无线充电认证芯片STSAFE IC如何助力无线充电安全认证？

最近的上海MWC上，意法半导体带来了多款无线充电产品，其中一款应用在无线充电认证领域的芯片STSAFE IC引起记者注意。据意法半导体官方资料介绍，STSAFE IC 系列提供通用的安全功能和服务，确保耗材、网络设备和汽车外围设备具有完整的安全功能，采用由独立安全机构审核的先进的安全技术，并通过了安全标准Common Criteria EAL5+ AVA_VAN 5 的认证。

简单来说，STSAFE IC安全芯片可以附加在充电设备中，只有当充电设备和手机相互匹配，也就是同为Qi充电协议认证产品，无线充电才可以进行。 尽管该方案能有效保证无线充电的安全进行，但也不禁让人想起某些私有协议对于充电产品的限制，更有意思的一点在于，各大手机品牌几乎都是Qi协议的推动单位。

本次媒体会上，意法半导体带来了好消息，Qi协议将更新至2.0，据意法半导体技术专家介绍，过去的Qi 1.3版本协议支持5W和15W无线充电，升级至Qi 2.0后，不但可以支持15W大功率无线充电，且还将支持磁吸充电等方式。

Qi协议是什么？Qi 如何助力无线充电安全认证？

Qi的发展

如今我们说到特斯拉，总能想起街上一辆辆科技感电动汽车，也能顺便联想到特斯拉白白胖胖的老板艾隆·马斯克。Qi充电协议，或者说是无线充电这种方式，也和特斯拉紧密相关，但这个特斯拉是历史上那个与发明大王爱迪生齐名的无线电与交流电发明者——尼古拉·特斯拉。

无线充电技术，本质上就是利用磁共振耦合（Magnetic Resonant Coupling）现象，通过发射端线圈产生的变化磁场，使得设备端线圈产生感应电流以实现充电。1984年，尼古拉·特斯拉就发现了这一现象并将其记录下来。

无线电技术对人类通信的重要性不置可否，如今，无线充电早也已深入广大消费者的生活中。例如无线充电的手机，鼠标，键盘等，未来甚至还会有无线充电的新能源汽车。尽管无线充电十分便利，但实现它依旧面对很多难点与挑战。例如：如何解决无线传输的能量传输效率？如何破解充电距离难题？如何降低无线充电对人体或设备的影响？如何确保不同设备的兼容性？

2008年，无线充电联盟（Wireless Power Consortium, WPC）成立，成员包括中、美、日、荷等9个国家。联盟成立的目的是制定所有电子设备都能兼容的无线低功率充电国际标准。Qi无线充电标准就是WPC指定的标准之一。

Qi诞生于2010年，初代标准，也就是Qi 1.0支持的功率上限仅为5W，但它的出现也为后续标准的制定奠定基础。

2021年，Qi 1.3标准出台，将理论充电速度提升至5W以上。更重要的是，Qi 1.3提供了鉴权功能，也就是加入了安全芯片功能。从官方资料与意法半导体技术专家的讲解中记者得知，Qi 1.3的鉴权，也就是身份验证功能分为BPP与EPP两个级别。BPP支持5W以下功率，EPP支持15W功率。其中支持高功率充电的EPP还能对协议层和FOD进行扩展或分级。

今年，Qi 2.0马上来了。据官方资料介绍，Qi 2.0全新支持MPP验证，支持更高的工作频率，理论充电速率能达到15W。在鉴权方面，Qi 2.0的通信量也更大，解码响应速度更快。不过要想通过Qi 2.0认证就必须通过级别更高的EPP或MPP认证。

Qi如何确保安全

从Qi标准指定的起点出发，它的最终目的就是要保证充电安全，因此也就需要确保充电设备是符合安全标准的，安全认证芯片应运而生。

据意法半导体技术专家介绍，本次推出的认证芯片其实是安全芯片的一种。在芯片行业，它被称为SE（secure element）。日常生活中常见的银行卡、身份证、社保片等内部都有安全芯片。

安全芯片之所以安全，是因为它具有唯一的ID号以及对应的加密算法。目前安全芯片可以被用来作为品牌保护、通讯保护等领域。

要想使用Qi安全芯片，就要获得WPC签发的证书。首先无线充电产品厂商需要注册成为WPC会员，WPC会提供PTMC码以及Qi ID。以意法半导体为例，意法半导体作为WPC的官方许可MCSP服务商，在获得PTMC码以及Qi ID，就可以利用自己的安全工厂将证书与密钥灌注进芯片中。意法半导体技术专家表示，作为一个IDM厂商，意法半导体具有完整的设计生产流程，在产品供应上具有很多优势，其中包括更低的成本与更优质的质量。

Qi的机遇与挑战

对于意法半导体来说，Qi 2.0带来了更多的机遇与挑战。

首先就是越来越多的手机以及穿戴设备都将配备无线充电功能，除了上文提到的手机，鼠标，键盘等，在汽车中也需要无线充电装置来帮助驾驶员与手机保持安全距离，在咖啡馆、餐厅中也需要配备便民快充驿站。而种种无线充电的应用场合，都需要WPC-Qi规范测试和安全认证，也就必须要搭载相应的硬件安全芯片，这对于意法半导体来说是一个广阔的市场。

相应的，Qi 2.0也同样给意法半导体带来诸多挑战。在完成认证的同时还要做到保护客户隐私与数据安全是一项重点。意法半导体技术专家表示，他们在该领域深耕多年，具有满足CC EAL5+的高安全生产环境，从生产、封测到烧录都在自己的工厂进行，各个环节可控。专家还介绍到，在客户拿到无线充电发射器制造证书和ID后，意法半导体可以作为数字证书服务提供商，在意法半导体的安全工厂内帮助客户完成数字证书的签发烧录，整个流程在4周左右。

Qi 2.0为意法半导体这样的厂商带来诸多机遇与挑战，不过安全芯片最终还是要服务于各大厂客户。值得一提的是，Qi协议的缔约企业涵盖多国多领域，可以算是一种“行业共识”。

Qi最终会不会垄断无线充电领域？可以肯定的是，它一定不会变成一家企业独有的专利技术。对于意法半导体来说，拥有健康供应链且采用IDM制造模式可以长时间在产业链中处于不败之地，但对于Qi标准，它的对手还有更多。

编辑：峰会