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Type-C 产业链详细分析及知名厂商汇总

关键词:    发布时间:2019年4月24日   点击次数:62次

Type-C产业链:上游的芯片环节(处理器及芯片组、接口控制芯片)——系统平台(微软、谷歌、苹果)——系统厂(手机、电脑、平板灯)——连接器/线缆厂商(端子、线材等)——再到存储、测试环节等。

 

Type-C产业链全景图

 

USB Type-C 一种电子设备接口标准,也叫USB-C,是USB Type-A/B的升级版本。2014年8月USB IF发布USB Type-C接口1.0标准,为业界制定了下一代USB接口的标 准规范。相比USB Type A/B,USB Type-C拥有显著的技术优势,加之产业巨头力挺形成的产业链和生态链,开始逐步统一电子设备接口。

 

 

USB Type-C接口各种类型

 

USB Type-C接口具有六大优势

 

1)全功能同时支持数据、音频、视频和充电,奠定高速数据、数字音频、高清视频、快速充电、多设备共用基础,一根线可代替以前多根线缆;

2)正反插与苹果Lighting接口类似,端口正面反面相同,支持正反插;

3)双向传输数据、电力可实现双向传输;

4)向下兼容通过转接器,能兼容USB Type A、Micro B等接口;

5)小尺寸接口尺寸为8.3mm X 2.5mm,约为USB-A接口1/3;

6)高速率兼容USB 3.1协议的可支持高达 10Gb/s 数据传输。

 

Type-C的四大主要应用

 

1.快速充电配备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USB PD,可以提供最大100W的电力;

2.智能数字音频在数字流媒体市场快速发展的环境下,手机端取消3.5mm模 拟音频接口是大趋势。从高清无损音源到音频处理电路,再到音频输出设备,一场数字音频的变革势在必行。耳机、智能耳机将会有巨大的市场空间。

3.高清视频。DisplayPort交替模式,支持高达4K超高清(UHD)甚至8K的解析度。

4.高速的数据传输。最大数据传输速度达到10Gbps,也是USB3.1的标准,兼容USB2.0标准;

 

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Type-C取代。还有VR/AR设备的应用USB-C集高速数据、快速充电、音视频于一体,最适合VR/AR设备高清、大带宽、低延迟和人机交互的VR/AR需求, 将是VR/AR设备与PC和手机连接的最终解决方案。

 

据IHS预测,不考虑线缆等附件,到2019年将出货约20亿带有USB-C接口的设备, CAGR高达231%。

 

 

电脑及外设 

PC端于2015年最先采用Type-C方案,包括笔记本、台式机在内的渗透率在2019年有望达到 80%;

 

 

无线产品 

包括智能手机和平板电脑在内的无线产品将于今年开始放量并快速增长,预计到2019年渗透率将达到50%;

 

 

其他消费电子 

平板电视、机顶盒、播放器、AR/VR等今年开始有Type-C接口设备问世,到2019年预计渗透率可达到30%。

 

 

汽车 

汽车应用进度稍慢,需要等到2017年才会有相关产品问世,并且在2019年占据20%以上市场份额;

 

市场USB Type-C方案简要分类

 

一、Type-C将加速快充标准统一和普及

 

1、快速充电原理

快速充电技术将成为手机标配。在电池容量无法迅速取得突破,手机用电量又飞速增长 的前提下,快速充电技术普及尤为必要。中国信息通信研究院对快速充电的定义是:30分钟充电进入电池的平均电流大于3A或者30分钟充电电量大于60%。常见快速充电 技术可分为两种:

 

 

高压快充:高通 Quick Charge为代表

通过提高电源适配器输出电压来提高终端充电功率和速率

 

低压快充:联发科Pump Express3.0和OPPO VOOC

通过提高电源适配器输出电流来提高终端充电功率和速率 

 

快速充电系统包括快充标准,快充电源适配器,接口E-marker芯片,线缆,手机芯片, 电池等多个部分。各部分都必须针对不同标准专门设计,才能实现快充功能,并且保证充电安全。

 

 

快充适配器 

需要专门适配器将交流电降为所用快充协议规定的电压电流,并提供足够安全保证。


快充线缆 

需要能承载5A甚至更高的大电流,并且搭载接口芯片做识别、认证和保护。

 

 

手机芯片 

对电源管理IC和处理器提出更高要求,支持在手机软件界面充电类型选择和保护。

 

 

快充电池 

使用专门的快速充电电芯,充电倍率(充电电流/电池电量)至少在1.5C以上。目前市场上快充手机电池绝大部分都使用ATL电芯。

 

2、快速充电标准众多,亟待统一

 

 

快速充电各家跑马圈地,标准不一。市场主流快速充电标准有高通Quick Charge方案, 联发科Pump Express和OPPO VOOC方案等,华为和三星也有自己的快充方案。

 

市场主要快速充电标准

 

3、USB PD将借助USB Type-C统一快速充电标准

 

 

USB Power Delivery是USB开发者联盟在智能手机的USB Battery Charge标准之后提出的最新的电力传输标准,目前已发展到USB PD 3.0标准,具有以下特点 :

 

 

充电功率提升,在现有USB标准上,提高电力传输能力到100W;

方向灵活,电力传输方向不固定,充电受电设备可以指定;

在多外设之间优化电力传输;

智能充电管理;

允许低功率充电;

USB PD传输电流能力大幅增强。目前主流智能手机使用的充电接口和数据线基于Micro USB,不能承载过大的电流。USB Type C接口的触点数量数倍于Micro USB接口,这就使得它能承受的电流强度大大增加,适合快速充电技术应用。同时Type C接口芯片中加入了互相识别的E-marker芯片,可自动识别充受电设备,确保充电安全, 并且支持双向充电。

