Revoliucija nešiojamuose įrenginiuose: kaip belaidžio energijos surinkimo įrenginiai transformuos asmenines technologijas 2025 m. ir vėliau. Išnagrinėkite rinkos augimą, perversmines technologijas ir savarankiškai maitinamų įrenginių ateitį.

Vykdomoji santrauka: pagrindinės tendencijos ir rinkos veiksniai 2025 m.
Rinkos dydis ir augimo prognozė (2025–2030): CAGR ir pajamų prognozės
Pagrindinės technologijos: RF, piizoelektrinės, termoelectrinės ir saulės energijos surinkimas
Konkursinė aplinka: pirmaujančios įmonės ir strategiškai partnerystės
Taikymo sritys: sveikatos priežiūra, fitnesas, vartotojų elektronika ir pramoniniai nešiojami įrenginiai
Reguliavimo aplinka ir pramonės standartai (IEEE, IEC)
Iššūkiai: efektyvumas, miniatiūrizavimas ir integracija
Naujausi inovacijos ir patentų veikla
Investicijos, M&A ir finansavimo tendencijos
Ateities perspektyvos: galimybės, rizikos ir strateginiai pasiūlymai
Šaltiniai ir nuorodos

Vykdomoji santrauka: pagrindinės tendencijos ir rinkos veiksniai 2025 m.

Nešiojamų belaidžio energijos surinkimo įrenginių sektorius yra pasirengęs ženkliam augimui 2025 m., kurį skatina medžiagų mokslo pažanga, miniatiūrizavimas ir didėjanti savarankiškai maitinamų elektronikos paklausa. Kadangi nešiojama technologija vis labiau integruojasi į kasdienį gyvenimą – apimant sveikatos stebėjimą, fitnesą ir pramoninį saugumą – energijos autonomiškumas tampa svarbiu diferenciatoriumi. Rinka stebi perėjimą iš įprastų akumuliatoriais maitinamų nešiojamų įrenginių į prietaisus, galinčius surinkti aplinkos energijos šaltinius, tokius kaip kūno šiluma, judesys ir radijo dažnio (RF) signalai.

Pagrindiniai pramonės žaidėjai skatina inovacijas šioje srityje. ams OSRAM, sensorių ir fotonikos sprendimų lyderis, kuria ultražemų energijos vartojimo komponentus ir energijos surinkimo modulius, pritaikytus nešiojamiesiems prietaisams. Jų dėmesys energijos surinkimo integravimui su pažangių jutiklių platformomis leidžia ilgesnį prietaisų tarnavimo laiką ir mažina poreikį dažnai įkrauti. Panašiai TDK Corporation tobulina piizoelektrines ir termoelectric medžiagas, kurios konvertuoja mechaninę ir šiluminę energiją iš žmogaus kūno į naudojamą elektros energiją nešiojamiesiems prietaisams. TDK miniatiūriniai energijos surinkimo moduliai įgauna populiarumą naujos kartos išmaniuosiuose laikrodžiuose ir fitneso stebėjimo prietaisuose.

Kitas pastebimas tendencija yra lankstžių ir tempimo elektronikos integracija, leidžianti energijos surinkimo įrenginiams nepriekaištingai prisitaikyti prie žmogaus kūno. Samsung Electronics demonstravo lanksčių termoelectric generatorių prototipus, įtaisytus išmaniuose audiniuose, siekdama komercinės plėtros artimiausiu metu. Tuo tarpu Renesas Electronics Corporation bendradarbiauja su partneriais, siekdama sukurti ultražemos energijos vartojimo belaidžio įkrovimo ir energijos surinkimo IC, orientuodama į medicininius nešiojamuosius prietaisus ir nuotolinius sveikatos stebėjimo prietaisus.

Dažniausiai naudojamo daiktų interneto (IoT) plitimas ir 5G tinklų diegimas dar labiau skatina savarankiškai maitinamų nešiojamųjų prietaisų paklausą. Energijos surinkimo sprendimai vis dažniau kuriami, siekiant naudoti aplinkos RF energiją iš visuotinai prieinamų belaidžio signalų, kuriuose STMicroelectronics daro pažangą su savo RF energijos surinkimo mikroschemų rinkiniais. Tikimasi, kad šios pažangos parems neremontuojamų, visada veikiančių nešiojamųjų prietaisų diegimą sveikatos priežiūros, sporto ir pramoninio saugumo srityse.

Žvelgdami į priekį, pažangių medžiagų, miniatiūrizuotos elektronikos ir belaidžio ryšio susijungimas greičiausiai paskatins greitą nešiojamų belaidžio energijos surinkimo įrenginių priėmimą iki 2025 m. ir vėliau. Kadangi pirmaujančios gamintojos toliau investuoja į tyrimus ir plėtrą bei strategines partnerystes, sektorius, tikėtina, pristatys tvirtesnius, patogesnius ir energijos autonomiškus nešiojamuosius prietaisus, atitinkančius nuolat kintančius vartotojų ir įmonių poreikius.

