對于移動設備來說，假冒偽劣的充電器一直是個巨大的威脅。2016 年年末，蘋果就直接懟起了這些山寨貨，稱在亞馬遜上買到的所謂原裝充電器有 90% 都是假冒偽劣產品。與此同時，英國特許交易標準委員會也盯上了這一問題，它們發現的問題更嚴重，網購的 400 個山寨充電器中，有 397 個都無法通過基本的安全測試。過去幾年中，配備無線充電技術的移動設備逐漸多了起來，為了讓無線充電市場不被假冒偽劣產品侵占，麻省理工微系統技術實驗室的研究人員研發了一款芯片，只有通過了密碼驗證，才能開始無線充電。

此外，這項技術還解決了無線充電的另一個問題：當兩臺設備共用一個充電器時，如果它們離線圈的距離不同，充電效率差距會非常大，即一臺充滿時另一臺還空空如也。

“安全是物聯網設備的最關鍵的問題之一，”電子工程和計算機科學教授 Anantha Chandrakasan 說道，他認為車輛、家具、土木工程結構、制造裝備甚至牲畜未來都會搭載芯片，直接向網絡服務器回傳各種數據。

上周，研究人員在國際固態電路研討會上公布了這款全新芯片。

開關消失

在無線充電系統中，充電器和目標設備內部都包含金屬線圈。充電時，交流電會通過充電器的線圈產生磁場，隨后能量會從傳輸段轉移到接收端。不過，要想接收能量，設備的線圈必須調整到合適的傳輸頻率。

那么麻省理工研究人員的芯片到底創新在哪呢？其實重點就在于接收端線圈頻率的調節，麻省理工研究人員發明了更緊湊和高效的電路。一個標準的調諧電路會將線圈與一系列電容器和電子元器件相連，每組電容器之間都有一個開關，而電容器的開關會改變接收端的傳輸頻率。

“這些開關必須質量非常過硬。”Juvekar 說道。“它們在關閉時需要阻斷高電壓，在開啟時則會經受高電流的考驗，因此它必須是電路板上的分立元件，成為獨立于芯片的存在。如果非要把它加在芯片上，就需要較為特殊的制造工藝，結果就是成本上升。”

與傳統的單線圈設計不同，麻省理工的研究人員讓一個電容器用上了兩個線圈，因此開關這一零部件可以被省掉了。“事實上沒了開關反而成了一大優勢。”Juvekar 說道。

可變調諧頻率

在這款新型芯片中，線圈大小也不同，主線圈比輔線圈要大得多。其中，負責為設備充電的主要是主線圈，而當電流流過輔線圈，則會產生磁場改變主線圈的調諧頻率。

連接輔線圈電路的電阻可以不斷地變化，當電阻較低時，輔線圈產生的磁場較強，主線圈的調諧頻率會大大改變，這時充電器就無法充電了。

當輔線圈的電阻較高時，磁場就會減弱，充電還會繼續，但充電率會非常低，這樣一來，離無線充電器較遠的設備就能獲得更多電能。

這款芯片用了一個名為橢圓曲線密碼編譯的認證技術，該技術為公共密匙加密技術，在充電前，它會與連接的充電器進行信息交換，只有正品充電器才能回答芯片的“問題”。不過，這款芯片無需內置安全密匙。

橢圓曲線密碼編譯是一種非常完善的技術，不過 MIT 的研發人員還是對其進行了改進，降低了芯片的功耗。此外，他們還簡化了加密電路，省出了大量空間。

“MIT 的這款芯片可以精確安全的管理多個充電負載，”Kilby Labs 的信號通路專家 Baher Haroun 說道。“安全是無線能量傳輸的前提，只有安全才能保證其有效的利用。MIT 的芯片不但能保證安全，還能認證到底誰才有資格獲取無線傳輸的能量。”