關(guān)于USB Type C技術(shù)、應用和產(chǎn)業(yè)鏈的最強解讀
什么是USB Type C
本文引用地址:http://dyxdggzs.com/article/201612/328639.htmUSB Type-C一種電子設備接口標準,也叫USB-C,是USB Type-A/B的升級版本。2014年8月,USBIF發(fā)布USB Type-C接口1.0標準,為業(yè)界制定了下一代USB接口的標準規范。相比于USB Type A/B,USB Type-C擁有顯著(zhù)的技術(shù)優(yōu)勢,加之產(chǎn)業(yè)巨頭力挺形成的產(chǎn)業(yè)鏈和生態(tài)鏈,開(kāi)始逐步統一電子設備接口。
USBType-C接口具有六大優(yōu)勢:
1)全功能:同時(shí)支持數據、音頻、視頻和充電,奠定高速數據、數字音頻、高清視頻、快速充電、多設備共用基礎,一根線(xiàn)可代替以前多根線(xiàn)纜;
2)正反插:與蘋(píng)果Lighting接口類(lèi)似,端口正面反面相同,支持正反插;
3)雙向傳輸:數據、電力可實(shí)現雙向傳輸;
4)向下兼容:通過(guò)轉接器,能兼容USB Type A、Micro B等接口;
5)小尺寸:接口尺寸為8.3mm X 2.5mm,約為USB-A接口1/3;
6)高速率:兼容USB 3.1協(xié)議的可支持高達10Gb/s數據傳輸。
高速率的數據傳輸對信號與電源完整性要求更為嚴格,因此就對線(xiàn)纜企業(yè)在生產(chǎn)制作過(guò)程中提出了新的要求。為了能同時(shí)實(shí)現數據、音視頻和充電功能合一,USB Type-C增加了8條價(jià)格高昂的高頻同軸線(xiàn),這讓部分應用的線(xiàn)纜造價(jià)比一般類(lèi)型高數倍。Type-C不僅在技術(shù)上對線(xiàn)纜以及連接器企業(yè)提出了要求,同時(shí)推動(dòng)了行業(yè)的整合調整,線(xiàn)纜以及連接器企業(yè)需要及時(shí)在整體技術(shù)上得到突破,才能不被淘汰。
根據IHS Technology的報告預測,USB-Type C接口使用量最大的市場(chǎng)將集中在智能手機、平板和筆記本電腦上,現在被USB覆蓋的所有領(lǐng)域都可用USB-Type C取代。從產(chǎn)業(yè)鏈自上而下看,USB協(xié)會(huì )、標準制定、接口芯片、代工廠(chǎng)和消費終端的業(yè)界巨頭都不遺余力推進(jìn)USB-C的普及。
· 接口芯片:TI、NXP、Cypress、Analogix等多家芯片廠(chǎng)商都已發(fā)布了多款集高速數據傳輸、充電和視頻于一體的接口芯片。
· 連接器/線(xiàn)纜廠(chǎng)商:立訊精密作為全球最大的連接器廠(chǎng)商,積極參與到相關(guān)標準制定中,并且將是相關(guān)設備代工的最重要廠(chǎng)商;鴻海、正崴等連接器巨頭也不斷布局相關(guān)業(yè)務(wù)。
· 終端廠(chǎng)商:蘋(píng)果和谷歌最早在筆記本平板電腦上使用Type-C接口,預計后續機型也將開(kāi)始使用新的接口。Intel也開(kāi)始在軟硬件兩端著(zhù)手準備用USB Type-C取代3.5mm模擬音頻接口。在數據存儲、顯示、快速充電、擴展塢等其他應用方面,都已經(jīng)有很多USB-C接口的產(chǎn)品上市。
· 系統平臺:蘋(píng)果OS、谷歌Android和微軟WP平臺最新版本均原生支持Type-C。
USBType C的應用方向及市場(chǎng)規模
USB Type-C是一個(gè)大生態(tài),他的出現可以變革很多領(lǐng)域的連接方式,具體分為以下幾個(gè)方面:
1、平板和輕薄型筆記本是USB Type-C的最早應用。
2014年USB Type-C標準推出后,最先在14年底應用在Nokia N1平板,隨后15年初在谷歌Chromebook Pixel上,但真正為大眾所熟知,則是借助蘋(píng)果超薄款Macbook的普及。USB Type-C與輕薄型筆記本完美結合,并且逐漸向普通筆記本和臺式機擴散。
