從芯片到測試，詳細(xì)解析Type-C 產(chǎn)業(yè)鏈全部細(xì)節(jié)

　　Type-C產(chǎn)業(yè)鏈：上游的芯片環(huán) 節(jié)（處理器及芯片組、接口控制芯片）——系統(tǒng)平臺(tái)（微軟、谷歌、蘋果）——系統(tǒng)廠（手機(jī)、電腦、平板燈）——連接器/線纜廠商（端子、線材等）——再到存儲(chǔ)、測試環(huán)節(jié)等。

　　Type-C產(chǎn)業(yè)鏈全景圖

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　　USB Type-C標(biāo)準(zhǔn)制定貢獻(xiàn)者

　　USB Type-C 一種電子設(shè)備接口標(biāo)準(zhǔn)，也叫USB-C，是USB Type-A/B的升級(jí)版本。2014年8月USB IF發(fā)布USB Type-C接口1.0標(biāo)準(zhǔn)，為業(yè)界制定了下一代USB接口的標(biāo) 準(zhǔn)規(guī)范。相比USB Type A/B，USB Type-C擁有顯著的技術(shù)優(yōu)勢，加之產(chǎn)業(yè)巨頭力挺形成的產(chǎn)業(yè)鏈和生態(tài)鏈，開始逐步統(tǒng)一電子設(shè)備接口。

　　USB Type-C接口各種類型

　　USB Type-C接口具有六大優(yōu)勢：

　　1）全功能：同時(shí)支持?jǐn)?shù)據(jù)、音頻、視頻和充電，奠定高速數(shù)據(jù)、數(shù)字音頻、高清視頻、快速充電、多設(shè)備共用基礎(chǔ)，一根線可代替以前多根線纜；

　　2）正反插：與蘋果Lighting接口類似，端口正面反面相同，支持正反插；

　　3）雙向傳輸：數(shù)據(jù)、電力可實(shí)現(xiàn)雙向傳輸；

　　4）向下兼容：通過轉(zhuǎn)接器，能兼容USB Type A、Micro B等接口；

　　5）小尺寸：接口尺寸為8.3mm X 2.5mm，約為USB-A接口1/3；

　　6）高速率：兼容USB 3.1協(xié)議的可支持高達(dá) 10Gb/s 數(shù)據(jù)傳輸。

　　USB Type-C可兼容所有主流接口

　　數(shù)據(jù)、音視頻接口標(biāo)準(zhǔn)將最終由Type-C統(tǒng)一

　　USB Type-C線纜橫截面

　　Type-C的四大主要應(yīng)用：

　　1.快速充電。配備Type-C連接器的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格連接線，可通過3A電流，同時(shí)還支持超出現(xiàn)有USB供電能力的USB PD，可以提供最大100W的電力；

　　2.智能數(shù)字音頻。在數(shù)字流媒體市場快速發(fā)展的環(huán)境下，手機(jī)端取消3.5mm模 擬音頻接口是大趨勢。從高清無損音源到音頻處理電路，再到音頻輸出設(shè)備，一場數(shù)字音頻的變革勢在必行。耳機(jī)、智能耳機(jī)將會(huì)有巨大的市場空間。

　　3.高清視頻。Display Port交替模式，支持高達(dá)4K超高清（UHD）甚至8K的解析度。

　　4.高速的數(shù)據(jù)傳輸。最大數(shù)據(jù)傳輸速度達(dá)到10Gbps，也是USB3.1的標(biāo)準(zhǔn)，兼容USB2.0標(biāo)準(zhǔn)；

　　Type-C使用量最大的市場初期將集中在智慧型手機(jī)、平板和筆記本電腦，但是未來應(yīng)用范圍將更廣，例如電視和機(jī)頂盒就值得期待，此外運(yùn)動(dòng)相機(jī)（GoPro）、DVD、家庭游戲機(jī)等現(xiàn)在仍使用USB的設(shè)備，未來都可用Type-C取代。還有VR/AR設(shè)備的應(yīng)用，USB-C集高速數(shù)據(jù)、快速充電、 音視頻于一體，最適合VR/AR設(shè)備高清、大帶寬、低延遲和人機(jī)交互的VR/AR需求， 將是VR/AR設(shè)備與PC和手機(jī)連接的最終解決方案。

