Typ芯片商啟動(dòng)新一輪軍備競賽 e-C商機(jī)旺

Type-C商機(jī)誘人。 搭載Type-C的連接器可正反插，并具備數(shù)據(jù)傳輸、電力及影音數(shù)據(jù)傳輸多種功能，吸引各大芯片商紛紛加速布局;同時(shí)，周邊制造商也相繼投入此一市場，USB鏈接裝置(Dongle)、擴(kuò)充基座及集線器等周邊產(chǎn)也相繼出籠，市場競爭愈加激烈。

USB Type-C商機(jī)勢不可擋。 搭載Type-C連接器的應(yīng)用裝置可同時(shí)支持高速數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)、影音傳輸，以及提供最高達(dá)100W的電力，為USB傳輸接口開啟一個(gè)新的里程碑。

繼2015年蘋果(Apple)、Google率先導(dǎo)入Type-C接口后，經(jīng)過一年多的市場洗禮，近期搭載Type-C的新品紛紛出籠，市場前景大好，促使相關(guān)供應(yīng)鏈廠商也相繼發(fā)布新一代解決方案，以搶食市場大餅。

Type-C加速普及 行動(dòng)裝置功不可沒

瑞薩電子泛用市場營銷部經(jīng)理陳俞佐表示，Type-C將會(huì)是未來傳輸接口主流。 相較于2015年芯片商推動(dòng)Type-C，依舊處于一個(gè)市場教育階段，2016年下半年開始，市場對(duì)于Type-C的接受度逐漸攀升，而將Type-C接口導(dǎo)入新產(chǎn)品設(shè)計(jì)藍(lán)圖的制造商也逐日遞增。

對(duì)此，陳俞佐指出，2017年開始，行動(dòng)裝置將會(huì)是帶動(dòng)Type-C加速普及的主要應(yīng)用，特別是在智能手機(jī)方面，如蘋果的iPhone，若真導(dǎo)入Type-C接口，便會(huì)是一個(gè)很好的市場領(lǐng)頭羊。 原因在于，iPhone在市場上有一定的銷售，雖然目前Mac上已經(jīng)有采用Type-C接口，但由于蘋果筆記本電腦的市場銷售數(shù)量仍不及于iPhone，因此，若當(dāng)iPhone采用Type-C接口之后，其擴(kuò)展效應(yīng)便會(huì)加速，也較容易引起消費(fèi)者注意。

因此，未來若是iPhone 8真導(dǎo)入Type-C接口，或者是三星(Samsung)即將發(fā)表的S8(已確定采用Type-C規(guī)格)，都將是加速Type-C普及化的重要推手。 另外，消費(fèi)者在采購Type-C接口的手機(jī)后，勢必會(huì)購入相關(guān)周邊產(chǎn)品，以滿足數(shù)據(jù)傳輸、充電等需求，如此一來，Type-C整體的使用率就會(huì)漸漸增加。 換言之，智能手機(jī)將會(huì)是帶動(dòng)Type-C成長普及的一個(gè)指針，相較于其他消費(fèi)性產(chǎn)品，消費(fèi)者手機(jī)使用頻率相當(dāng)高，增添周邊裝置的機(jī)率也比較高;若是再加上品牌的帶動(dòng)，Type-C的效應(yīng)將會(huì)擴(kuò)散的更快速。

威鋒電子PM&Sales副處長張惠能(圖1)也認(rèn)為，行動(dòng)裝置導(dǎo)入Type-C接口的趨勢愈來愈明顯，預(yù)期今天下半年會(huì)出現(xiàn)更多配有Type-C接口的智能手機(jī);甚至就連手機(jī)芯片商都已經(jīng)開始加強(qiáng)市場布局，例如高通(Qualcomm)的Snapdragon 835，便可支持Type-C。

此外，Type-C的普及也可望帶動(dòng)連接裝置(Docking)的商機(jī)。 張惠能說，隨著手機(jī)運(yùn)算效能越來越強(qiáng)，甚至可媲美筆電和平板，而當(dāng)未來若是搭載Type-C的顯示器出現(xiàn)后，用戶可藉由Docking將運(yùn)算效能強(qiáng)的行動(dòng)裝置與顯示器連接，將手機(jī)畫面呈現(xiàn)至顯示器上。 如此一來，用戶只須搭配鼠標(biāo)與鍵盤，無論是在家中或是辦公室，皆可方便辦公;或是從裝置將影音輸出(Output)至顯示器上，觀看影片。

