消费电子市场标准繁多,底层的通讯传输介面标准之争从来未曾停止,但在 2015 年苹果、Google 和微软等世界知名厂商相继力推 USB Type-C 的新品后,凭借着更加纤薄、可翻转插拔、更高传输速度和双向电缆等特性,USB Type-C 开始受到制造商和消费者欢迎。

 

USB Type-C 的首次商品化是 2014 年 11 月 Nokia 推出的 N1 平板,但真正让引发关注热潮,则是后来苹果发布的新款 Macbook,苹果 Macbook 轻薄的机身设计,USB Type-C 纤细(2.5 mm)的尺寸居功厥伟,不过相对于小体积,市场上对 USB Type-C 更多的期待其实在于可正反插拔、高速的数据传输、电力充电以及影音数据传输。

 

 

整体来说,USB Type-C 的特点包括:1.支持从正反两面均可插入的「正反插」功能,2.最大数据传输速度达到 10Gbps,也是 USB3.1 的标准,兼容 USB2.0 标准;3.配备 Type-C 连接器的标准规格连接线,可通过 3A 电流,同时还支持超出现有 USB 供电能力的「USBPD」,可以提供最大 100W 的电力 4.DisplayPort 交替模式,支持高达 4K 超高清(UHD)甚至 8K 的解析度。

 

高速传输时代来临

提到传输速度,USB 3.1 重新定义出 Gen1(5Gbps)和 Gen2(10Gbps),也就是未来看到标示 USB 3.1 的应用产品时,必须注意其规格描述是 Gen 1 或 Gen 2,过去 USB Power Delivery 1.0 充电规范中,藉由在 Vbus 讯号线传递 FSK 讯号(FSK over Vbus)的设计,确定无法跟 USB Power Delivery 2.0 相容,USB PD 2.0 改采透过 Type-C 的 CC 讯号线来传输 BMC 讯号(BMC over Type-C CC)。

 

其实 Type-C 只是个连接器的规范之一,目前一般常见的其他规范还包括:主控与装置普遍使用的 Type-A,限装置使用的 Type-B;,在 USB Type-C 规格制定的同时,因考虑到各种不同的技术领域,且新增功能性的扩展,比如 PD 2.0 和 Alternate Modes(Alt-Mode),顺便将这个防呆、全新支援正反插的连接器一并改善,因此,使用 USB Type-C 的装置,不必然等于 USB 3.1 的传输速度。

 

在应用方面,目前 USB 在手机的应用已相当普及,由于旧有的 USB 2.0,仅有 4 或 5 个接脚(这取决于连接器的版本),USB 3.0 的规格以其为根本,增加 5 个额外的接脚。而完整功能的 USB Type-C 则有 24 个接脚:4 对差动信号是高速传输的基础;另外 4 对电源和接地 pin 用以实现连接器允许超过 3A 以上的电流规格;4 个在插座侧的针脚专门为了 USB 2.0 的数据传输而保留,但在插头上只使用到 2 个,而另外 2 个针脚保留于 Alt-Mode 的旁带应用,一个针脚被定义为 CC 或组态通道。除此之外,也定义了 Vconn 脚位,它是独立于 Vbus 的电源针脚,可以供电给传输线或配件装置。

 

图二: USB-USB Type-C 使用量最大的市场初期将集中在智慧型手机、平板和笔记本电脑。

 

全新设计的 USB Type-C 连接头,介面尺寸为 8.4 mm x 2.6 mm,仅比一般手机的 micro-USB 略大,它不像过去 Type-A 或 Type-B 连接器有方向性的限制,无论正反面都可以插,且支援至少 1 万次热插拔;支援 5V/3A 输出(15W);若搭配 USB PD 附加芯片,则可做更高充电功率(65~100W)输出。

 

应用潜力大爆发

特别是 USB 3.1 新型态 Type-C 针对视讯传输(支援 4K UHD 画面输出)大幅改善,将来手机、平板、笔电,都能藉由一条 Type-C 传输线,搞定资料、影音及电源的连接输出/入应用,市场研究 HIS Technology 的报告预测就指出,USB-USB Type-C 使用量最大的市场初期将集中在智慧型手机、平板和笔记本电脑,但是未来应用范围将更广,例如电视和机顶盒就值得期待,此外运动相机(GoPro)、DVD、家庭游戏机等现在仍使用 USB 的设备,未来都可用 USB-USB Type-C 取代。

 

至于区域发展,从 2015 年开始,USB Type-C 的渗透率就已逐年升高,2015 年全球 USB Type-C 手机的出货量已逼近 440 万台,成长十分快速,其中中国大陆就超过 260 万台占 60%,不过虽然中国手机在 USB Type-C 手机出货量占有主流位置,但并非其功能并不完整,USB Type-C 的 4 个功能模组正反插、视讯传输、数据传输和充电,目前中国市场在成本和技术考量下,往往只是支持最简单的正反插功能,因此仍不具正确意义。

 

因此有意投入中国大陆 USB Type-C 发展的台湾厂商,就必须配合其需求,提供将 4 大功能都采模组化设计,让中国大陆厂商自行挑选组合,不过这种功能模组设计,将会产生产品相容的问题,因此厂商必须一并提供相关测试等服务,方能快速打进市场。

 

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