2、智能手機是USB Type-C最主要的市場(chǎng)和增長(cháng)驅動(dòng)力。
2015以來(lái),Type-C從最早4月份的樂(lè )視手機,到16年逐漸出現在主流智能手機品牌的高端旗艦機型中,華為P9和榮耀V8、三星Galaxy Note 7、小米5、樂(lè )視樂(lè )Max、LG G5、魅族、HTC 10等安卓主力廠(chǎng)商的旗艦機型紛紛使用USB-C代替目前的USB Micro B。從高端到低端逐級滲透,是Type-C在智能手機中的發(fā)展路線(xiàn)。目前,市場(chǎng)上新發(fā)布的主流旗艦機型,已全面開(kāi)始使用USB Type-C接口。
3、數字耳機將是USB Type-C在可穿戴應用的突破口。
飛利浦、樂(lè )視等廠(chǎng)商已經(jīng)推出Type-C接口的數字耳機。在數字流媒體市場(chǎng)快速發(fā)展的環(huán)境下,手機端取消3.5mm模擬音頻接口是大趨勢。從高清無(wú)損音源到音頻處理電路,再到音頻輸出設備,一場(chǎng)數字音頻的變革勢在必行。數字耳機、智能耳機將會(huì )有巨大的市場(chǎng)空間。
4、USBType-C將是VR/AR設備連接的最終解決方案。
USB-C集高速數據、快速充電、音視頻于一體,最適合VR/AR設備高清、大帶寬、低延遲和人機交互的VR/AR需求,將是VR/AR設備與PC和手機連接的最終解決方案。同時(shí),最新款的平板電視也開(kāi)始導入全功能Type-C,實(shí)現接口統一。
其他,在汽車(chē)及泛物聯(lián)網(wǎng)終端中,Type-C亦將是重要的接口選擇。
圖7,USB Type C的大生態(tài)
據IHS預測,不考慮線(xiàn)纜等附件,到2019年將出貨約20億帶有USB-C接口的設備,CAGR高達231%。
電腦及外設
PC端于2015年最先采用Type-C方案,包括筆記本、臺式機在內的滲透率在2019年有望達到80%;
無(wú)線(xiàn)產(chǎn)品
包括智能手機和平板電腦在內的無(wú)線(xiàn)產(chǎn)品將于今年開(kāi)始放量并快速增長(cháng),預計到2019年滲透率將達到50%;
其他消費電子
平板電視、機頂盒、播放器、AR/VR等今年開(kāi)始有Type-C接口設備問(wèn)世,到2019年預計滲透率可達到30%。
汽車(chē)
汽車(chē)應用進(jìn)度稍慢,需要等到2017年才會(huì )有相關(guān)產(chǎn)品問(wèn)世,并且在2019年占據20%以上市場(chǎng)份額;
Type-C設備和應用場(chǎng)景眾多,產(chǎn)品梯隊豐富。
其一、現在所有使用USB接口的地方都可以使用Type-C代替;其二,根據對充電速度、數據傳輸速度、視頻兼容等需求的不一樣,連接線(xiàn)/接口解決方案價(jià)格區間較大,兼容USB3.1、PD和Display Alt Mode等全協(xié)議的解決方案可以是普通Type-C的10倍;其三,在產(chǎn)品過(guò)渡期會(huì )有大量的轉接線(xiàn)需求,以兼容各類(lèi)不同格式的老產(chǎn)品;其四,衍生應用多,例如3.5mm接口取消后,就會(huì )催化智能數字音頻市場(chǎng),并且將來(lái)還會(huì )增加如VR/AR等很多新的應用場(chǎng)景等。
此外,Type-C變革將引發(fā)一系列聯(lián)動(dòng)需求?! ±?,3.5mm模擬音頻接口取消后,使用Type-C傳輸數字音頻,將有利于防水性設計;同時(shí),主板上音頻處理芯片外移,會(huì )減少手機PCB板面積、成本和功耗,帶來(lái)外置音頻轉換附件、數字耳機以及電池容量的增量機會(huì );聽(tīng)音樂(lè )時(shí)同時(shí)無(wú)法充電,又會(huì )催生無(wú)線(xiàn)充電和快速充電的需求。多線(xiàn)合一也給高清顯示,VR/AR的應用帶來(lái)更廣闊空間。