為因應(yīng)此一趨勢，威鋒也備有相關(guān)產(chǎn)品，如VP222。 該產(chǎn)品擴(kuò)充VP223/VP224的功能，具備標(biāo)準(zhǔn)Type C DFP充電模式，并整合USB 2.0 Data Switch，支持SDP/CDP與DCP模式，可識(shí)別BC1.2、Apple 2.4A、Samsung mode。 該產(chǎn)品適用于C口的Docking或Dongle應(yīng)用，并有多組指示腳位，提供Audio Mode/Debug Accessory Mode/插入方向等指示，使客戶在設(shè)計(jì)上更有彈性。

搶攻Type-C商機(jī)須先克服三大設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)

Type-C熱潮持續(xù)升溫，除筆記本電腦、智能手機(jī)等產(chǎn)品加速導(dǎo)入之外，周邊產(chǎn)品也會(huì)如雨后春筍般冒出。 德州儀器(TI)營銷與應(yīng)用部門應(yīng)用工程師陳奕宏表示，筆記本電腦于USB應(yīng)用中為主控端(Host)，主導(dǎo)訊號(hào)傳輸，所以在筆電陸續(xù)導(dǎo)入Type-C接口之后，周邊裝置便會(huì)陸續(xù)出現(xiàn)，以便與之前的接口兼容。 因此，2017年Type-C周邊產(chǎn)品的成長幅度應(yīng)該也會(huì)快速增加。

陳奕宏指出，Type-C主要目的在于增進(jìn)用戶的使用體驗(yàn)，為此，工程人員須添加許多組件以實(shí)現(xiàn)此一目標(biāo)。 目前于Type-C的產(chǎn)品設(shè)計(jì)中還須克服三大挑戰(zhàn)，其分別為USB Power Delivery(USB PD)握手協(xié)議(Handshake)設(shè)計(jì)、維持高速傳輸時(shí)的訊號(hào)質(zhì)量，以及接口鏈接松動(dòng)的問題。

陳奕宏進(jìn)一步說明，由于Type-C是雙向供電，且具備強(qiáng)大的電流傳輸能力，最高可到100W，因此也容易造成安全上的問題。 所以于USB PD設(shè)計(jì)時(shí)就必須特別注意Handshake這部分。 過往的Type-A供電時(shí)，其Vbus是Always output，但由于Type-C是雙向供電，因此于Handshake的設(shè)計(jì)上就須更不一樣，如此一來才可確保供電順利及安全性。

至于在訊號(hào)衰減方面，隨著USB 3.1 Gen2標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布后，未來產(chǎn)品最高傳輸速率可到10Gbit/s，然而，在高速傳輸?shù)臅r(shí)候，訊號(hào)容易衰減，功率也容易損耗，因此，須于開關(guān)上(switch)增加Redriver，以補(bǔ)償訊號(hào)衰減。 對(duì)此，TI備有新型轉(zhuǎn)接驅(qū)動(dòng)器--TUSB1046/TUSB1002。 該產(chǎn)品在10G USB速度下僅消耗335mW的有功功率，透過長走線和電纜傳輸時(shí)，轉(zhuǎn)接驅(qū)動(dòng)器能夠補(bǔ)償信道損耗高達(dá)14.4dB。

最后則是接口連接的問題。 由于USB鏈接器經(jīng)過長時(shí)間鏈接后，其接合度容易松動(dòng);而Type-C因?yàn)镻in腳很多，當(dāng)接口松動(dòng)時(shí)，Pin與Pin之間不夠密合，便容易損壞Pin上的IC。 因此，TI也備有相關(guān)解決方案以改善此一情形，增進(jìn)消費(fèi)者的使用體驗(yàn)。

滿足高速傳輸需求 提升訊號(hào)強(qiáng)度為首要任務(wù)

Type-C應(yīng)用蓬勃發(fā)展，而在此同時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)升級(jí)的腳步也沒慢下來。 Type-C即將邁入U(xiǎn)SB 3.1 Gen2世代，屆時(shí)訊號(hào)傳輸速率將大幅提升到10Gbit/s，但在此同時(shí)，為了確保訊號(hào)質(zhì)量與傳輸距離，新一代Redriver、Retimer芯片將成為不可或缺的關(guān)鍵組件。

