2016或?qū)⒂瓉鞺SB Type-C應(yīng)用大爆發(fā)

　　USB Type-C將帶來更快速與便利的傳輸體驗，并有望一統(tǒng)過去紛雜的高速傳輸介面，因此備受眾家廠商看好。隨著晶片商陸續(xù)克服USB Type-C纜線與訊號干擾等設(shè)計挑戰(zhàn)后，USB Type-C應(yīng)用可望在2016年全面出籠。

　　USB Type-C應(yīng)用商機將全面引爆。新一代USB Type-C連接器因具備正反面皆可插拔的特性，且能在同一條USB纜線上實現(xiàn)數(shù)據(jù)、影音與電力傳輸，發(fā)展前景備受看好。近期蘋果、Google、微軟及 小米等品牌廠接連推出搭載USB Type-C接口的智慧型手機、平板與筆記型電腦，更將此技術(shù)之發(fā)展熱潮推向高峰。

　　據(jù)了解，USB Type-C是一種新的接口規(guī)格，正確名稱為“USB Type-C”或“USB-C”，其相容于DisplayPort、MHL與Thunderbolt 3等高速影音傳輸介面，并可選擇性加入支援USB 3.1 Gen 1（5Gbit/s）和USB 3.1 Gen 2（10Gbit/s）、USB PD（充電功率達100瓦，20V/5A）及替代模式（Alternate Mode）等功能。

　　由于USB Type-C功能組合與充電模式多樣，因而容易發(fā)生線纜與終端裝置規(guī)格不匹配的情形，亦促使電子標(biāo)記（E-marker）芯片角色日益突顯。

　　強化線纜安全性　E-marker晶片扮要角

　　圖1　威鋒海外新事業(yè)發(fā)展部經(jīng)理Terrance Shih指出，USB-C較適合搭載于行動裝置，其不見得會取代USB Type-A或USB Type-B的產(chǎn)品。

　　USB Type-C氣勢如虹，眾家廠商為搶搭此波商機紛紛投入開發(fā)，然而，不見得每一條USB Type-C線纜都能進行高功率充電，因此消費者一旦使用錯誤規(guī)格的線纜充電，恐將促使裝置無法順利運作，嚴(yán)重時更將導(dǎo)致線纜燒毀，為防止上述情形發(fā)生， 便須導(dǎo)入E-marker晶片，藉以大幅增進安全性。

　　威鋒海外新事業(yè)發(fā)展部經(jīng)理Terrance Shih（圖1）表示，USB Type-C搭載PD后，可組合成多種充電模式，同時由于市場上USB Type-C線纜規(guī)格眾多，消費者若未審慎分辨并選用適合自家裝置規(guī)格的線纜，將容易導(dǎo)致使用體驗不佳，甚至造成裝置損壞，而E-marker晶片可詳細 記錄線纜功能與規(guī)格，并將相關(guān)資料傳遞給USB Type-C應(yīng)用裝置，以確保裝置與線纜間能順利運作，提升產(chǎn)品品質(zhì)與安全性。

　　Shih 進一步指出，盡管USB-IF協(xié)會對USB Type-C線纜與充電規(guī)格有明確定義，但有些線纜制造商并未真正深入了解，因而制造出錯誤規(guī)格的線纜，導(dǎo)致消費者無法使用。另一種情形，則是消費者購買 的線纜雖然符合充電規(guī)格，但因與裝置本身規(guī)格定義不匹配而無法正常運作。

　　為了解決上述的困擾，USB Type-C線纜必須搭載E-marker。因為E-marker會預(yù)先燒入各式線纜規(guī)格、電流承載大小等資料，故終端裝置能藉由該晶片來得知線纜能提供何種充電模式，藉以達到防護效果。

　　有 鑒于E-marker對USB Type-C應(yīng)用發(fā)展的重要性，威鋒很早就展開相關(guān)晶片布局，并于2015年中量產(chǎn)第一代E-marker晶片，至今已出貨約一百二十萬顆；而該公司近日 發(fā)布的第二代E-Marker產(chǎn)品，尺寸進一步縮小，可提供DFN10 3×3毫米與DFN8 3×2毫米兩種封裝尺寸，已取得USB-IF協(xié)會認證，預(yù)計于2016年第一季導(dǎo)入量產(chǎn)。

