Type-C商机旺 芯片商启动新一轮军备竞赛

Type-C商机诱人。 搭载Type-C的连接器可正反插，并具备数据传输、电力及影音数据传输多种功能，吸引各大芯片商纷纷加速布局；同时，周边制造商也相继投入此一市场，USB链接装置(Dongle)、扩充基座及集线器等周边产也相继出笼，市场竞争愈加激烈。

USB Type-C商机势不可挡。 搭载Type-C连接器的应用装置可同时支持高速数据数据、影音传输，以及提供最高达100W的电力，为USB传输接口开启一个新的里程碑。

继2015年苹果(Apple)、Google率先导入Type-C接口后，经过一年多的市场洗礼，近期搭载Type-C的新品纷纷出笼，市场前景大好，促使相关供应链厂商也相继发布新一代解决方案，以抢食市场大饼。

Type-C加速普及 行动装置功不可没

瑞萨电子泛用市场营销部经理陈俞佐表示，Type-C将会是未来传输接口主流。 相较于2015年芯片商推动Type-C，依旧处于一个市场教育阶段，2016年下半年开始，市场对于Type-C的接受度逐渐攀升，而将Type-C接口导入新产品设计蓝图的制造商也逐日递增。

对此，陈俞佐指出，2017年开始，行动装置将会是带动Type-C加速普及的主要应用，特别是在智能手机方面，如苹果的iPhone，若真导入Type-C接口，便会是一个很好的市场领头羊。 原因在于，iPhone在市场上有一定的销售，虽然目前Mac上已经有采用Type-C接口，但由于苹果笔记本电脑的市场销售数量仍不及于iPhone，因此，若当iPhone采用Type-C接口之后，其扩展效应便会加速，也较容易引起消费者注意。

因此，未来若是iPhone 8真导入Type-C接口，或者是三星(Samsung)即将发表的S8(已确定采用Type-C规格)，都将是加速Type-C普及化的重要推手。 另外，消费者在采购Type-C接口的手机后，势必会购入相关周边产品，以满足数据传输、充电等需求，如此一来，Type-C整体的使用率就会渐渐增加。 换言之，智能手机将会是带动Type-C成长普及的一个指针，相较于其他消费性产品，消费者手机使用频率相当高，增添周边装置的机率也比较高；若是再加上品牌的带动，Type-C的效应将会扩散的更快速。

威锋电子PM&Sales副处长张惠能(图1)也认为，行动装置导入Type-C接口的趋势愈来愈明显，预期今天下半年会出现更多配有Type-C接口的智能手机；甚至就连手机芯片商都已经开始加强市场布局，例如高通(Qualcomm)的Snapdragon 835，便可支持Type-C。

此外，Type-C的普及也可望带动连接装置(Docking)的商机。 张惠能说，随着手机运算效能越来越强，甚至可媲美笔电和平板，而当未来若是搭载Type-C的显示器出现后，用户可藉由Docking将运算效能强的行动装置与显示器连接，将手机画面呈现至显示器上。 如此一来，用户只须搭配鼠标与键盘，无论是在家中或是办公室，皆可方便办公；或是从装置将影音输出(Output)至显示器上，观看影片。

为因应此一趋势，威锋也备有相关产品，如VP222。 该产品扩充VP223/VP224的功能，具备标准Type C DFP充电模式，并整合USB 2.0 Data Switch，支持SDP/CDP与DCP模式，可识别BC1.2、Apple 2.4A、Samsung mode。 该产品适用于C口的Docking或Dongle应用，并有多组指示脚位，提供Audio Mode/Debug Accessory Mode/插入方向等指示，使客户在设计上更有弹性。

抢攻Type-C商机须先克服三大设计挑战

Type-C热潮持续升温，除笔记本电脑、智能手机等产品加速导入之外，周边产品也会如雨后春笋般冒出。 德州仪器(TI)营销与应用部门应用工程师陈奕宏表示，笔记本电脑于USB应用中为主控端(Host)，主导讯号传输，所以在笔电陆续导入Type-C接口之后，周边装置便会陆续出现，以便与之前的接口兼容。 因此，2017年Type-C周边产品的成长幅度应该也会快速增加。