譜瑞科技資深營銷處長阮建華(圖2)表示，2017年Type-C的普及率將會(huì)越來越高，許多消費(fèi)性終端產(chǎn)品如筆記本電腦、平板計(jì)算機(jī)，以及智能手機(jī)等，都已經(jīng)加速導(dǎo)入。 特別是在筆記本電腦這部分，2017年預(yù)估有更多的筆記本電腦出現(xiàn)Type-C，在屏幕端則會(huì)有更多的公司著手布局USB Type-C的桌上型擴(kuò)充基座(Docking Station)和轉(zhuǎn)接器(Adapter)。 因此，USB Type-C的生態(tài)系討將會(huì)更加完整。

為了迎接Type-C帶來的龐大商機(jī)，譜瑞科技提供多元的產(chǎn)品種類，像是在Docking Station或屏幕端可提供Type-C轉(zhuǎn)DisplayPort和USB 3.0的主動(dòng)式開關(guān)芯片;或者是提供DisplayPort+USB 3.0 Switch+PD Controller的單芯片解決方案。 阮建華指出，現(xiàn)在投入開發(fā)Type-C廠商逐漸增加，對(duì)于低成本的芯片需求擴(kuò)大，而這種單一芯片解決方案不僅具成本優(yōu)勢，且較易于開發(fā)。[!--empirenews.page--]

因應(yīng)上述情形，譜瑞旗下USB Type-C傳輸埠配置開關(guān)芯片(Switch)產(chǎn)品--PS8750/PS8751，除了是USB傳輸埠配置開關(guān)芯片(Port configuration switch)外，更整合了高速訊號(hào)Redriver線路、USB電源傳輸控制器(PD)，以及傳輸埠控制器(Port Controller)，支持USB Type-C電源(Power)傳輸?shù)墓δ?且符合USB 3.1 Gen1規(guī)范，傳輸速率達(dá)5Gbit/s，同時(shí)支持DisplayPort Alt Mode，傳輸速率達(dá)5.4Gbit/s(HBR2)。

然而，Type-C發(fā)展風(fēng)潮增溫，隨著相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)組織釋出新標(biāo)準(zhǔn)之后，也帶來一些新的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。 阮建華透露，未來產(chǎn)品將會(huì)漸漸走向USB 3.1 Gen2，其傳輸速度可達(dá)10Gbit/s。 但由于10Gbit/s訊號(hào)的損耗會(huì)更嚴(yán)重，因此電路板布線(PCB Trace)也必須縮短，否則訊號(hào)傳輸?shù)穆窂教L，訊號(hào)完整性會(huì)成為一大考驗(yàn)。

為了解決上述問題，USB 3.1 Gen2必須外加更高效的Redriver與Retimer。 目前譜瑞已著手開發(fā)新一代符合USB 3.1 Gen2/DisplayPort 1.4標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，預(yù)計(jì)將于2017年第二季初會(huì)有相關(guān)樣品推出。

HDMI祭出新標(biāo)準(zhǔn) 搶搭Type-C影音傳輸商機(jī)

另一方面，Type-C影音傳輸接口市場商機(jī)誘人，為了搶食市場大餅，HDMI繼2016年推出HDMI Type-C替代模式(Alt Mode)模式之后，又于近期發(fā)布HDMI 2.1版本，瞄準(zhǔn)未來4K/8K應(yīng)用。 最新的HDMI規(guī)格能支持更高影像分辨率、包含 8K60與4K120的畫面更新率、動(dòng)態(tài)HDR，以及帶寬提升到48G的傳輸線。

HDMI協(xié)會(huì)總裁Rob Tobias(圖3)表示，USB Type-C連接器能夠被計(jì)算機(jī)，行動(dòng)裝置，平板等制造商采用，于行動(dòng)裝置及個(gè)人計(jì)算機(jī)市場越來越受歡迎;而消費(fèi)者期望一種小型封裝，多功能的連接器，不需要轉(zhuǎn)接器或傳輸器，能輕易地將這些裝置連接至顯示器，并具備原生HDMI的功能。 為此，該公司推出HDMI Type-C替代模式，能滿足使用Type-C連接HDMI的需求。