 

 

二、Type-C开启智能数字音频时代

 

 

无损音频将成高品质音频主流。高品质音频一般是指比特率在256kpbs及以上的音频文件,具体可分为有损压缩和无损压缩两类。常见的有损压缩音乐格式有MP3,WMA和AAC等,付费音乐客户端可提供256kbps和320kbps两类高比特率有损压缩音乐下载,而免费客户仅能下载128kbps的标准品质或更低比特率音乐文件。无损压缩常见格式有APE,FLAC、WMALossless和ALAC等,只有达到更高级别的付费用户才可以下载。

 

常见音频格式比较

 

我们认为苹果公司在iPhone 7中取消3.5mm模拟音频接口,直接使用Lighting接口传输数字音频是大概率事件。Android阵营将紧跟苹果的脚步,使用USB Type-C接口传输音频。这将直接掀起一场智能手机的接口革命,并且引发一系列创新。

 

1、3.5mm 模拟音频接口已成手机轻薄化的设计瓶颈

 

 

音频处理系统可分为音源、音频处理和音频输出三部分。

音源无损音频将成市场主流;

音频处理编码解码器(Codec)和放大器;Codec 用于提供足够精度和速度的编 解码能力,核心是数模转换器;放大器用于将解码后的模拟信号放大到足够功率以 驱动输出端不同负载;

音频输出有线、无线耳机,扬声器、音箱等。

 

                                                                                                                音频系统组成

 

目前手机和其他电子设备内部处理的都是模拟音频信号,原始音频信号经过内部解码器解码后转为模拟信号,再经过放大或者直接输出到3.5mm接口。但是手机内部要同时处理射频、模拟和数字多种信号,电磁环境复杂。音频

信号是高精度小信号,很容易受到干扰产生失真,再经过PCB板和3.5mm接口又会产生功率损耗,最终影响输出音质。

 

2、苹果和安卓两大阵营齐发力,可以和 3.5mm 说再见

 

 

取消3.5mm音频接口的实现主要在于将原本位于手机内部的编码解码器和放大器等音频处理芯片转移到Lighting或者Type-C接口、线控或者耳机腔体中。如果直接采用未 解码的数字音频信号从数据接口输出,在手机外部完成解码和放大,则可以减少失真,带来较高隔离度。随着集成电路工艺的进步,SoC、SIP技术的发展,音频芯片的面积 和功耗不断减小,在技术上也支持将芯片从手机主板移出到耳机中。

 

                                                                                                 数字音频实现方案

 

苹果阵营 :Cirrus Logic已为MFi Lighting耳机提供开发套件。苹果的音频解码芯片独家供应商Cirrus Logic已于2016年6月30日宣布推出基于苹果官方认证的MFi耳机开发套件, 协助OEM厂商快速开发出Lighting接口的数字耳机。

 

安卓阵营乐视发布Type-C数字接口CDLA手机。作为 Android阵营一员,乐视于2016年4月 发布了全球第一款取消3.5mm接口,直接使用Type-C传输音频的CDLA手机。

 

3、产业巨头支持数字音频变革

 

 

  • 谷歌:2014年从安卓5.0操作系统开始就支持USB音频输出;

  • 苹果:从iPhone 7开始取消3.5mm接口,使用Lighting和蓝牙直传数字音频;

  • 英特尔:2016年4月,Intel在IDF 16信息技术峰会上展示了USB-C耳机插孔设计,用于取代传统的3.5mm耳机插孔,希望通过采用USB-C 接口促进模拟音频向数字音频的转变;

  • Cirrus Logic: 2016年6月30日,苹果音频芯片供应商Cirrus Logic发布MFi Lighting耳机开发套件 ;

  • Conexant:2016年6月29日发布业内第一款 USB Type-C单芯片音频解决方案CX20888,并且带主动降噪功能,为5mm x 5mm x 0.5mm 81Pin BGA封装。

 

三、Type-C带来更便捷的高清视频一体化方案

 

 

1、USB Type-C通过Alt Mode兼容多种视频标准

 

 

USBType-C可同时兼容等多种视频标准。USBType-C通过交替模式(Alternate Mode)提供兼容Display Port、SuperMHL、HDMI、VGA等信号的功能。英特尔在第三代Thunderbolt接口标准中全面兼容USB Type-C,可实现双4k视频传输,传送速率高达40Gbps。

 

显示器,平板电视到VR/AR是Type-C在视频应用的渗透路线。USB Type-C在显示方面的渗透已经从LCD显示器开始,并且逐步向平板电视和其他显示设备推进。宏碁已经推出了业内首款 Type-C显示器 R1,集视频和充电于一身,厚度仅7mm。华硕也推出了使用UBS Type-C的便携式显示器MB169C+。

 

2、USB Type-C将成为VR/AR与主机连接的主流技术 

 

轻便性是VR/AR头戴式设备的重要需求Oculus和HTC Vive使用三至四根线缆连接PC和VR设备,严重影响用户体验。LG 360 VR只需一根USB Type-C线缆,就可实现所有功能,让使用更轻巧,更便携。除了减少连接,高分辨率和刷新率也是VR进一 步的发展趋势,Type-C支持高清视屏传输,DisplayPort Alt Mode有高达20Gbps的带宽,使得在低功耗的前提下,可以支持全高清、3D、4K超高清和全屏幕输出,以及更高的分辨率和刷新率。VR/AR设备使用的Type-C线缆都是全功能高品质线缆,同时集成快充和音视频功能,代表了消费电子的最高要求,成本将是一般手机线缆的数倍。




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