我們依據IHS對Type-C設備的分類(lèi),根據最新行業(yè)信息對其滲透率預測略作修正,結合目前出廠(chǎng)價(jià)格和未來(lái)變化趨勢,分別對無(wú)線(xiàn)設備(手機和平板)、電腦及外設、消費電子和汽車(chē)等應用做出估算。2016到2020年,僅考慮接口和線(xiàn)纜部分,USB Type-C市場(chǎng)規模分別為32/135/305/502/669億元,如果將衍生的數字智能耳機等考慮在內,則總規模將超過(guò)千億。
我們依據IHS對Type-C設備的分類(lèi),根據最新行業(yè)信息對其滲透率預測略作修正,結合目前出廠(chǎng)價(jià)格和未來(lái)變化趨勢,分別對無(wú)線(xiàn)設備(手機和平板)、電腦及外設、消費電子和汽車(chē)等應用做出估算。2016到2020年,僅考慮接口和線(xiàn)纜部分,USB Type-C市場(chǎng)規模分別為32/135/305/502/669億元,如果將衍生的數字智能耳機等考慮在內,則總規模將超過(guò)千億。
智能手機對于寬帶無(wú)線(xiàn)通信、圖像處理等多方面的需求導致實(shí)際耗電呈指數增長(cháng)。未來(lái)5G通信帶寬將比4G增加10倍,4K/8K等高清視頻技術(shù)逐漸應用,CPU、GPU等運算電路處理能力不斷增強,這一切都將導致智能手機整體能耗需求將成指數增長(cháng)。
電池容量呈線(xiàn)性緩慢增長(cháng),能耗需求缺口逐漸拉大。電池技術(shù)遲遲無(wú)法突破,成為終端使用的最大瓶頸。電池容量增長(cháng)緩慢,每年線(xiàn)性提升約15%,而能耗則是呈指數增長(cháng),能耗需求與電池性能的差距愈發(fā)明顯。電池性能曲線(xiàn)將與能耗需求曲線(xiàn)嚴重脫軌,提高充電速度成為電池續航的關(guān)鍵解決方案,快速充電已成為市場(chǎng)競爭熱點(diǎn)。
因此快速充電技術(shù)將成為手機標配。
在電池容量無(wú)法迅速取得突破,手機用電量又飛速增長(cháng)的前提下,快速充電技術(shù)普及尤為必要。中國信息通信研究院對快速充電的定義是:30分鐘充電進(jìn)入電池的平均電流大于3A或者30分鐘充電電量大于60%。常見(jiàn)快速充電技術(shù)可分為兩種:
高壓快充:通過(guò)提高電源適配器輸出電壓來(lái)提高終端充電功率和速率
低壓快充:通過(guò)提高電源適配器輸出電流來(lái)提高終端充電功率和速率
快速充電系統包括快充標準,快充電源適配器,接口E-marker芯片,線(xiàn)纜,手機芯片,電池等多個(gè)部分。各部分都必須針對不同標準專(zhuān)門(mén)設計,才能實(shí)現快充功能,并且保證充電安全。
快充適配器
需要專(zhuān)門(mén)適配器將交流電降為所用快充協(xié)議規定的電壓電流,并提供足夠安全保證
· 快充線(xiàn)纜
需要能承載5A甚至更高的大電流,并且搭載接口芯片做識別、認證和保護
· 手機芯片
對電源管理IC和處理器提出更高要求,支持在手機軟件界面充電類(lèi)型選擇和保護
· 快充電池
使用專(zhuān)門(mén)的快速充電電芯,充電倍率(充電電流/電池電量)至少在1.5C以上。目前市場(chǎng)上快充手機電池絕大部分都使用ATL電芯。
而對于快速充電現狀,目前標準眾多,亟待統一
?。?)市場(chǎng)快速充電標準眾多
快速充電各家跑馬圈地,標準不一。
市場(chǎng)主流快速充電標準有高通Quick Charge方案,聯(lián)發(fā)科Pump Express和OPPO VOOC方案等,華為和三星也有自己的快充方案。
?。?)低壓快充:聯(lián)發(fā)科PumpExpress3.0和OPPO VOOC
聯(lián)發(fā)科Pump Express3.0和OPPO VOOC采用低壓大電流快充方法。