Rinkos dydis ir augimo prognozė (2025–2030): CAGR ir pajamų prognozės

Belaidžių energijos surinkimo įrenginių rinka patiria ženklią plėtrą nuo 2025 iki 2030 m., kurią skatina nešiojamų elektroninių prietaisų plitimas, pažanga mažai energiją vartojančių jutiklių technologijose ir didėjanti tvarumo, be akumuliatorių ateinančių sprendimų paklausa. 2025 m. sektorius pasižymi įvairiais energijos surinkimo metodais – apimančiais termoelectric, piizoelektrinius ir radijo dažnio (RF) energijos surinkimus – integruotais į išmaniuosius laikrodžius, fitneso stebėjimo prietaisus, medicininius nešiojamuosius prietaisus ir naujus išmanius audinius.

Tokios pramonės lyderės kaip ams-OSRAM AG ir Analog Devices, Inc. aktyviai kuria ultražemos energijos vartojimo energijos surinkimo IC ir modulius, pritaikytus nešiojamiesiems prietaisams. ams-OSRAM AG orientavosi į miniatiūrizuotas jutiklių ir energijos valdymo sprendimus, o Analog Devices, Inc. siūlo energijos surinkimo PMIC (Energijos valdymo integruoti grandynai), kurie leidžia efektyviai konvertuoti ir saugoti aplinkos energiją. Tuo tarpu Renesas Electronics Corporation ir STMicroelectronics plečia savo portfelius, kad įtrauktų energijos surinkimo sprendimus, suderinamus su Bluetooth Low Energy (BLE) ir kitais belaidžiais protokolais, dar labiau palaikydami šių technologijų integraciją į naujos kartos nešiojamuosius prietaisus.

Rinkos sudėtinė metinė augimo norma (CAGR) prognozuojama viršijanti 20% nuo 2025 iki 2030 m., pasaulinės pajamos turėtų pasiekti nuo 1,5 milijardo iki 2 milijardų dolerių prognozuojamo laikotarpio pabaigoje. Šis tvirtas augimas paremtas didėjančiu naudojimu sveikatos stebėjimo prietaisuose, kur svarbi nuolatinė, priežiūros nereikalaujanti veikla, taip pat vartotojų elektronikoje ir pramoniniuose nešiojamuose prietaisuose. Azijos ir Ramiojo vandenyno regionas, vedamas gamybos centrų Kinijoje, Japonijoje ir Pietų Korėjoje, tikimasi taps greičiausiai augančia rinka, palaikoma didelių investicijų į lanksčias elektronikos ir išmaniųjų tekstilės gamybą.

Pagrindiniai veiksniai apima energijos surinkimo komponentų miniatiūrizavimą, konversijos efektyvumo gerinimą ir lanksčių, biokompatibilių medžiagų integravimą. Tokios įmonės kaip Energous Corporation pirmauja RF pagrindo belaidžio energijos perdavimo srityje nešiojamuose prietaisuose, tuo tarpu ams-OSRAM AG ir STMicroelectronics investuoja į hibridinius energijos surinkimo sprendimus, derinančius kelis energijos šaltinius, kad pagerintų patikimumą.

Žvelgdami į priekį, rinkos perspektyvos išlieka labai teigiamos, nes tęsiami tyrimai ir plėtra, kurių tikimasi, kad atneš tolesnes pažangas efektyvumo ir formos faktoriaus srityse. Strateginės partnerystės tarp puslaidininkių gamintojų, nešiojamų prietaisų OEM ir tekstilės įmonių greičiausiai pagreitins komercinimą ir išplės programų spektrą, užtikrindamos nuolatinį dvigubą skaičių augimą iki 2030 m.

Pagrindinės technologijos: RF, piizoelektrinės, termoelectrinės ir saulės energijos surinkimas

Nešiojami belaidžio energijos surinkimo įrenginiai sparčiai tobulėja, remdamiesi keturiomis pagrindinėmis technologijomis: radijo dažnio (RF) surinkimas, piizoelektriniai, termoelectric ir saulės energijos konversija. Šios technologijos leidžia sukurti naujos kartos savarankiškai maitinamus nešiojamus prietaisus, mažinant priklausomybę nuo akumuliatorių ir atveriant naujas galimybes nuolatiniam sveikatos stebėjimui, fitneso sekimui ir išmaniesiems audiniams.

RF energijos surinkimas: RF energijos surinkimas fiksuoja aplinkos elektromagnetinius bangas iš šaltinių, tokių kaip Wi-Fi maršrutizatoriai, mobiliojo ryšio bokštai ir transliacijos antenos. 2025 m. tokios įmonės kaip Powercast Corporation komercionalizuoja RF-į-DC keitiklius ir modulius, kurie gali būti integruoti į nešiojamuosius įrenginius, leidžiantis mažai energijos vartojantiems prietaisams veikti be tiesioginio akumuliatorių įkrovimo. Sequans Communications taip pat kuria mikroschemas, optimizuotas mažai energijos vartojantiems IoT ir nešiojamiesiems prietaisams, palaikydami energijos surinkimą iš RF šaltinių. RF surinkimo efektyvumą riboja mažas aplinkos signalų galingumas, bet nuolat tobulėjanti rektifikuočių dizaino ir energijos valdymo optimizacija tikimasi paskatins praktinį taikymą per kelerius ateinančius metus.

