權和產品認證的要求，即手機和充電設備/充電底座之間會做一個身份鑒權，檢測設備是否符合WPC的標準。只有完成了身份鑒權的驗證流程后才可以進行充電；如果驗證發現不符合WPC標準，可以拒絕給手機充電，或者降低充電效率以最低（如5W）的充電功率給手機充電，從而保證產品和終端用戶的安全。
WPC Qi將充電功率劃分為三個等級：
第一、Qi BPP基準充電功率等級。在小于5W的充電產品里，目前WPC最新標準并沒有強制要求身份鑒權，不要產品里一定要有硬件安全芯片。
第二、Qi EPP擴展充電功等級，即5W-15W的功率范圍，是目前版本最重視的部分，強制要求在充電設備端有一個安全身份驗證，即產品中必須要有一個硬件安全芯片。
第三、針對WPC的擴展應用場景，下一步充電功率計劃擴展到60W，屆時手機、平板會以高等級的功率進行充電；同時也會有一些新的標準，如Ki標準，可能會針對將來的家電產品進行無線充電，也包括了對于電動工具、機器人會有200W充電功率的考慮，預計2021年發布。
總結下一步的趨勢，針對Qi無線充電，要求所有大于5W的發射端設備有基于硬件安全的身份鑒權。基于這種標準上的要求，英飛凌推出了OPTIGA Trust Charge無線充電身份鑒權方案。
交鑰匙的安全方案——OPTIGA Trust Charge
英飛凌是WPC組織以及身份鑒權小組的成員，很早就已經在討論相關的標準、協議和工作流程。最新的OPTIGA Trust Charge無線充電身份鑒權解決方案是英飛凌針對無線充電安全需求推出的一個交鑰匙（Trunkey）的方案。
OPTIGA Trust Charge符合Qi 1.3安全驗證的流程和相關技術指標的要求。Qi 1.3規范要求使用ECC 256加密和X.509版本證書的ECDSA身份驗證，英飛凌的方案是一個完全符合Qi 1.3身份鑒權的方案，而且支持ECC 256比特密鑰和SHA-2。
從WPC市場角度，希望通過身份驗證提高互通性。在Qi 1.3標準里，通過證書鏈的方式（至少3-4個證書鏈）來進行支持，包括WPC的根證書、制造商證書和產品證書。英飛凌Trust Charge方案通過內部的存儲空間擴展可支持最多4個X.509證書鏈，滿足Qi 1.3標準的要求。
為了防止密鑰被盜、被黑客攻擊、被克隆，在Qi 1.3規范內，強制要求必須要有一款不低于CC EAL4+認證的安全芯片，從而保證芯片里密鑰和證書的安全性。Trust Charge提供了一個比Qi 1.3的規范更高的通過CC EAL6+高安全規格的安全芯片。CC EAL6+是英飛凌以前針對銀行卡或信用卡這種同等規格的高安全等級芯片。
此外，安全芯片里也要有相應的密鑰注入，包括證書的寫入。在Qi 1.3標準里，明確要求了在CC EAL4+安全認證的生產環境才可以去做密鑰生成和注入、證書的存儲和簽發。英飛凌擁有一個通過了CC EAL6+認證的制造工廠，Trust Charge產品完全滿足甚至超過了1.3規范的要求。
作為一個交鑰匙的方案，Trust Charge可以幫助終端用戶輕松集成，完全符合Qi 1.3標準。“我們會幫助客戶提供客戶化的證書、密鑰的配置、滿足設備制造商的要求，同時產品會開放所有的軟件代碼和應用文檔。在提供給客戶的方案里既包含了這款安全芯片，同時也包含對應的一套主機軟件—Host Code，提供源代碼形式，整體源代碼約十幾KB。因此，用戶只需要集成到他的MCU或者無線充電控制器里面，配合這款安全芯片就可以完成整個的開發過程，縮短整個的開發周期，節省客戶的開發資源。”張慶峰介紹道。
不同應用均采用最高等級的安全方案
Trust Charge方案主要針對消費級和工業級的產品，英飛凌針對這兩個領域進行了一些優化。張慶峰介紹，英飛凌從前道晶圓開始，一直到最終的客戶端，可以提供一個端到端的信息和數據的保護，來提供高安全等級的安全特性。
目前行業最高的等級就是CC EAL6+。CC EAL6+和CC EAL4+測試的要求會不一樣，CC EAL6+可能有100項測試的標準，CC EAL4+可能只有80項；測試深度也不一樣，CC EAL6+不僅僅針對產品的本身，還包含了整個從產品的開發、定義、生產、測試、維護、物流，全部都在監管范圍以內；還有一些針對產品本身的規定，產品要能扛住哪些攻擊，如測信道的攻擊、物理的攻擊、探針的處理，CC EAL6+產品能夠扛住的攻擊時間、攻擊手段會更長，CC EAL6+產品要破解它的難度、時間、成本會相對比CC EAL4+的更復雜，難度更高。
針對不同市場，英飛凌都會提供最高安全等級的產品。張慶峰表示：“我們針對消費級和工業級，甚至后面汽車級的產品，提供的全部都是CC EAL6+安全認證的產品。但是針對消費級、工業級和汽車級產品里會有一些區別，如溫度的范圍。汽車級可能有AEC-Q100認證，也會從產品層面上對整個電器特性或者靜電ESD做一些不同的區分。但是從安全等級來講，三個市場全部都一樣，都會提供CC EAL6+安全等級的產品。”
針對消費級產品的成本敏感問題，張慶峰表示：“相對其它市場，消費級產品對安全等級的要求其實并沒有降低，英飛凌還是會提供CC EAL6+的產品。至于成本問題，其實隨著產品更多的普及，以及整個出貨量的增加，它的價格一定是會下降的。而且，英飛凌有很多相關的傳統產品，如銀行卡、信用卡和證照，整個安全認證的流程以及在合作伙伴方面是有很多相關的經驗。從整個CC EAL4+和CC EAL6+成本來看，對于我們來說沒有太大的區別。相反，我們會給客戶以及合作伙伴提供最高安全等級的產品。”
針對無線充電的安全保護，在WPC Qi1.3標準推出之前，更多是采用私有化方案。有些身份鑒權會采用軟件方案，即在充電底座可能會寫一些軟件的信息，通過協議包的形式進行鑒權；還有一些是采用安全等級不高的，如EEPROM，寫一串數字在里面，通過讀取判斷是不是相關的產品。但這些方案的安全性非常低，給一些假冒的、仿造的無線充電器提供了可乘之機。這主要是因為前期有些標準不統一，技術參數達不到標準，才導致各個廠商會去做自己私有的方案，這種做法使得各廠家都投入了很多的資源，對于整個產業的發展并不是一個很好的方向。在Qi 1.3標準出現后，WPC聯盟將強烈建議終端廠商支持身份鑒權，交鑰匙的Trust Charge方案有望在這一趨勢中占領市場先機。屆時，山寨無線充電器干脆無法充電，或者只能以5W功率進行充電，類似現在無法提供快充的山寨有線充電器，山寨產品將會逐漸失去市場。