聯(lián)發(fā)科之前發(fā)布的Pump Express 1.0和2.0版本是高壓快充路線(xiàn),從Pump Express 3.0開(kāi)始移到低壓快充上來(lái)。在低電壓下為了達到快速充電需要使用比較大的電流,充電線(xiàn)纜需要經(jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)設計以承載大電流。PE3.0也是市場(chǎng)上首款采用USB Type-C/PD接口協(xié)議的低壓直充方案。OPPO VOOC則采用恒定5V@4/4.5/5A標準提供高達20~25W功率。
低壓快充技術(shù)充電效率高達95%以上。
PE3.0快充方案僅需20分鐘就能將手機電池從0充到70%。對于同樣容量電池,使高通Quick Charge 3.0技術(shù)的小米Mi5需要40分鐘,沒(méi)有使用快充技術(shù)的iPhone 6 Plus需要1小時(shí)40分鐘。相比PE 2.0,PE 3.0的功耗降低了50%,效率可提升至95%。效率大幅提升意味著(zhù)即使使用大功率充電,充電器和手機發(fā)熱也極為有限。PE 3.0快充技術(shù)將集成于聯(lián)發(fā)科Helio P20及之后版本的處理器中,終端產(chǎn)品將于2016年末上市。
?。?)高壓快充:高通Quick Charge為代表
高通QuickCharge采用高壓快充標準。得益于在手機處理器端的統治級地位,目前有超過(guò)100種智能手機都采用高通Quick Charge的方案,現已發(fā)展到QC3.0。QC3.0采用高壓快充技術(shù),通過(guò)3.6~20V動(dòng)態(tài)可調節電壓和最大3A電流以實(shí)現最大36 W充電功率。同時(shí),QC 3.0采用了最佳電壓智慧協(xié)商(INOV)技術(shù),可讓受電裝置自行判斷,以最適合的功率級別進(jìn)行充電,將能源轉換效率最大化。
QuickCharge標準兼容USB Type-C接口。高壓快充的方案使得用普通線(xiàn)纜就可以滿(mǎn)足充電要求。但由于充電技術(shù)的不同,總體效率和充電速度比聯(lián)發(fā)科的低壓快充方案要低一些。Quick Charge 3.0效率較第二代提升最高達38%,并有額外的機制用以保護電池壽命周期。此外,若與高通技術(shù)公司最新、最先進(jìn)的并聯(lián)充電模組同時(shí)使用,Quick Charge 3.0能較第二代提升最高達27%的快速充電速度,或者減少最高達45%的功率耗損,且比Quick Charge 1.0充電速度快2倍。
USB PD將借助USB Type-C統一快速充電標準
?。?)低壓快充技術(shù)將成為主流快速充電方式
國產(chǎn)手機增長(cháng)迅猛,取得話(huà)語(yǔ)權。隨著(zhù)華為、OPPO、Vivo等國產(chǎn)手機廠(chǎng)商在全球份額不斷擴大,中國廠(chǎng)商產(chǎn)業(yè)鏈整合能力提升,將可以取得快速充電市場(chǎng)的主導權。相比高壓快充方式,低壓大電流在實(shí)現同樣功率下效率更高,充電器和手機發(fā)熱更少,將占據市場(chǎng)主流。
而USB Type-C將是USB PD最佳選擇
USB Power Delivery是USB開(kāi)發(fā)者聯(lián)盟在智能手機的USBBatteryCharge標準之后提出的最新的電力傳輸標準,目前已發(fā)展到USB PD 3.0標準,具有以下特點(diǎn):
·充電功率提升,在現有USB標準上,提高電力傳輸能力到100W;
·充電方向靈活,電力傳輸方向不固定,充電受電設備可以指定;
·在多外設之間優(yōu)化電力傳輸;
·智能充電管理;
·允許低功率充電;
USBPD傳輸電流能力大幅增強。目前主流智能手機使用的充電接口和數據線(xiàn)基于Micro USB,不能承載過(guò)大的電流。USB Type C接口的觸點(diǎn)數量數倍于Micro USB接口,這就使得它能承受的電流強度大大增加,適合快速充電技術(shù)應用。同時(shí)Type C接口芯片中加入了互相識別的E-marker芯片,可自動(dòng)識別充受電設備,確保充電安全,并且支持雙向充電。
圖24、USB充電標準一覽