Piizoelektrinis surinkimas: Piizoelektrinės medžiagos generuoja elektrą iš mechaninio streso, pvz., kūno judesio ar vibracijos. Tokios įmonės kaip Murata Manufacturing Co., Ltd. ir TDK Corporation yra pirmaujančios piizoelektrinių komponentų tiekėjos, įskaitant ploną filmą ir lanksčius piizoelektrinius elementus, kurie tinkami integruoti į nešiojamuosius įrenginius. 2025 m. šios medžiagos integruojamos į išmaniuosius įdėklus, riešines ir drabužius energijai tiekiančius jutikliams ir siųstuvams. Piizoelektrinio surinkimo perspektyvos yra stiprios, o tyrimai yra orientuoti į medžiagų lanksčiaus bei išėjimo galios didinimą, kas daro jas vis labiau tinkamas mažos energijos nešiojamiesiems prietaisams maitinti.

Termoelectric surinkimas: Termoelectric generatoriai (TEGs) konvertuoja temperatūrų skirtumus tarp kūno ir aplinkos į elektros energiją. ams OSRAM ir Laird Thermal Systems kuria kompaktiškas TEG modulius nešiojamiems įrenginiams, orientuodamosi į tokias programas kaip medicininiai pleistrai ir fitneso sekimo prietaisai. 2025 m. pažangus medžiagų mokslas didina dėvėjimo komfortą ir efektyvumą, o lanksčių ir prie odos priglundančių dizainų bandomoji gamyba jau prasidėjo. Tikimasi, kad ateinančios kelerios metų priimančios technologijos bus plačiai naudojamos, nes sprendžiami integracijos iššūkiai ir didėja energijos išėjimas.

Saulės energijos surinkimas: Lankstūs ir lengvi fotovoltinės (PV) elementai integruojami į tekstilę ir nešiojamus aksesuarus. Heliatek GmbH ir Konica Minolta, Inc. yra pirmaujančios organizacijų komplektų, kuriuos galima laminuoti ant audinių ar kreivų paviršių, kūrimo. 2025 m. saulės energijos surinkimas derinamas su kitais energijos šaltiniais nešiojamuose prietaisuose, ypač naudojamuose lauke ir sporte. Perspektyvos yra teigiamos – nuolat gerinant efektyvumą, lankstumą ir patikimumą tikimasi tolesnio priėmimo artimiausiu metu.

Bendrai šios pagrindinės technologijos daro įtaką autonomiškesnių, priežiūros nereikalaujančių nešiojamų įrenginių galimybių. Tęsiantis integracijai ir miniatiūrizavimui, ateinančiais metais gali stebėti komercinių produktų proliferaciją, kurie derina kelis energijos surinkimo metodus patikimumui ir nuolatiniam energijos tiekimui.

Konkursinė aplinka: pirmaujančios įmonės ir strategiškai partnerystės

Konkursinė aplinka nešiojamų belaidžio energijos surinkimo įrenginių 2025 m. pasižymi dinamišku senų elektronikos gigantų, novatoriškų startuolių ir tarpdisciplininių bendradarbiavimų mišiniu. Kadangi paklausa savarankiškai maitinamų nešiojamų prietaisų auga – skatinama sveikatos stebėjimo, fitneso ir IoT programų – įmonės skuba komercializuoti efektyvias, miniatiūrizuotas energijos surinkimo sprendimus, kurie gali būti nepriekaištingai integruotomis į tekstilę ir vartotojų prietaisus.

Tarp pasaulinių lyderių Sony Corporation toliau investuoja į lanksčias termoelectric ir piizoelektrines medžiagas nešiojamiesiems prietaisams, pasinaudodama savo miniatiūrizavimo ir vartotojų elektronikos patirtimi. Sony R&D veikla orientuota į energijos surinkimo modulių integraciją į išmaniuosius laikrodžius ir fitneso stebėjimo prietaisus, siekiant ilgesnio akumuliatoriaus tarnavimo laiko ir mažesnio įkrovimo dažnio. Panašiai, Samsung Electronics tobulina savo darbą su triboelectric nanogeneratoriais ir lanksčiomis saulės baterijomis, o neseniai pateikti patentai ir prototipų demonstracijos rodo stiprų postūmį komercinei plėtrai ateinančiais metais.