不過，影音市場商機(jī)龐大，除HDMI之外，USB開發(fā)者論壇(USB-IF)也宣布將重新修訂USB現(xiàn)有的影音傳輸接口標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范--A/V Class，而此一舉動(dòng)是否會(huì)對(duì)HDMI市場布局造成影響? 對(duì)此，Tobias指出，HDMI是最常見的數(shù)字影音接口，因此，我認(rèn)為HDMI推出Type-C替代模式是相當(dāng)合理的。 HDMI協(xié)會(huì)也和USB-IF合作來確保帶有HDMI Type-C替代模式的裝置的測試與認(rèn)證，以符合規(guī)格和產(chǎn)品卷標(biāo)方式，如此一來，消費(fèi)者能判斷哪些功能在Type-C連接器上可以使用。

另一方面，新推出的HDMI 2.1版本，已可支持到8K影音服務(wù)，然而，在4K應(yīng)用還未普及化的情況下，于目前推出8K的標(biāo)準(zhǔn)，是否有點(diǎn)言之過早? Tobias認(rèn)為，目前4K應(yīng)用已慢慢開始發(fā)酵，例如在臺(tái)灣，中華電信最近推出MOD 4K影音服務(wù)，一同與YouTube及Netflix等4K串流直播服務(wù)商搶食市場;或是支持動(dòng)態(tài)HDR以及游戲模式中的變動(dòng)更新頻率(Variable Refresh Rate, VRR)，一些游戲玩家與早期采用者會(huì)推動(dòng)這類需求。

Tobias說，4K UHD生態(tài)圈包含內(nèi)容供

貨商、內(nèi)容遞送商、設(shè)備制造商、零售商與消費(fèi)者等，在持續(xù)發(fā)展下，下一代能夠應(yīng)用HDMI 2.1規(guī)格特色的產(chǎn)品已經(jīng)開始發(fā)展。 此外，針對(duì)8K應(yīng)用，目前離市場應(yīng)用普及雖可能還需要幾年的，但已逐漸在發(fā)展，例如日本已經(jīng)在測試8K撥放，2018年起某些頻道會(huì)開始提供，預(yù)計(jì)2020年東京奧運(yùn)能夠全面性提供。 因此，8K應(yīng)用普及化的時(shí)程應(yīng)是指日可待。

拓展市場版圖 恩智浦Type-C新品齊發(fā)

與此同時(shí)，為搶攻Type-C市場，恩智浦半導(dǎo)體(NXP)也宣布推出一代USB Type-C解決方案，采用USB PD PHY技術(shù)，使制造商能更輕易的將USB Type-C功能整合進(jìn)行動(dòng)產(chǎn)品中，并滿足消費(fèi)者需求。

據(jù)悉，恩智浦新一代產(chǎn)品包括Type-C端口控制器--PTN5110、新型6A直接充電器--PCA9491UK、SCP直接充電接口控制器--TEA1901，以及USB-PD/Quick Charge接口控制器--TEA1905x。

PTN5110為首款具有低功耗的USB-IF TCPCPHY，其特性包括：在主動(dòng)吸收模式下的電流僅為30uA、可編程USB供電功能、更快速的充電等。 使用該產(chǎn)品可透過減少重復(fù)的微控制器來簡化系統(tǒng)架構(gòu)、從而降低整體的系統(tǒng)BOM成本。 PCA9491UK 6A直接充電器可減少行動(dòng)設(shè)備的發(fā)熱，并提供多個(gè)電壓和電流調(diào)節(jié)環(huán)路，為晶圓、Vbus和電池提供準(zhǔn)確的溫度傳感器讀數(shù)，未來可以高壓充電器直接整合。

TEA1901 SCP直接充電接口控制器/TEA1905x USB-PD/Quick Charge接口控制器則是率先將USB PD 3.0和Quick Charge 2.0、3.0合在一起的產(chǎn)品之一。 這些控制器結(jié)合多種先進(jìn)的充電協(xié)議，提供多個(gè)電壓和電流調(diào)節(jié)環(huán)路，并為電池和系統(tǒng)提供保護(hù)。

另外，直接充電接口和USB-PD控制器，共同構(gòu)成從墻壁插座到電池的完整快速充電解決方案。 該解決方案支持USB Type-C連接器，能夠同時(shí)傳輸數(shù)據(jù)、影像和電源，同時(shí)提供保護(hù)電池和系統(tǒng)的精確電壓和電流調(diào)節(jié)環(huán)路。