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楚山电子:打赢无线充电这场仗

原标题:楚山电子:打赢无线充电这场仗

“中国唯一公司参展wireless power congress @Munich。”7月12日,上海楚山电子科技有限公司(下称楚山电子)创始人郝鹏发了这样一条朋友圈。在展会上,楚山电子成为业内第一个公开展示功率超过30瓦的无人机无线充电方案的企业,这项先进技术吸引了大量目光,当地媒体也专门做了拍摄报道。郝鹏还应邀做了一场关于无线充电在家电领域应用的报告,并与数家欧洲企业洽谈项目合作。

从在大学任教到走上创业之路,郝鹏展现了一个科研工作者将科研成果转化为生产力的精彩过程。从他在微信朋友圈发的内容可见,虽然创业的困难不少,但也乐趣多多,他享受着创业道路上的每一个过程。

“作为一个人,会经常考虑自己到底需要什么,能够为这个社会带来什么?”谈到创业初衷,郝鹏表示,“作为科研工作者,作为教授,我会写一些文章,带一些学生,但我对社会的影响也就如此;而做一家公司,可以把高科技成果市场化,能给更多的人带来便利,我觉得这个意义更大。”

不到两年,楚山电子已经完成两轮融资:2016年12月获得太火鸟1000万元早期投资,2017年6月获得由明势资本领投、紫牛基金跟投的数千万元pre-A轮投资。有多项技术专利和资本傍身的郝鹏,对公司的发展前景充满信心。

上海楚山电子科技有限公司创始人郝鹏

技术逆袭的优势与幸运

故事总有一个开始。2012年以前,郝鹏的工作内容就是科研和教书,他先后供职于上海船舶设备研究所、墨尔本大学、墨尔本皇家理工大学、江苏科技大学等高校及科研机构,还在哈佛大学做过高级访问学者,36岁就评上了教授。

郝鹏在电气电子工程、无线充电及无线通信等领域积累了超过15年的研发经验,一次偶然的机会,他亲身体会到给智能手环更换电池的不便,这让他下定决心深入无线充电技术领域,做一些更前沿且更容易落地的研究。“所以当时就跨过了业内普遍流行的磁感应技术方案,直接进入了下一代的磁共振技术领域。”郝鹏表示,没想到,如此几年研究下来,一下子就站到了舞台聚光灯的中心。

为了检验研究成果的成色,郝鹏边研究边带着阶段性成果参加了一些创业大赛,并一举荣获2013年以色列特拉维夫创业大赛中国区冠军。

2015年,郝鹏应邀到英特尔上海研发中心做报告,此行让他坚定了辞职创业的念头。“我当时得知英特尔也在做无线充电,采用的技术路线与我们不同,但我们的技术在某些性能指标上要优于他们,这让我很惊讶,也很兴奋。”郝鹏回忆道,“当然,技术只是一个方面,更重要是市场落地,英特尔在2015年就有了非常明确的市场化时间表。所以我想,有这种巨头公司冲在前面,我们跟着跑,同时保持自己的技术优势,这是一个非常理想的情况。”

2015年10月,郝鹏辞去教职,成立了楚山电子。楚山电子主要开发的是基于WPC(Wireless Power Consortium,即无线充电联盟)的磁共振无线充电技术,迄今已在无线充电领域成功申请了30多项各类技术专利,尤其在中高功率电能传输方面独树一帜,成为全球无线充电的技术标杆型企业。

与楚山电子的欣欣向荣形成鲜明对照的是,郝鹏曾经羡慕的老大哥英特尔在无线充电领域遭遇了滑铁卢,并最终解散了研究团队。为何楚山电子能实现技术逆袭?这与他们采用了与英特尔不同的无线充电技术标准有很大关系。