Medžiagų ir komponentų srityje Murata Manufacturing Co., Ltd. yra pagrindinis piizoelektrinių ir termoelectric komponentų tiekėjas, bendradarbiaujantis su nešiojamų prietaisų OEM, kad sukurtų specialius energijos surinkimo modulius. Murata partnerystės su tekstilės gamintojais ir elektronikos prekių ženklais greičiausiai pagreitins energijos surinkimo integravimą į išmanųjį drabužį ir medicininius nešiojamuosius prietaisus.

Startuoliai taip pat vaidina svarbų vaidmenį. EnerBee, Prancūzijos įmonė, specializuojasi mikro energijos surinkėjų, kurie konvertuoja judesį į elektrą, kuriuos orientuoja tiek į vartotojų, tiek į pramoninius nešiojamuosius prietaisus. Neseniai bendradarbiavimas su Europos sportinės aprangos prekių ženklais rodo tendenciją energijos surinkimą tiesiogiai įdėti į drabužius. Tuo tarpu Amphenol, pagrindinis jutiklių ir tarpusavio sprendimų tiekėjas, plečia savo portfelį, kad apimtų lankstų energijos surinkimo modulius, dažnai per strateginius įsigijimus ir bendras įmones.

Strateginės partnerystės formuoja sektoriaus trajektoriją. Pavyzdžiui, Texas Instruments dirba su pirmaujančiais nešiojamų prietaisų gamintojais, kad optimizuotų energijos valdymo IC energijos surinkimo programoms, užtikrinant efektyvų energijos konversiją ir saugojimą. Tarptautinės partnerystės – tokios kaip tarp elektronikų firmų ir tekstilės įmonių – greičiausiai intensyvės, bendradarbiaujant bendriems R&D projektams, siekiant komercializuoti plačiai pritaikomas, tvirtas ir didelio našumo energijos surinkimo audinius iki 2026 m.

Žvelgdami į priekį, konkurencinė aplinka greičiausiai matys tolesnį konsolidavimą, nes didelės elektronikos ir medžiagų įmonės įsigyja novatoriškus startuolius, kad pagreitintų produktų kūrimą. Ateinančiais metais tikimasi gausaus komercinių projektų pristatymo, o įmonės pasinaudodamos partnerystėmis sprendžia techninius iššūkius ir plečia gamybą. Kai reguliavimo standartai nešiojamiesiems prietaisams tobulėja, pramonės lyderiai sutelks dėmesį į atitiktį ir tarpusavio veikimą, toliau formuodami rinkos kryptį.

Taikymo sritys: sveikatos priežiūra, fitnesas, vartotojų elektronika ir pramoniniai nešiojami įrenginiai

Nešiojami belaidžio energijos surinkimo įrenginiai sparčiai transformuoja taikymo sritis, tokias kaip sveikatos priežiūra, fitnesas, vartotojų elektronika ir pramoniniai nešiojami įrenginiai. 2025 m. miniatiūrizuotų elektronikos, pažangių medžiagų ir belaidžio energijos perdavimo technologijų susijungimas leidžia sukurti naujas savarankiškai maitinamų ar energijos autonominių nešiojamųjų įrenginių klases, sumažinant priklausomybę nuo tradicinių akumuliatorių ir atveriant naujas naudojimo galimybes.

Sveikatos priežiūros srityje energijos surinkimo nešiojami įrenginiai integruojami į nuolatinio sveikatos stebėjimo sistemas, tokias kaip išmanieji pleistrai, biosensoriai ir implantai. Šie prietaisai panaudoja kūno šilumą, judesį arba aplinkos radijo dažnio (RF) energiją, kad maitintų jutiklius, kurie stebi gyvybinius požymius, gliukozės lygius arba širdies ritmą. Tokios įmonės kaip Abbott Laboratories ir Medtronic tiria energijos surinkimą naujos kartos medicininiuose nešiojamuosiuose prietaisuose, siekdamos prietaisų tarnavimo laiko ilginti ir minimizuoti invazyvių akumuliatorių pakeitimų poreikį. Termoelectric ir piizoelektrinės medžiagos ypač žadamos energetikams mažo energijos vartojimo medicininiuose jutikliuose, tebevykdant tyrimus ir dalyvaujant pilotinėse programose klinikinėse aplinkose.

Fitneso sektoriuje energijos surinkimas integruojamas į išmaniuosius laikrodžius, fitneso juostas ir išmaniuosius drabužius. Pirmaujančios vartotojų elektronikos gamintojos, tokios kaip Sony Group Corporation ir Samsung Electronics, kuria nešiojamuosius prietaisus, kurie fiksuoja kinetinę energiją iš judesio arba surenka saulės energiją per lanksčius fotovoltinius elementus. Tikimasi, kad šios naujovės leis ilgesnį prietaisų veikimo laiką ir naujų funkcijų, tokių kaip nuolatinis sveikatos stebėjimas ir realaus laiko atsiliepimai, be dažnų įkrovimų.