陈奕宏指出，Type-C主要目的在于增进用户的使用体验，为此，工程人员须添加许多组件以实现此一目标。 目前于Type-C的产品设计中还须克服三大挑战，其分别为USB Power Delivery(USB PD)握手协议(Handshake)设计、维持高速传输时的讯号质量，以及接口链接松动的问题。

陈奕宏进一步说明，由于Type-C是双向供电，且具备强大的电流传输能力，最高可到100W，因此也容易造成安全上的问题。 所以于USB PD设计时就必须特别注意Handshake这部分。 过往的Type-A供电时，其Vbus是Always output，但由于Type-C是双向供电，因此于Handshake的设计上就须更不一样，如此一来才可确保供电顺利及安全性。

至于在讯号衰减方面，随着USB 3.1 Gen2标准发布后，未来产品最高传输速率可到10Gbit/s，然而，在高速传输的时候，讯号容易衰减，功率也容易损耗，因此，须于开关上(switch)增加Redriver，以补偿讯号衰减。 对此，TI备有新型转接驱动器--TUSB1046/TUSB1002。 该产品在10G USB速度下仅消耗335mW的有功功率，透过长走线和电缆传输时，转接驱动器能够补偿信道损耗高达14.4dB。

最后则是接口连接的问题。 由于USB链接器经过长时间链接后，其接合度容易松动；而Type-C因为Pin脚很多，当接口松动时，Pin与Pin之间不够密合，便容易损坏Pin上的IC。 因此，TI也备有相关解决方案以改善此一情形，增进消费者的使用体验。

满足高速传输需求 提升讯号强度为首要任务

Type-C应用蓬勃发展，而在此同时，标准升级的脚步也没慢下来。 Type-C即将迈入USB 3.1 Gen2世代，届时讯号传输速率将大幅提升到10Gbit/s，但在此同时，为了确保讯号质量与传输距离，新一代Redriver、Retimer芯片将成为不可或缺的关键组件。

谱瑞科技资深营销处长阮建华(图2)表示，2017年Type-C的普及率将会越来越高，许多消费性终端产品如笔记本电脑、平板计算机，以及智能手机等，都已经加速导入。 特别是在笔记本电脑这部分，2017年预估有更多的笔记本电脑出现Type-C，在屏幕端则会有更多的公司着手布局USB Type-C的桌上型扩充基座(Docking Station)和转接器(Adapter)。 因此，USB Type-C的生态系讨将会更加完整。

为了迎接Type-C带来的庞大商机，谱瑞科技提供多元的产品种类，像是在Docking Station或屏幕端可提供Type-C转DisplayPort和USB 3.0的主动式开关芯片；或者是提供DisplayPort+USB 3.0 Switch+PD Controller的单芯片解决方案。 阮建华指出，现在投入开发Type-C厂商逐渐增加，对于低成本的芯片需求扩大，而这种单一芯片解决方案不仅具成本优势，且较易于开发。

因应上述情形，谱瑞旗下USB Type-C传输埠配置开关芯片(Switch)产品--PS8750/PS8751，除了是USB传输埠配置开关芯片(Port configuration switch)外，更整合了高速讯号Redriver线路、USB电源传输控制器(PD)，以及传输埠控制器(Port Controller)，支持USB Type-C电源(Power)传输的功能；且符合USB 3.1 Gen1规范，传输速率达5Gbit/s，同时支持DisplayPort Alt Mode，传输速率达5.4Gbit/s(HBR2)。

然而，Type-C发展风潮增温，随着相关标准组织释出新标准之后，也带来一些新的设计挑战。 阮建华透露，未来产品将会渐渐走向USB 3.1 Gen2，其传输速度可达10Gbit/s。 但由于10Gbit/s讯号的损耗会更严重，因此电路板布线(PCB Trace)也必须缩短，否则讯号传输的路径太长，讯号完整性会成为一大考验。

为了解决上述问题，USB 3.1 Gen2必须外加更高效的Redriver与Retimer。 目前谱瑞已着手开发新一代符合USB 3.1 Gen2/DisplayPort 1.4标准的产品，预计将于2017年第二季初会有相关样品推出。