对无线充电原理的研究最早可以追溯到19世纪30年代,那时候,法拉第首先发现了电磁感应原理,即磁场的变化会产生电流;到了19世纪90年代,尼古拉•特斯拉又证实了无线传输电波的可能性,并申请了首个专利。郝鹏介绍说,目前无线充电领域存在三种基于不同原理的技术:磁感应技术、磁共振技术和无线电波技术。其中,前两项技术已经或即将实现商用,最后一种仍处于实验室阶段。

“虽然从2014年起,苹果手表和三星Galaxy系列手机都采用了磁感应无线充电技术,但仍然属于一种商业化的尝试,应用并没有真正地铺开。”郝鹏介绍,无线充电领域曾有三个比较重要的标准组,一是2008年成立的WPC;二是同样成立于2012年的A4WP(Alliance for Wireless Power,是三星、高通与Powermat创立的无线充电联盟)和PMA(Power Matters Alliance,即电力事业联盟)。“A4WP和PMA竞争不过WPC,于是这两个难兄难弟在2015年合并成为了AirFuel Alliance。所以,目前的无线充电标准主要就是AirFuel和WPC这两个了。”

截至2017年8月,WPC的会员数量超过234家,是目前全球最大的无线充电联盟。今年2月,苹果公司正式宣布加入WPC,9月发布的新款手机iPhone 8和iPhone X的无线充电功能都采用了WPC推出的Qi无线充电标准。“苹果的加入标志着无线充电领域发生了质的变化。”郝鹏说,这将刺激WPC方案模组出货量的大幅度攀升。

作为消费类电子产品的无线充电国际标准,WPC的雄心并不局限于手机,而是涵盖了笔记本电脑、家用电器甚至机器人等在内的消费类和工业类电子产品。这使得WPC在技术路线上需要作出革新,即在采用磁感应技术的同时也纳入磁共振方式。

虽然都是磁共振方式,但WPC与AirFuel在这方面的具体实现方式有所不同。WPC采用的是既有的87KHz〜205KHz频段频率,这种方法既能实现最高千瓦级的功率,又能将成本控制在较低水平,还能向后兼容磁感应技术。AirFuel的磁共振技术频率固定为6.78MHz。问题是,该频率与NFC/RFID技术采用的13.56MHz频率是整数倍关系,两者之间不可避免地会产生强烈的信号干扰。NFC/RFID在支付领域应用广泛,这必然导致AirFuel技术不会被大量采用,这也正是苹果公司没有加入AirFuel Alliance的原因。

郝鹏介绍说,市场上至今都没有出现过批量的AirFuel技术无线充电产品,而且其技术标准仍然停留在2014年的水平上,即其前身A4WP发布的不足百页的框架性标准。这与WPC每半年更新一版,如今已长达数百页的标准相比,实在难以得到市场的普遍接受。

“我们从2012年开始研究千赫兹磁共振技术,当时还属于小众的技术路线。”提当年,郝鹏深感自豪和幸运。他们很有预见性地早于苹果公司2个月加入了WPC。苹果公司宣布加入WPC的当天晚上,郝鹏非常感慨发了一条朋友圈:“Apple做出了选择,英雄所见略同。好戏刚刚开始,We are ready.”

楚山电子的100瓦无线充电方案

小家电无线充电的蓝海

无线充电的用途很广,简单来说有工业类用途和消费类电子产品,前者包括工具生产线、工业机器人、汽车类等,后者则包括可穿戴设备、智能家居、陪伴机器人、扫地机器人、笔记本电脑、手机等。

郝鹏判断说:“就今年而言,无线充电最先落地的应该是智能硬件领域,然后是智能家电领域,同时或者然后是手机领域。”这是他与手机及家电智能硬件领域专业人士交流后取得的共识。

“单从工艺上说,现在手机越做越薄,在不断做薄的基础上还要增加功能。在性能和工艺要求都很高的情况下,最终的良品率会很低,这是一个很要命的问题。”郝鹏分析道,“相对而言,无线充电更容易在智能硬件和智能家电领域落地,而且从某种意义上来说,这两个领域的厂商对无线充电技术的需求比手机厂商要更迫切一些。”