　　據(jù)IHS預(yù)測，不考慮線纜等附件，到2019年將出貨約20億帶有USB-C接口的設(shè)備， CAGR高達(dá)231%。

　　電腦及外設(shè)

　　PC端于2015年最先采用Type-C方案，包括筆記本、臺(tái)式機(jī)在內(nèi)的滲透率在2019年有望達(dá)到 80%；

　　無線產(chǎn)品

　　包括智能手機(jī)和平板電腦在內(nèi)的無線產(chǎn)品將于今年開始放量并快速增長，預(yù)計(jì)到2019年滲透率將達(dá)到50%；

　　其他消費(fèi)電子

　　平板電視、機(jī)頂盒、播放器、AR/VR等今年開始有Type-C接口設(shè)備問世，到2019年預(yù)計(jì)滲透率可達(dá)到30%。

　　汽車

　　汽車應(yīng)用進(jìn)度稍慢，需要等到2017年才會(huì)有相關(guān)產(chǎn)品問世，并且在2019年占據(jù)20%以上市場份額；

　　市場USB Type-C方案簡要分類

　　一、Type-C將加速快充標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一和普及

　　1、快速充電原理

　　快速充電技術(shù)將成為手機(jī)標(biāo)配。在電池容量無法迅速取得突破，手機(jī)用電量又飛速增長 的前提下，快速充電技術(shù)普及尤為必要。中國信息通信研究院對快速充電的定義是：30分鐘充電進(jìn)入電池的平均電流大于3A或者30分鐘充電電量大于60%。常見快速充電 技術(shù)可分為兩種：

　　高壓快充：高通 Quick Charge為代表

　　通過提高電源適配器輸出電壓來提高終端充電功率和速率

　　低壓快充：聯(lián)發(fā)科Pump Express3.0和OPPO VOOC

　　通過提高電源適配器輸出電流來提高終端充電功率和速率

　　快速充電系統(tǒng)包括快充標(biāo)準(zhǔn)，快充電源適配器，接口E-marker芯片，線纜，手機(jī)芯片， 電池等多個(gè)部分。各部分都必須針對不同標(biāo)準(zhǔn)專門設(shè)計(jì)，才能實(shí)現(xiàn)快充功能，并且保證充電安全。

　　快充適配器

　　需要專門適配器將交流電降為所用快充協(xié)議規(guī)定的電壓電流，并提供足夠安全保證。

　　快充線纜

　　需要能承載5A甚至更高的大電流，并且搭載接口芯片做識(shí)別、認(rèn)證和保護(hù)。

　　手機(jī)芯片

　　對電源管理IC和處理器提出更高要求，支持在手機(jī)軟件界面充電類型選擇和保護(hù)。

　　快充電池

　　使用專門的快速充電電芯，充電倍率（充電電流/電池電量）至少在1.5C以上。目前市場上快充手機(jī)電池絕大部分都使用ATL電芯。

　　2、快速充電標(biāo)準(zhǔn)眾多，亟待統(tǒng)一

　　快速充電各家跑馬圈地，標(biāo)準(zhǔn)不一。市場主流快速充電標(biāo)準(zhǔn)有高通Quick Charge方案， 聯(lián)發(fā)科Pump Express和OPPO VOOC方案等，華為和三星也有自己的快充方案。

　　市場主要快速充電標(biāo)準(zhǔn)

　　3、USB PD將借助USB Type-C統(tǒng)一快速充電標(biāo)準(zhǔn)

　　USB Power Delivery是USB開發(fā)者聯(lián)盟在智能手機(jī)的USB Battery Charge標(biāo)準(zhǔn)之后提出的最新的電力傳輸標(biāo)準(zhǔn)，目前已發(fā)展到USB PD 3.0標(biāo)準(zhǔn)，具有以下特點(diǎn)

　　充電功率提升，在現(xiàn)有USB標(biāo)準(zhǔn)上，提高電力傳輸能力到100W；

　　方向靈活，電力傳輸方向不固定，充電受電設(shè)備可以指定；

　　在多外設(shè)之間優(yōu)化電力傳輸；

　　智能充電管理；

　　允許低功率充電；

　　USB PD傳輸電流能力大幅增強(qiáng)。目前主流智能手機(jī)使用的充電接口和數(shù)據(jù)線基于Micro USB，不能承載過大的電流。USB Type C接口的觸點(diǎn)數(shù)量數(shù)倍于Micro USB接口，這就使得它能承受的電流強(qiáng)度大大增加，適合快速充電技術(shù)應(yīng)用。同時(shí)Type C接口芯片中加入了互相識(shí)別的E-marker芯片，可自動(dòng)識(shí)別充受電設(shè)備，確保充電安全， 并且支持雙向充電。