　　除了線纜設(shè)計須謹慎小心之外，由于USB Type-C的傳輸速度一舉從5Gbit/s躍升至10Gbit/s，亦將面臨諸多訊號干擾的問題。

　　圖2　祥碩產(chǎn)品中心資深經(jīng)理張欽俞觀察，未來應(yīng)用朝輕薄美觀發(fā)展，因此在USB插孔有限的情況下，提升數(shù)據(jù)傳輸頻寬有其必要性。

　　實現(xiàn)10Gbit/s傳輸率　訊號干擾為首要挑戰(zhàn)

　　祥 碩產(chǎn)品中心資深經(jīng)理張欽俞（圖2）表示，USB Type-C欲統(tǒng)一眾多介面，來提供更佳的資料、影音與電力傳輸。在資料傳輸上，其傳輸速度增進至10Gbit/s、提升資料編碼/解碼效率，以及支援 Multiple-IN，同時也增進影音串流頻寬，使其可傳輸更高解析度、即時且不會斷訊的影音，并提升充電功率最大到100W。

　　張欽俞 指出，從Apple、Google發(fā)表的產(chǎn)品能觀察到終端應(yīng)用朝向美觀、輕薄短小、簡易操作與統(tǒng)一介面的趨勢邁進，因此未來USB插槽將可能只剩下一個孔 或兩個孔可供使用，然而，在插孔有限的情形下，使用者卻有諸多應(yīng)用必須執(zhí)行，因此傳輸?shù)念l寬便顯得更為重要，故傳輸頻寬也不斷擴大，譬如USB Type-C便可支援最高達10Gbit/s的傳輸頻寬。

　　張欽俞認為，盡管USB Type-C能提供眾多優(yōu)勢，但也面臨訊號干擾挑戰(zhàn)。過去從USB 2.0（480Mbit/s）邁向USB 3.0（5Gbit/s）時，便曾遭遇訊號干擾的問題，而現(xiàn)今USB Type-C從5Gbit/s攀升至10Gbit/s，其資料傳輸量變得更大，加上使用者的終端應(yīng)用來源多元及系統(tǒng)連結(jié)復(fù)雜，在在皆使訊號干擾的挑戰(zhàn)更為 加劇。

　　張欽俞補充，雖然訊號干擾會成為USB 3.1的設(shè)計挑戰(zhàn)，但此挑戰(zhàn)并非無法克服，設(shè)計者可透過學(xué)習(xí)與經(jīng)驗累積來解決此問題。

　　此外，張欽俞認為相關(guān)的USB Type-C應(yīng)用即將來臨，并看好主控端、筆電和行動裝置將成為日后的潛力應(yīng)用；同時該公司為了搶進USB Type-C市場，亦積極投入開發(fā)主控端晶片，據(jù)悉，此產(chǎn)品已通過認證。

　　值得關(guān)注的是，新介面誕生，除了會遇到設(shè)計挑戰(zhàn)，也將對舊有元件或應(yīng)用市場帶來新變化與影響。

　　沖擊電源轉(zhuǎn)換器市場　USB PD減少充電配件

　　圖3　ROHM***設(shè)計中心技術(shù)協(xié)理吳建霖表示，USB-C的潛力應(yīng)用如智慧手機、筆電、數(shù)位相機、外接式硬碟盒、列印機和汽車等。

　　眾家廠商相繼推出采用USB Type-C介面的筆電與智慧手機后，進一步助長其聲勢，然而，由于USB Type-C支援USB PD標(biāo)準(zhǔn)后，消費者只須利用具有USB PD功能的線纜，便能替各種裝置充電，因此勢必對電源轉(zhuǎn)換器市場造成一定影響。

　　羅姆（ROHM）***設(shè)計中心技術(shù)協(xié)理吳建霖（圖3）表示，歐盟將于2017年時規(guī)定制造商須生產(chǎn)規(guī)格與介面能共用的充電器與接頭，來減少各式復(fù)雜的充電器廢棄物，以達環(huán)保目的，此將促成USB PD更加蓬勃發(fā)展。