Vartotojų elektronika taip pat naudojasi belaidžiu energijos surinkimu, o tokios kompanijos kaip Apple Inc. ir Xiaomi Corporation investuoja į aplinkos RF energijos surinkimo ir belaidžio įkrovimo ekosistemų tyrimus. Energijos surinkimo modulių integracija į ausines, išmaniuosius žiedus ir AR/VR ausines tikėtina, kad pagreitės artimiausiais metais, skatindama vartotojų paklausą nuolatinėms, be priežiūros prietaisams.

Pramoniniuose nešiojamuose prietaisuose energijos surinkimas naudojamas saugos stebėjimo prietaisų, turto sekimo ir aplinkos jutiklių maitinimui darbuotojams gamybos, logistikos ir pavojingose aplinkose. Tokios įmonės kaip Honeywell International Inc. ir Siemens AG vykdo bandomuosius savarankiškai maitinamus prietaisus, kurie naudoja vibraciją, šilumos gradientus arba RF energiją, kad užtikrintų nuolatinį veikimą atokiose ar sunkiai pasiekiamose vietose. Tikimasi, kad šie sprendimai pagerins darbuotojų saugumą, sumažins priežiūros kaštus ir lems realaus laiko duomenų kaupimą prognozavimo analizei.

Žvelgdami į priekį, ateinančiais metais greičiausiai bus toliau integruojamos energijos surinkimo technologijos į pagrindinius nešiojamuosius produktus, palaikomos pažangų medžiagų mokso, grandinės dizaino ir belaidžio energijos perdavimo standartų. Kadangi prietaisų energijos poreikis mažėja o surinkimo efektyvumas didėja, visiškai autonominių, priežiūros nereikalaujančių nešiojamųjų prietaisų vizija tiek sveikatos priežiūros, tiek fitneso, tiek vartotojų, tiek pramoninėse srityse tampa vis labiau pasiekiama.

Reguliavimo aplinka ir pramonės standartai (IEEE, IEC)

Reguliavimo aplinka ir pramonės standartai nešiojamų belaidžio energijos surinkimo įrenginių srityje sparčiai keičiasi, nes sektorius kyla ir priėmimas pagreitėja. 2025 m. dėmesys sutelktas į prietaisų saugumą, elektromagnetinį suderinamumą ir tarpusavio veikimą, kartu sprendžiant unikalius iššūkius, kylančius integruojant energijos surinkimo technologijas į nešiojamuosius įrenginius.

IEEE (Elektros ir elektronikos inžinierių institutas) vaidina centrinį vaidmenį standartizuojant belaidžio energijos perdavimą (WPT) ir energijos surinkimo sistemas. IEEE 802.15.6 standartas, pradžioje sukurtas belaidžiams kūno tinklams (WBANs), išlieka aktualus ir teikia gaires efektyvios trumpų nuotolių belaidės komunikacijos aplink žmogaus kūną. Tuo tarpu IEEE P2668 darbo grupė kuria standartus Interneto daiktų (IoT) sprendimų vertinimui, įskaitant turinčius energijos surinkimo galimybes, kad būtų užtikrinta efektyvumas ir tarpusavio veiksnumas.

Tarptautinė elektrotechnikos komisija (IEC) taip pat aktyvi šioje srityje, ypač per savo techninę grupę 21 (Antrinės baterijos ir akumuliatoriai) ir techninę grupę 100 (Garso, vaizdo ir multimediiniai sistemos ir įranga). IEC 62827 serija sprendžia belaidžio energijos perdavimo reikalavimus garso, vaizdo ir multimediškai įrangai ir naudojama nešiojamų prietaisų taikymui. Be to, IEC 62311 pateikia vertinimo metodus žmogaus ekspozicijai elektromagnetiniams laukams iš belaidžių įrenginių, kuris yra labai svarbus, kai kalbama apie energijos surinkimą ir energijos perdavimą, artimoje kūno aplinkoje.

Pramoninės konsorcios, pavyzdžiui, Belaidžio energijos konsorciumas (WPC) ir AirFuel alianza, skatina tarpusavio veikimą ir saugos standartus belaidžio įkrovimo ir energijos perdavimo srityse. WPC Qi standartas, plačiai pritaikytas induktyviniam įkrovimui, pritaikomas mažesniems, lanksčiams formos faktoriams, tinkamiems nešiojamiems prietaisams. Tuo tarpu AirFuel alliance tobulina rezonansinius ir RF pagrindus belaidžio energijos perdavimo standartus, kurie vis labiau svarbūs energijos surinkimo nešiojamuose prietaisuose, kur reikia didesnės erdvės laisvės ir efektyvumo.

Žvelgdami į priekį, reguliavimo institucijos pagrindinėse rinkose – įskaitant JAV Federalinių ryšių komisiją (FCC) ir Europos Sąjungos CE ženklų sistemą – tikimasi atnaujinti gaires, kad atsižvelgtų į energijos surinkimo nešiojamųjų prietaisų plitimą. Tai apima griežtesnius reikalavimus dėl elektromagnetinių emisijų, prietaisų ženklinimo ir vartotojų saugos. Tikėtina, kad IEEE, IEC ir pramonės sąjungų standartų konvergencija paspartės, skatindama pasaulinę harmonizaciją ir palaikydama saugų ir patikimą nešiojamų belaidžio energijos surinkimo įrenginių diegimą sveikatos priežiūroje, fitneso ir vartotojų elektronikos srityse artimiausiais metais.

