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[导读]“随着无线充电标准的统一、技术的成熟和市场的推广,包括解决了整个设备通用性和兼容性的问题,无线充电前景是非常可期的。”随着无线充电功率的日益提升,对于硬件设计的可靠性要求也愈来愈高。一些不合格的设计可能给终端用户造成伤害,为了避免劣质无线充电器造成的风险,无线充电联盟(WPC)已经针对最新Qi标准推出了身份验证的要求。


无线解决了空间上的烦恼,快充减少了时间上的消耗——无线快充将会逐渐成为未来移动设备的首推的充电方式。随着无线充电的充电功率的日益提升,对于硬件设计的可靠性要求也愈来愈高。一些不合格的设计可能给终端用户造成伤害,为了避免劣质无线充电器造成的风险,无线充电联盟(WPC)已经针对最新Qi标准推出了身份验证的要求。英飞凌作为行业内嵌入式安全领域的领先厂商,近日推出了Trust Charge无线充电身份鉴权方案。英飞凌安全互联系统事业部大中华区市场经理张庆峰先生在发布会上进行了精彩的分享。


Qi 1.3将会把身份认证作为快充的强制要求

目前无线充电技术按照不同的应用场景已经基本明确,而且每个应用场景内的无线充电技术标准也基本明朗。据张庆峰先生分享,第一种是紧密耦合的方式(电磁感应),主要是针对消费级可移动设备无线充电,以WPC的Qi标准为代表。第二种是磁场共振的方式,通过相同频谱磁场共振的方式进行电力传输,主要针对电动汽车领域,以AirFuel的标准为代表。第三种是非耦合的方式,包括射频、超声和红外的无线方式进行电力传输,主要针对充电功率要求较低的小型的移动设备。

在上述讲到的三种无线充电场景中,目前最为普及的是移动设备的无线充电。以WPC Qi为例,根据Strategy Analytics的报告,2018年符合Qi标准的设备日出货量超过了100万件,2019年这个数字增加到了127万件/天。2019年无线充电设备整体出货量达到了4.6亿件,增速达到了27%;其中无线充电底座的增长幅度已经达到了57%。

移动设备无线充电在得到市场和消费者越来越多认可,而且随着手机等移动设备充电功率的提升,对于无线充电的快充要求也越来越高。无线充电功率向着5W以上乃至几十W的方向上进行严谨和发展,这对于充电设备的安全性也提出了更高的要求。“随着充电功率的提高,电流越大,产品损坏或劣质的、没有经过认证的产品会带来很大的安全风险和隐患。”张庆峰先生分享到,“所以,正是从这些面临的挑战来讲,WPC从降低产品和人身风险层面考虑,预计Qi 1.3会在2020年年底正式发布。这里面针对无线充电底座的身份鉴权有了非常明确的要求——充电底座需要有一个不低于CC EAL4+ 安全认证的硬件安全芯片。”

如上图所示,Qi将会针对无线充电功率的不同等级将其分为Qi BPP基准充电功率等级和EPP拓展功率等级。Qi BPP的充电功率最大仅为5W,因此标准指导为建议使用身份验证;而预计在今年年底发布的无线充电功率在5~15W之间的EPP等级上是要求必须强制进行身份验证;2021年有可能充电功率拓展到60W以上,同样也要求强制身份验证。如果在没有身份验证的充电底座上进行充电,那功率将被限制在5W的功率范围内来保证充电设备和用户安全。

所以从2020年年底开始,Qi无线快充将强制要求身份认证,没有身份认证的无线充电底座将无法实现给移动设备快速充电。


业内首个支持Qi 1.3身份认证的安全芯片——OPTIGA Trust Charge

随着年底Qi1.3的颁布和实施,无线充电底座应用对于身份认证安全芯片的需求将会爆发,而英飞凌也敏锐地提前捕捉到这一机会,在近日发布了其支持Qi 1.3安全认证要求的安全芯片OPTIGA Trust Charge。

凭借着英飞凌多年来在安全芯片领域的技术积累,OPTIGA Trust Charge提供了和银行卡同等安全等级规格的CC EAL 6+认证的安全机制,高于Qi 1.3 EAL4+的要求。这不仅仅是一个安全芯片,更是一个一个Turnkey的安全方案,包含证书密钥配置、完全开源的软件代码和应用文档等。该芯片通过一个简单的I2C接口与主芯片进行通信,用户将英飞凌提供的主机软件Host Code集成到自己的主控芯片中就可以完成安全开发流程,非常便捷。

“WPC证书标准里有明确规定,在整个的生产环境除了安全芯片要达到CC EAL4+外,整个的密钥生成、证书的签发也要做到CC EAL4+以上的要求。事实上,现在很多设备厂商,它对无线充电非常熟悉,也对整个产品的开发也有很多的经验,但是对于整个安全相关的流程,比如证书的签发、密钥的生成和注入,可能没有很多的关注,或者说也没有很投入一些新的资源、软件和包括整个环境去满足这个要求。”张庆峰先生分享到。面临着强制认证的要求,如何快速地在产品设计中实现安全认证机制的构建显得尤为重要,而英飞凌就可以对这样的设备厂商客户提供完整的一套解决方案。

上图是WPC Qi认证的一个流程:设备厂商需要先向WPC平台提交申请,通过测试后获得的Qi ID序列号,将此序列号提交给英飞凌之后,英飞凌再去WPC进行验证和签名。获得认可的证书和密钥在晶圆层面就会被注入到芯片中,然后在英飞凌全部符合cc认证的高安全生产线上实现从前道到后道的生产,从而确保为客户提供高可靠性的高度安全的专属安全认证芯片。


“随着无线充电标准的统一、技术的成熟和市场的推广,包括解决了整个设备通用性和兼容性的问题,无线充电前景是非常可期的。“张庆峰先生分享到。而随着无线快充对于安全认证的强制要求颁发,对于无线快充的安全芯片的需求将会大幅增加。英飞凌作为全球第一大安全芯片的供应商,凭借多年技术积累,率先提供了符合Qi 1.3标准的一站式的安全芯片解决方案。预计在明年我们就可以看到无线快充市场随着Qi 1.3的颁布而变得更加规范和扩大,搭载OPTIGA Trust Charge的无线充电底座设备也不久将会面世。



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