　　USB充電標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展歷程

　　USB充電標(biāo)準(zhǔn)一覽

　　USB PD電力傳輸標(biāo)準(zhǔn)

　　二、Type-C開啟智能數(shù)字音頻時(shí)代

　　無損音頻將成高品質(zhì)音頻主流。高品質(zhì)音頻一般是指比特率在256kpbs及以上的音頻文件，具體可分為有損壓縮和無損壓縮兩類。常見的有損壓縮音樂格式有MP3，WMA和AAC等，付費(fèi)音樂客戶端可提供256kbps和320kbps兩類高比特率有損壓縮音樂下載，而免費(fèi)客戶僅能下載128kbps的標(biāo)準(zhǔn)品質(zhì)或更低比特率音樂文件。無損壓縮常見格式有APE，F(xiàn)LAC、WMA Lossless和ALAC等，只有達(dá)到更高級(jí)別的付費(fèi)用戶才可以下載。

　　常見音頻格式比較

　　我們認(rèn)為蘋果公司在iPhone 7中取消3.5mm模擬音頻接口，直接使用Lighting接口傳輸數(shù)字音頻是大概率事件。Android陣營將緊跟蘋果的腳步，使用USB Type-C接口傳輸音頻。這將直接掀起一場智能手機(jī)的接口革命，并且引發(fā)一系列創(chuàng)新。

　　1、3.5mm 模擬音頻接口已成手機(jī)輕薄化的設(shè)計(jì)瓶頸

　　音頻處理系統(tǒng)可分為音源、音頻處理和音頻輸出三部分。

　　音源：無損音頻將成市場主流；

　　音頻處理：編碼解碼器（Codec）和放大器；Codec 用于提供足夠精度和速度的編 解碼能力，核心是數(shù)模轉(zhuǎn)換器；放大器用于將解碼后的模擬信號(hào)放大到足夠功率以 驅(qū)動(dòng)輸出端不同負(fù)載；

　　音頻輸出：有線、無線耳機(jī)，揚(yáng)聲器、音箱等。

　　音頻系統(tǒng)組成

　　目前手機(jī)和其他電子設(shè)備內(nèi)部處理的都是模擬音頻信號(hào)，原始音頻信號(hào)經(jīng)過內(nèi)部解碼器解碼后轉(zhuǎn)為模擬信號(hào)，再經(jīng)過放大或者直接輸出到3.5mm接口。但是手機(jī)內(nèi)部要同時(shí)處理射頻、模擬和數(shù)字多種信號(hào)，電磁環(huán)境復(fù)雜。音頻

　　信號(hào)是高精度小信號(hào)，很容易受到干擾產(chǎn)生失真，再經(jīng)過PCB板和3.5mm接口又會(huì)產(chǎn)生功率損耗，最終影響輸出音質(zhì)。

　　2、蘋果和安卓兩大陣營齊發(fā)力，可以和 3.5mm 說再見

　　取消3.5mm音頻接口的實(shí)現(xiàn)主要在于將原本位于手機(jī)內(nèi)部的編碼解碼器和放大器等音頻處理芯片轉(zhuǎn)移到Lighting或者Type-C接口、線控或者耳機(jī)腔體中。如果直接采用未 解碼的數(shù)字音頻信號(hào)從數(shù)據(jù)接口輸出，在手機(jī)外部完成解碼和放大，則可以減少失真， 帶來較高隔離度。隨著集成電路工藝的進(jìn)步，SoC、SIP技術(shù)的發(fā)展，音頻芯片的面積 和功耗不斷減小，在技術(shù)上也支持將芯片從手機(jī)主板移出到耳機(jī)中。