Iššūkiai: efektyvumas, miniatiūrizavimas ir integracija

Nešiojami belaidžio energijos surinkimo įrenginiai yra ateities asmeninės elektronikos pramonės priekyje, tačiau 2025 m. ir ateinančiais metais jų plačiai taikomas taikymas susiduria su ženkliomis problemomis, susijusiomis su efektyvumu, miniatiūrizavimu ir sklandžiu integravimu. Šios kliūtys yra centrinės kuriant praktiškus, vartotojams patogius nešiojamus prietaisus, kurie galėtų patikimai maitinti jutiklius, ekranus ir komunikacijos modulius be dažnų įkrovimų ar masyvių formų faktorių.

Efektyvumas išlieka pagrindiniu klausimu. Energija, gaunama iš aplinkos šaltinių – tokių kaip kūno šiluma, judesys ar radijo dažnio (RF) signalai – yra savaime ribota. Pirmaujančios gamintojos, tokios kaip TDK Corporation ir Vishay Intertechnology, aktyviai kuria pažangias piizoelektrines ir termoelectric medžiagas, kad pagerintų konversijos rodiklius. Nepaisant to, net moderniausi prietaisai paprastai pasiekia tik vienženklę procentinę efektyvumą, konvertuodami biomechaninę ar šiluminę energiją į naudojamą elektros energiją. Tai apriboja aplikacijų aprėptį iki ultražemos energijos elektronikos, pavyzdžiui, sveikatos stebėjimo pleistrų ar fitneso sekimo prietaisų, nebent būtų pasiekta tolesnių proveržių.

Miniatiūrizavimas yra dar viena svarbi problema. Nešiojami įrenginiai turi būti lengvi, lankstūs ir patogūs, kad juos būtų galima nuolat naudoti. Tokios įmonės kaip ams OSRAM ir STMicroelectronics stengiasi pastūmėti mikro gamybos ribas, integruodamos energijos surinkėjus su mikrovaldikliais ir belaidžiais moduliais į vieną lustą ar lanksčią bazę. Nepaisant šių pažangų, energijos surinkimo modulių sumažinimas dydžiu dažnai lemia sumažėjusią galios išvestį, sukurdama kompromisą tarp prietaiso formos faktoriaus ir funkcionalumo. Nanodalelių ir plonų plėvelių technologijų integravimas yra žadantis, tačiau masinė gamyba likusiu mastu išlieka technine ir ekonomine problema.

Integracija su esamomis nešiojamų platformomis yra taip pat sudėtinga. Energijos surinkėjai turi egzistuoti kartu su akumuliatoriais, jutikliais ir komunikacijos grandinėmis, nesukeldami elektromagnetinio sutrikimo ar nesumažindami prietaiso patikimumo. Analog Devices ir NXP Semiconductors kuria energijos valdymo integruotus grandynus (PMIC), specialiai sukurtus energijos surinkimui, užtikrinančius efektyvesnį energijos saugojimą ir paskirstymą. Tačiau užtikrinant suderinamumą su įvairiomis nešiojamomis architektūromis ir užtikrinant tvirtą belaidį ryšį – ypač augant 5G ir ateities belaidžiams standartams – reikalauja nuolatinio inovacijų grandinės dizaino ir sistemos integracijos srityje.

Žvelgdami į priekį, sektorius tikimasi matyti nuosaikius patobulinimus medžiagų mokslo, grandinės miniatiūrizavime ir sistemos integracijoje iki 2025 m. ir vėliau. Bendradarbiavimo pastangos tarp medžiagų tiekėjų, puslaidininkių gamintojų ir nešiojamų prietaisų prekės ženklų bus itin svarbios, kad būtų galima įveikti šiuos iššūkius ir atskleisti visiškai nešiojamų belaidžio energijos surinkimo įrenginių potencialą.

Naujausi inovacijos ir patentų veikla

Nešiojamų belaidžio energijos surinkimo įrenginių srityje pastebėta ženkli inovacija ir patentinė veikla 2024 m. ir 2025 m., remiantis paklausą savarankiškai maitinamų nešiojamų prietaisų sveikatos stebėjimo, fitneso ir IoT srityse. Naujausios pažangos orientuotos į lanksčių medžiagų, multi-modalinio energijos surinkimo ir geresnių energijos valdymo grandinių integravimą, siekiant užtikrinti nuolatinį prietaisų veikimą be dažnų įkrovimų.