USBType-C與USB PD協(xié)議共生,有望統一快速充電標準。USB PD可兼容5V/12V/20V不同充電電壓和1.5A/2A/3A/5A不同充電電流,最大支持高達100W充電功率。同時(shí),USB PD可以將電源線(xiàn)和信號線(xiàn)整合至同一條線(xiàn)纜內。除了能夠給手機、平板等移動(dòng)設備充電外,還可給筆記本等以前無(wú)法通過(guò)USB充電的設備快速充電。USB PD設定了10W、18W、36W、60W、100W五級充電規格,不僅充電功率強悍,更可以實(shí)現雙向充電。
功率提升需要接口芯片保證安全性。
由于USB Type-C搭配USB PD可實(shí)現高達100W的充電功率,在高壓大電流下,確保安全性尤為重要。USB Type-C會(huì )在設備接口芯片中實(shí)現界面、線(xiàn)材、終端設備的交互授權與認證機制,確認終端可接受的電力傳輸模式。與終端設備互連時(shí),可以由用戶(hù)決定是否以對應最高功率進(jìn)行電力傳輸,增加設備使用安全意識。
多家公司都已經(jīng)發(fā)布了不同種類(lèi)的接口控制芯,有TI、Cypress、Lattice、Analogix、Dialog、Parade,Fairchild,成繹半導體,臺灣鈺創(chuàng ),VLI,羽博等。Oppo和華為手機使用TI接口芯片做握手通訊和電源管理。在CES 2016上,賽普拉斯推出了全球首款雙端口USB Type-C PD控制器EZ-PD CCG4。該控制器集成ARM Cortex-M0處理器、128KB閃存、兩個(gè)供電場(chǎng)效應晶體管和四個(gè)為系統提供過(guò)壓和過(guò)流保護的模數轉換器,可用于存儲雙固件映像,從而實(shí)現無(wú)故障安全引導,提高系統的可靠性。
圖26,USB Type C接口控制芯片
USB Type C對音頻的變革
在開(kāi)頭我們提到,蘋(píng)果公司在iPhone 7中取消3.5mm模擬音頻接口,直接使用Lighting接口傳輸數字音頻是大概率事件。Android陣營(yíng)將緊跟蘋(píng)果的腳步,使用USB Type-C接口傳輸音頻。這將直接掀起一場(chǎng)智能手機的接口革命,并且引發(fā)一系列創(chuàng )新。
音頻系統具有短板效應,為了高保真的重現聲音信號,需要同時(shí)在音源、音頻處理和音頻輸出端做出改進(jìn)。數字音頻市場(chǎng)的快速發(fā)展解決了高清、無(wú)損音源的問(wèn)題,音頻處理和音頻輸出端也需要同步改善。這種情況下,數字音頻應潮流而生。安卓蘋(píng)果兩大陣營(yíng)將使用Type-C/Lighting取代3.5mm模擬音頻接口,數字耳機和音頻設備直接受益。
首先,3.5mm模擬音頻接口已成手機輕薄化的設計瓶頸
電子設備更輕更薄的需求,以及市場(chǎng)對數字高清音頻、高保真(HiFi)音樂(lè )的追求,將促使廠(chǎng)商在音頻輸出端取消已經(jīng)使用多年的3.5mm模擬音頻接口,采用數字音頻接口。
模擬音頻接口屬于TRS接口家族,本質(zhì)是同軸電纜傳輸,常見(jiàn)的三段式接口為T(mén)RS端子,四段式為T(mén)RRS端子。在接口尺寸方面,1/4英寸(6.35mm)、1/8英寸(3.5mm)和3/32(2.5mm)這三種應用的最多。其中用于高端音響上的6.35mm接口從1878年開(kāi)始應用至今,已經(jīng)有近130年的歷史。
其次,手機內部復雜電磁環(huán)境不適合高質(zhì)量模擬音頻處理
音頻處理系統可分為音源、音頻處理和音頻輸出三部分:
· 音源:無(wú)損音頻將成市場(chǎng)主流
· 音頻處理:編碼解碼器(Codec)和放大器;Codec用于提供足夠精度和速度的編解碼能力,核心是數模轉換器;放大器用于將解碼后的模擬信號放大到足夠功率以驅動(dòng)輸出端不同負載;
·音頻輸出:有線(xiàn)、無(wú)線(xiàn)耳機,揚聲器、音箱等
目前手機和其他電子設備內部處理的都是模擬音頻信號,原始音頻信號經(jīng)過(guò)內部解碼器解碼后轉為模擬信號,再經(jīng)過(guò)放大或者直接輸出到3.5mm接口。但是手機內部要同時(shí)處理射頻、模擬和數字多種信號,電磁環(huán)境復雜。音頻信號是高精度小信號,很容易受到干擾產(chǎn)生失真,再經(jīng)過(guò)PCB板和3.5mm接口又會(huì )產(chǎn)生功率損耗,最終影響輸出音質(zhì)。