“对普通人来说,家电领域是‘熟悉的陌生人’,大家天天都用家电,但是并不知道这个行业有多大。”郝鹏继续分析,智研咨询发布的《2016-2022年中国家电市场运行态势及投资战略研究报告》给出的数据显示:2015年,中国生活电器行业整体规模约950亿元,零售量同比增长9.9%,零售额同比增长 5.8%,这一年中国家电市场的总规模约1.53万亿元,照此计算,小家电销售额在家用电器中的占比为 6.21%。与之相比,2014年美国的这一指标的数值为13.43%。由此可见,中国的小家电市场占比还有很大的增量空间。中国农村小家电市场规模仅为城市小家电市场规模的1/5,其成长空间更为巨大。

“小家电领域这几年的增长非常迅猛,有逆袭大家电的趋势。像吸尘器、擦地机这类小家电,国内的家庭占有率只有5%到10%,而发达国家是90%,所以成长空间非常巨大,这个领域对无线充电技术的需求非常迫切。”郝鹏表示,“小家电的功能创新是一个刚需,安全性、便携性也是厂商一直追求的,所以我们非常看好这个领域,对我们来说就是一个蓝海。据我所知,目前只有我们进入了这个领域,而且做到了可以量产的水平。”他举例说,擦地机一边喷水一边擦地,机身不可避免地要沾上水,会产生静电和安全隐患,无线充电则可以有效避免这些问题,可以让设备更加安全高效。

为洗衣机做无线充电方案,也是楚山电子一直在做的事,在技术运用的新方式上,小家电厂商给了它很好的启发。现在的洗衣机,虽然针对不同面料设定了不同的洗涤方式,但还不能分辨是洗一件衣服还是十件衣服,也不能相应地自动调整洗涤水位和时间。“这是因为内缸上没有设置传感器来告诉洗衣机该怎么计算。”郝鹏给笔者展示了一张滚筒洗衣机的内缸图,“装传感器就可以解决这个问题,但这个传感器没法用电线去连接供电,因为内缸是通过洗衣机的外轴带动的,如果从外壁内部引电线进入内缸,内缸一转线就断了;放电池也不行,因为电池总有用完的时候,不可能让用户拆开机器去换电池。无线充电是一个很好的解决方式,所以一些洗衣机生产厂商找到我们,希望我们为他们做配套设备。”

还有一些冰箱生产厂商也找到楚山电子,探讨在冷藏室抽屉里放置LED灯和温湿度传感器的可能性。“有了无线充电方案就不用走电线了,如果他们不说,我们自己是想不到这个事的。这些对于我们来说都很有启发。”郝鹏表示。

目前,楚山电子以to B业务为主,兼顾to C产品的开发。其产品可以同时实现四个重要的性能指标:一是可定制隔空距离,可按照客户的要求定制不同的无线充电距离,从1厘米〜20厘米都能实现;二是可定制功率,可以为使用功率从几瓦到几千瓦的产品充电,且都做过实际的产品,有的已经交付客户;三是可定制尺寸;四是无线充电效率不低于75%,超过这一数值的技术就具备了商用价值。

楚山电子设计有三类产品模组,分别针对手机(低功率)、智能硬件/智能家电(中功率)及机器人(高功率)领域。“我们的成本是很低的,一是我们选择了使用千赫兹级的技术路线,它的频率低,实验成本也就低,从技术路径上保证了成本下降;二是成本能否降下来要取决于批量的大小,20瓦的手机无线充电方案投入百万级量产时,充电成本基本可以和现有的电池充电技术持平。”郝鹏介绍。

基于过硬的技术方案和价格优势,楚山电子在2017年5月和美国捷普集团签订了合作协议,正式成为捷普的无线充电供应商。“捷普是仅次于富士康的代工厂,苹果手机和很多品牌的笔记本电脑都是由他们做代工的。”郝鹏表示,捷普与楚山电子有双重合作关系:楚山电子为捷普提供无线充电方案,而捷普也是楚山电子的代工厂之一。