Pastebima tendencija yra lanksčių termoelectric ir piizoelektrinių generatorių, kuriuos galima nepriekaištingai integruoti į tekstilę ar tiesiai ant odos, komercializavimas. Tokios įmonės kaip Kyocera Corporation sukūrė lanksčias piizoelektrines plėveles, galinčias konvertuoti kūno judesius į elektros energiją, orientuodamosi į išmaniųjų drabužių ir medicininio stebėjimo programas. Panašiai Panasonic Corporation leisdžiųsails vėlgi apie lanksčių saulės baterijų integraciją į nešiojamuosius įrenginius, leidžiančią energijos surinkimą iš aplinkos šviesos, tiek patalpų, tiek lauke.

2024 m. Samsung Electronics pateikė kelis patentus, susijusius su hibridinių energijos surinkimo sistemomis nešiojamiesiems prietaisams, derindama triboelectric, termoelectric ir fotovoltines mechanizmus, siekiant maksimaliai padidinti energijos surinkimą iš vartotojo aplinkos ir kūno. Šios naujovės sukurtos, kad maitintų jutiklius ir belaidžio ryšio modulius naujos kartos išmaniuosiuose laikrodžiuose ir fitneso juostose.

Patentų peizažą taip pat yra aktyvių medžiagų mokslo lyderių. 3M orientuojasi į pažangius laidžiuosius polimerus ir nanomaterialus, kurie padidina energijos surinkimo sluoksnių efektyvumą ir lankstumą, tuo tarpu LG Electronics sukūrė odą lipančius energijos surinkėjus medicinin требованиям, kas įrodo jų neseniai užregistruotus patentus JAV ir Pietų Korėjoje.

Pramonės organizacijos, tokios kaip IEEE, praneša apie staigų paskelbtų standartų ir techninių dokumentų, skirtų belaidžiam energijos perdavimui ir energijos surinkimui nešiojamuose įrenginiuose, didėjimą, atspindint sektoriaus sparčią brandą. Dėmesys vis labiau skiriamas tarpusavio veikimui, saugumui ir miniatiūrizavimui, o keli bendradarbiavimo projektai vykdomi siekiant standartizuoti belaidžių energijos sąsajų standartus kūnui nešiojamose prietaisuose.

Žvelgdami į 2025 m. ir vėliau, prognozės nurodo nuolatinį patentų registracijos ir komercinio paleidimo augimą, ypač kai įmonės skuba spręsti autonomijos iššūkį nešiojamuose įrenginiuose. Pažangus lanksčių elektronikos, pažangių medžiagų ir kelių šaltinių energijos surinkimo derinimas tikėtina, kad atneš naujas prietaisų kategorijas ir išplės savarankiškai maitinamų sveikatos ir gyvybės nešiojamųjų prietaisų rinką.

Investicijos, M&A ir finansavimo tendencijos

Nešiojamų belaidžio energijos surinkimo įrenginių sektorius 2025 m. patiria ryškią investicijų, susijungimų ir įsigijimų (M&A) ir finansavimo veiklos didėjimą, kurį skatina IoT, sveikatos stebėjimo ir tvarumo imperatyvų susijungimas. Rinkos dinamika remiasi didėjančia savarankiškai maitinamų nešiojamų prietaisų paklausa, kurie sumažina priklausomybę nuo akumuliatorių ir leidžia nuolatinį veikimą sveikatos, fitneso ir pramoninėse srityse.

Paskutiniais metais kelios žinomos elektronikos ir puslaidininkių bendrovės padidino savo strategines investicijas į energijos surinkimo technologijas. TDK Corporation, pasaulinė elektroninių komponentų lyderė, išplėtė savo portfelį, įtraukdama piizoelektrinius ir termoelectric energijos surinkimo modulius, specialiai sukurtus nešiojamiesiems prietaisams. TDK tęsiami R&D investicijos ir partnerystės su nešiojamų prietaisų gamintojais signalizuoja įsipareigojimą masto gamybos ir šių modulių integravimo į komercinius produktus.

Panašiai STMicroelectronics aktyviai dirba su ultražemų energijos valdymo IC ir energijos surinkimo sprendimų kūrimu, orientuodama į nešiojamų ir IoT rinkas. Įmonės neseniai bendradarbiavimas su startuoliais ir akademinėmis institucijomis sukėlė pilotinius projektus ir prototipų paleidimus, pritraukiančius rizikos kapitalo interesų ir vyriausybės grantų, ypač Europoje ir Azijoje.

Startuolių fronte įmonės, tokios kaip ENE-COM (Japonija) ir ams OSRAM (Austrija/Vokietija), užsitikrino milijoninius finansavimus, siekiant paspartinti lanksčių, lengvų energijos surinkimo medžiagų ir integruotų modulių komercializavimą. Šios investicijos dažnai yra vedamos didelių elektronikos gamintojų bei specializuotų švarių technologijų fondų.