HDMI祭出新标准 抢搭Type-C影音传输商机

另一方面，Type-C影音传输接口市场商机诱人，为了抢食市场大饼，HDMI继2016年推出HDMI Type-C替代模式(Alt Mode)模式之后，又于近期发布HDMI 2.1版本，瞄准未来4K/8K应用。 最新的HDMI规格能支持更高影像分辨率、包含 8K60与4K120的画面更新率、动态HDR，以及带宽提升到48G的传输线。

HDMI协会总裁Rob Tobias(图3)表示，USB Type-C连接器能够被计算机，行动装置，平板等制造商采用，于行动装置及个人计算机市场越来越受欢迎；而消费者期望一种小型封装，多功能的连接器，不需要转接器或传输器，能轻易地将这些装置连接至显示器，并具备原生HDMI的功能。 为此，该公司推出HDMI Type-C替代模式，能满足使用Type-C连接HDMI的需求。

不过，影音市场商机庞大，除HDMI之外，USB开发者论坛(USB-IF)也宣布将重新修订USB现有的影音传输接口标准规范--A/V Class，而此一举动是否会对HDMI市场布局造成影响？ 对此，Tobias指出，HDMI是最常见的数字影音接口，因此，我认为HDMI推出Type-C替代模式是相当合理的。 HDMI协会也和USB-IF合作来确保带有HDMI Type-C替代模式的装置的测试与认证，以符合规格和产品卷标方式，如此一来，消费者能判断哪些功能在Type-C连接器上可以使用。

另一方面，新推出的HDMI 2.1版本，已可支持到8K影音服务，然而，在4K应用还未普及化的情况下，于目前推出8K的标准，是否有点言之过早？ Tobias认为，目前4K应用已慢慢开始发酵，例如在台湾，中华电信最近推出MOD 4K影音服务，一同与YouTube及Netflix等4K串流直播服务商抢食市场；或是支持动态HDR以及游戏模式中的变动更新频率(Variable Refresh Rate, VRR)，一些游戏玩家与早期采用者会推动这类需求。

Tobias说，4K UHD生态圈包含内容供货商、内容递送商、设备制造商、零售商与消费者等，在持续发展下，下一代能够应用HDMI 2.1规格特色的产品已经开始发展。 此外，针对8K应用，目前离市场应用普及虽可能还需要几年的，但已逐渐在发展，例如日本已经在测试8K拨放，2018年起某些频道会开始提供，预计2020年东京奥运能够全面性提供。 因此，8K应用普及化的时程应是指日可待。

拓展市场版图 恩智浦Type-C新品齐发

与此同时，为抢攻Type-C市场，恩智浦半导体(NXP)也宣布推出一代USB Type-C解决方案，采用USB PD PHY技术，使制造商能更轻易的将USB Type-C功能整合进行动产品中，并满足消费者需求。

据悉，恩智浦新一代产品包括Type-C端口控制器--PTN5110、新型6A直接充电器--PCA9491UK、SCP直接充电接口控制器--TEA1901，以及USB-PD/Quick Charge接口控制器--TEA1905x。

PTN5110为首款具有低功耗的USB-IF TCPCPHY，其特性包括：在主动吸收模式下的电流仅为30uA、可编程USB供电功能、更快速的充电等。 使用该产品可透过减少重复的微控制器来简化系统架构、从而降低整体的系统BOM成本。 PCA9491UK 6A直接充电器可减少行动设备的发热，并提供多个电压和电流调节环路，为晶圆、Vbus和电池提供准确的温度传感器读数，未来可以高压充电器直接整合。

TEA1901 SCP直接充电接口控制器/TEA1905x USB-PD/Quick Charge接口控制器则是率先将USB PD 3.0和Quick Charge 2.0、3.0合在一起的产品之一。 这些控制器结合多种先进的充电协议，提供多个电压和电流调节环路，并为电池和系统提供保护。

另外，直接充电接口和USB-PD控制器，共同构成从墙壁插座到电池的完整快速充电解决方案。 该解决方案支持USB Type-C连接器，能够同时传输数据、影像和电源，同时提供保护电池和系统的精确电压和电流调节环路。