楚山电子还与几家无人机公司签订了协议,为它们做无线充电方案。“比如做基站的无线充电方案,无人机可以自己降落到基站的平台上充电,大概用15到20分钟时间把电充满,然后再飞到下一个基站,实现无人值守。”郝鹏表示。

楚山电子创始人及CEO郝鹏介绍无线充电技术行业发展历程。

向技术标杆型企业进军

谈到创业过程中印象深刻的事,郝鹏表示,没想到引入第二轮投资的效率会这么高,“明势资本是非常高效和极具洞察力的投资机构,从它与我们第一次沟通到签订投资协议,全程不到一个礼拜。”而对于此轮融资资金的用途,郝鹏表示将主要用于四个方面,第一,扩充团队;第二,用于技术本身,保持技术的领先性;第三,做足面向国内外企业的to B市场;第四,用于模组的备货。

前景一片美好,但英特尔折戟无线充电研发的教训一直是在郝鹏耳边敲响的警钟:每年投入2000万美元研发费用的项目最后无疾而终,50多人的团队也被解散,问题就出在选错了技术方向。因为英特尔加入的是AirFuel Alliance,这个技术标准采用的固定在6.78MHz频率的磁共振技术存在明显缺陷。如何确保楚山电子未来一直不因为站错队而错失良机呢?“技术路线要保证正确,核心技术要保持领先,商业运营要先入为主。”这是郝鹏给出的答案。

2017年2月,楚山电子针对无线充电市场做了一个调研。“2016年,仅无线充电的接收端出货量就达到了2.05亿部,这个量主要来源于三星手机和苹果手表,两个加在一起差不多就快2亿了。数据表明,2016年有82%的人听说过无线充电,1/4的人实际使用过,这表明渗透率已经足够高了。还有一个最重要的信息是,苹果于今年2月非常突然地加入了WPC。这些对我们来说,都是非常明确的信号:无线充电行业起风了。”郝鹏表示,“到今天为止,市场上所有的无线充电产品,无论正规厂商还是山寨公司的产品,都是基于WPC推出的Qi标准或类似于Qi标准的。WPC是面向所有消费类电子产品无线充电的标准组,适用于手机、笔记本电脑、家用电器、厨房电器。它的胃口很大,2000瓦基本上已经可以涵盖所有门类的消费电子类产品,而它的目的也很明确,技术路线也日渐确定。”

2017年5月初,WPC在深圳召开了第二次标准年会,作为会员单位领导参会的郝鹏,他身边就坐着苹果团队的人。“他们这次来不是为了手机,而是为了笔记本电脑,他们明确提出了要给MacBook做65瓦的无线充电方案,希望有人来做这方面的事。所以我个人判断,在2020年前后,就苹果系列的产品而言,至少手表、手机、iPad、MacBook这四个产品一定都会实现无线充电化,所以我对未来还是比较看好的。”

郝鹏在核心技术方面也很有自信,“我们的技术比较领先,至少领先了友商好几步。我们对市场有自己独到的判断,比如,虽然有人说手机领域已经被过度聚焦和解读,但我们认为实际上市场还没有到来。比如,汽车端的大功率无线充电,在技术、市场以及和有线充电桩的竞争方面,还有很多问题没有解决。这两块市场中间的一部分其实较少有人关注,而这部分恰恰是我们擅长的地方,我们能够在足够短的时间里满足客户在无线充电方面的需求,这是国内外同行做不到的,就这点而言,我们应该说是第一家。”

郝鹏表示,既然选择了做这一行,就要努力打磨自己。他的愿望是将公司发展成为技术标杆型企业,让更多的用户体会到技术成果带来的便捷。

文 | 本刊记者 左勤程

载于《投资圈》杂志9月刊

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