M&A veikla taip pat intensyvėja. Dideli technologiniai konglomeratai įsigyja mažesnes įmones, turinčias nuosavybės energijos surinkimo IP, kad nepriekaištingai pagerintų savo nešiojamų prietaisų ekosistemas. Pavyzdžiui, pranešama, kad Sony Group Corporation įsigijo mažumos akcijas keliose ankstyvosiose įmonėse, orientuotose į kinetinį ir RF energijos surinkimą, siekdama integruoti šias technologijas į naujos kartos išmaniuosius laikrodžius ir fitneso sekimo prietaisus.

Žvelgdami į priekį, sektoriuje tikimasi tolesnio finansavimo augimo iki 2025 m. ir vėliau, kadangi reguliavimo spaudimas dėl tvarių elektronikos prietaisų ir medicininių standžių energijos surinkimo nešiojamųjų prietaisų ateityje skatins tolesnes inovacijas. Pramonės analitikai numato, kad partnerystės tarp komponentų tiekėjų, prietaisų OEM ir tyrimų institucijų išliks svarbus investicijų pejzažo bruožas, orientuojantis į didinimą gamybos masto ir pasiekimo ekonomiškai efektyvios masinės priėmimo.

Ateities perspektyvos: galimybės, rizikos ir strateginiai pasiūlymai

Ateities perspektyvos nešiojamų belaidžio energijos surinkimo įrenginių srityje 2025 m. ir vėliau yra formuojamos spartaus technologinio pažangos, kintančių rinkos poreikių ir vis didesnio dėmesio tvarumui. Augant pasaulinei nešiojamų prietaisų priėmimui, savarankiškai maitinamų ar energijos autonomiškų prietaisų poreikis tampa vis svarbesnis, ypač sveikatos stebėjimo, fitneso ir pramoninio saugumo srityse.

Pagrindinės galimybės kylant iš pažangių medžiagų ir miniatiūrizuotų energijos surinkimo modulių integracijos. Tokios įmonės kaip TDK Corporation ir Murata Manufacturing Co., Ltd. aktyviai kuria piizoelektrines ir termoelectric komponentes, pritaikytas nešiojamiesiems prietaisams, leisdamos prietaisams konvertuoti kūno šilumą, judesį ar aplinkos šviesą į naudojamą elektros energiją. Tikimasi, kad šios naujovės leis pratęsti prietaisų tarnavimo laiką, sumažinti priklausomybę nuo tradicinių akumuliatorių ir padėti plėtojant plonesnius, lengvesnius ir lankstesnius nešiojamuosius įrenginius.

Belaidžio energijos perdavimas yra dar viena reikšmingos pažangos sritis. Energous Corporation ir Powermat Technologies Ltd. pionieriai radijo dažnio (RF) ir rezonansinio induktyvinio įkrovimo sprendimuose, leidžiančių nešiojamiems prietaisams įkrauti be tiesioginio kontakto. 2025 m. šių technologijų komercinis naudojimas tokiuose prietaisuose kaip išmanieji laikrodžiai, fitneso sekimo prietaisai ir medicininiai pleistrai, tikimasi matyti pilotiniuose projektuose jau įgyvendinamuose kartu su pagrindinėmis vartotojų elektronikos prekių ženklais.

Nepaisant šių galimybių, išlieka keletas rizikų ir iššūkių. Energijos surinkimo efektyvumas lieka techniniu iššūkiu, ypač žemo apšvietimo ar judesio aplinkose. Taip pat yra nerimaujama dėl elektromagnetinio sutrikimo, prietaisų saugos ir atitikties tarptautiniams standartams. Reguliavimo institucijos ir pramonės konsorciai, tokie kaip Bluetooth Special Interest Group ir Belaidžio energijos konsorciumas, aktyviai dirba, siekdami nustatyti gaires ir tarpusavio veikimo standartus, kad išspręstų šias problemas.

Strateginiai pasiūlymai suinteresuotoms šalims apima investavimą į tyrimus ir plėtrą dėl hibridinių energijos surinkimo sistemų, derinančių kelis šaltinius (pvz., saulės, kinetinį ir RF), siekiant maksimaliai padidinti patikimumą. Bendradarbiavimas tarp komponentų gamintojų, prietaisų OEM ir standartizacijos organizacijų bus būtinas, kad pagreitintų komercinimą ir užtikrintų vartotojų saugumą. Be to, įmonės turėtų prioritetizuoti ekologiškas medžiagas ir uždarą dizaino principus, kad atitiktų pasaulinės tvarumo tikslus ir reguliavimo tendencijas.

Bendrai, ateinančiais metais tikėtis ženklaus augimo ir inovacijų nešiojamuose belaidžio energijos surinkimo įrenginiuose, su galimybę transformuoti vartotojų patirtį ir leisti naujų savarankiškai maitinamų nešiojamųjų technologijų kartų vystymąsi.

Šaltiniai ir nuorodos

The Future of Phones: Charging Forever!

Watch this video on YouTube

Nešiojami bevieliai energijos surinkimo įrenginiai 2025: galia kitai išmaniųjų inovacijų bangai

BySarah Grimm