　　數(shù)字音頻實(shí)現(xiàn)方案

　　蘋果陣營 ：Cirrus Logic已為MFi Lighting耳機(jī)提供開發(fā)套件。蘋果的音頻解碼芯片獨(dú)家供應(yīng)商Cirrus Logic已于2016年6月30日宣布推出基于蘋果官方認(rèn)證的MFi耳機(jī)開發(fā)套件， 協(xié)助OEM廠商快速開發(fā)出Lighting接口的數(shù)字耳機(jī)。

　　MFi Lighting耳機(jī)開發(fā)套件

　　Lighting耳機(jī)線控內(nèi)部電路

　　Lighting接口耳機(jī)

　　安卓陣營：樂視發(fā)布Type-C數(shù)字接口CDLA手機(jī)。作為 Android陣營一員，樂視于2016年4月 發(fā)布了全球第一款取消3.5mm接口，直接使用Type-C傳輸音頻的CDLA手機(jī)。

　　3、產(chǎn)業(yè)巨頭支持?jǐn)?shù)字音頻變革

　　谷歌：2014年從安卓5.0操作系統(tǒng)開始就支持USB音頻輸出；

　　蘋果：從iPhone 7開始取消3.5mm接口，使用Lighting和藍(lán)牙直傳數(shù)字音頻；

　　英特爾：2016年4月，Intel在IDF 16信息技術(shù)峰會(huì)上展示了USB-C耳機(jī)插孔設(shè)計(jì)，用于取代傳統(tǒng)的3.5mm耳機(jī)插孔，希望通過采用USB-C 接口促進(jìn)模擬音頻向數(shù)字音頻的轉(zhuǎn)變；

　　Cirrus Logic： 2016年6月30日，蘋果音頻芯片供應(yīng)商Cirrus Logic發(fā)布MFi Lighting耳機(jī)開發(fā)套件 ；

　　Conexant：2016年6月29日發(fā)布業(yè)內(nèi)第一款 USB Type-C單芯片音頻解決方案CX20888，并且?guī)е鲃?dòng)降噪功能，為5mm x 5mm x 0.5mm 81Pin BGA封裝。

　　三、Type-C帶來更便捷的高清視頻一體化方案

　　1、USB Type-C通過Alt Mode兼容多種視頻標(biāo)準(zhǔn)

　　USB Type-C可同時(shí)兼容等多種視頻標(biāo)準(zhǔn)。USB Type-C通過交替模式（Alternate Mode）提供兼容Display Port、SuperMHL、HDMI、VGA等信號(hào)的功能。英特爾在第三代Thunderbolt接口標(biāo)準(zhǔn)中全面兼容USB Type-C，可實(shí)現(xiàn)雙4k視頻傳輸，傳送速率高達(dá)40Gbps。

　　交替模式兼容Display Port

　　交替模式兼容Thunderbolt 3

　　SuperMHL、Display Port1.3和Thunderbolt 3主要參數(shù)對比

　　USB-C視頻應(yīng)用場景

　　顯示器，平板電視到VR/AR是Type-C在視頻應(yīng)用的滲透路線。USB Type-C在顯示方面的滲透已經(jīng)從LCD顯示器開始，并且逐步向平板電視和其他顯示設(shè)備推進(jìn)。宏碁已經(jīng)推出了業(yè)內(nèi)首款 Type-C顯示器 R1，集視頻和充電于一身，厚度僅7mm。華碩也推出了使用UBS Type-C的便攜式顯示器MB169C+。

　　2、USB Type-C將成為VR/AR與主機(jī)連接的主流技術(shù)

　　輕便性是VR/AR頭戴式設(shè)備的重要需求Oculus和HTC Vive使用三至四根線纜連接PC和VR設(shè)備，嚴(yán)重影響用戶體驗(yàn)。LG 360 VR只需一根USB Type-C線纜，就可實(shí)現(xiàn)所有功能，讓使用更輕巧，更便攜。除了減少連接，高分辨率和刷新率也是VR進(jìn)一 步的發(fā)展趨勢，Type-C支持高清視屏傳輸，DisplayPort Alt Mode有高達(dá)20Gbps的帶寬，使得在低功耗的前提下，可以支持全高清、3D、4K超高清和全屏幕輸出，以及更高的分辨率和刷新率。VR/AR設(shè)備使用的Type-C線纜都是全功能高品質(zhì)線纜，同時(shí)集成快充和音視頻功能，代表了消費(fèi)電子的最高要求，成本將是一般手機(jī)線纜的數(shù)倍。