　　此 外，USB PD的優(yōu)勢包括可自動檢測連接裝置所需的功率，同時過去USB 2.0標(biāo)準(zhǔn)、USB BC 1.2標(biāo)準(zhǔn)分別只能提供2.5瓦（W）、7.5W的充電功率，但USB PD將功率大幅提升至100W；任何搭載USB Type-C介面的終端裝置如智慧手機、擴充基座、桌上型電腦、LCD螢?zāi)?，甚至是汽車等，皆能透過USB PD線纜進行雙向充電。

　　吳建 霖指出，對消費者而言，有了USB PD之后，出國旅行毋須再攜帶各種終端裝置的電源轉(zhuǎn)換器，便能替各種裝置充電，因此隨著USB PD的發(fā)展，電源轉(zhuǎn)換器商將受到較多沖擊；而羅姆也看好USB PD的市場潛力，日前則推出外部元件較少且整合性較高的USB PD控制IC，現(xiàn)今出貨量約兩百萬顆，已有筆電、二合一（2 in 1）筆電、平板和行動電源等領(lǐng)域的廠商采用。

　　另一方面，因USB Type-C可提供影音與電源傳輸，未來當(dāng)所有的影音訊號與電源皆整合至機上盒（Set Top Box），使用者可透過USB Type-C線纜連接至機上盒來傳輸影音與電源，故面板背后便毋須重復(fù)搭載整合影音與電源的印刷電路板（PCB），從而有助節(jié)省成本，以及驅(qū)動更薄的面板 出現(xiàn)。

　　機上盒采納USB-C　催化薄型電視發(fā)展

　　USB Type-C介面有助電視螢?zāi)桓虞p薄。USB Type-C連接器可同時支援影音與電力傳輸，機上盒（STB）若搭載此一接口，將可透過一條USB Type-C線纜將影音訊號與電力傳送至電視螢?zāi)唬岆娨暶姘逦沩氃賰?nèi)建電源板，從而節(jié)省電視開發(fā)成本，并實現(xiàn)更輕薄的設(shè)計。

　　圖4　技流科技業(yè)務(wù)開發(fā)協(xié)理莊益林認為，USB Type-C提供10Gbit/s的資料傳輸功能，可望加速4K、8K解析度的應(yīng)用普及。

　　技 流科技（GRL）業(yè)務(wù)開發(fā)協(xié)理莊益林表示，因USB Type-C支援DisplayPort等介面，加上又能傳輸電源，機上盒制造商若采用USB Type-C接口并整合影音和電源供應(yīng)功能，日后電視螢?zāi)恢灰砸粭lUSB Type-C線纜與機上盒連接，便能獲得影音與電力來源，可節(jié)省電視面板背后的印刷電路板，讓電視螢?zāi)桓虞p薄。此外，USB Type-C可提供10Gbit/s的資料傳輸功能，亦有助加速4K、8K解析度的產(chǎn)品問世。

　　莊益林進一步指出，由于USB Type-C整合多種影音介面，恐將對HDMI高速影音傳輸介面造成影響。因HDMI、MHL須要收取權(quán)利金，而USB Type-C毋須收取權(quán)利金，加上HDMI的接頭較大及其架構(gòu)問題，如果HDMI不改變接頭，或改采USB Type-C的接頭，當(dāng)USB Type-C市場接受度提高及眾多品牌大廠投入的情況下，HDMI有可能漸漸被淘汰。

　　現(xiàn)今USB Type-C的產(chǎn)品可大約分成六種類型，包括筆電/平板/智慧手機；線纜；顯示轉(zhuǎn)換器（Dongle）/擴充基座（Docking）；電視/螢?zāi)?；充電?等。而USB Type-C應(yīng)用約分為以下四種：1.僅具接頭正反插功能；2.支援正反插及影音輸出；3.支援正反插、影音和電源供/受電；4.Thunderbolt 3支援USB Type-C。

　　莊益林強調(diào)，由于USB Type-C能提供諸多應(yīng)用，故相容性是待克服的挑戰(zhàn)，若不相容的話，可能會導(dǎo)致上述功能無法運作，或促使線纜/裝置燒毀，因此線纜多搭載E- marker、Dongle多搭載告示板（Billboard），以切換到正確的電源傳輸模式，提升安全性。