第三,蘋(píng)果和安卓乏力,告別3.5mm接口
取消3.5mm音頻接口的實(shí)現主要在于將原本位于手機內部的編碼解碼器和放大器等音頻處理芯片轉移到Lighting或者Type-C接口、線(xiàn)控或者耳機腔體中。如果直接采用未解碼的數字音頻信號從數據接口輸出,在手機外部完成解碼和放大,則可以減少失真,帶來(lái)較高隔離度。隨著(zhù)集成電路工藝的進(jìn)步,SoC、SIP技術(shù)的發(fā)展,音頻芯片的面積和功耗不斷減小,在技術(shù)上也支持將芯片從手機主板移出到耳機中。
蘋(píng)果陣營(yíng)
CirrusLogic已為MFiLighting耳機提供開(kāi)發(fā)套件。蘋(píng)果的音頻解碼芯片獨家供應商Cirrus Logic已于2016年6月30日宣布推出基于蘋(píng)果官方認證的MFi耳機開(kāi)發(fā)套件,協(xié)助OEM廠(chǎng)商快速開(kāi)發(fā)出Lighting接口的數字耳機。與iPhone 6s相比,新的方案將原來(lái)位于手機主板上的音頻處理芯片轉移到Lighting接口耳機線(xiàn)控中,在手機中實(shí)現全數字音頻,有效減少內部信號的干擾和衰減從而提升音質(zhì)。同時(shí),數字接口賦予音頻更多的功能,比如搜集用戶(hù)聽(tīng)音樂(lè )的風(fēng)格和習慣數據,與iOS平臺App結合,實(shí)現數字均衡調音等。
數字耳機根據外置音頻處理芯片位置的不同,在具體實(shí)現上有4種方式:
· Type-C/Lighting接口:適合較小面積芯片,易于防水設計
· 耳機線(xiàn)控:Cirrus Logic MFi方案,可方便與線(xiàn)控功能集成
· 耳機腔體:適合頭戴式耳機,具有較大空間,距離發(fā)生單元最近,處理效果最好
· 音頻Dongle:外置聲卡,臺式機時(shí)代音樂(lè )發(fā)燒友使用過(guò),Type-C/Lighting轉3.5mm附件,很可能作為iPhone 7隨機配件。
安卓陣營(yíng)
樂(lè )視發(fā)布Type-C數字接口CDLA手機。作為Android陣營(yíng)一員,樂(lè )視于2016年4月發(fā)布了全球第一款取消3.5mm接口,直接使用Type-C傳輸音頻的CDLA手機。
第四,產(chǎn)業(yè)巨頭支持數字音頻變革
· 谷歌:2014年從安卓5.0操作系統開(kāi)始就支持USB音頻輸出
·蘋(píng)果:預計從iPhone 7開(kāi)始取消3.5mm接口,使用Lighting和藍牙直傳數字音頻
· 英特爾:2016年4月,Intel在IDF 16信息技術(shù)峰會(huì )上展示了USB-C耳機插孔設計,用于取代傳統的3.5mm耳機插孔,希望通過(guò)采用USB-C接口促進(jìn)模擬音頻向數字音頻的轉變
· Cirrus Logic: 2016年6月30日,蘋(píng)果音頻芯片供應商Cirrus Logic發(fā)布MFi Lighting耳機開(kāi)發(fā)套件
· Conexant:2016年6月29日發(fā)布業(yè)內第一款USB Type-C單芯片音頻解決方案CX20888,并且帶主動(dòng)降噪功能,為5mmx 5mm x 0.5mm 81Pin BGA封裝。
USB Type C產(chǎn)業(yè)鏈分析
從產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節來(lái)看,最受益的即是:
?。?)Type-C連接器/線(xiàn)纜廠(chǎng)商。
如我們上文分析,因為技術(shù)標準提高和制造工藝提升,不同功能Type-C線(xiàn)纜價(jià)格數倍甚至數十倍于普通Mirco B線(xiàn)纜,隨著(zhù)接口統一趨勢的形成,兼容快充、高速數據傳輸、視頻轉換等多種功能的高端Type-C線(xiàn)纜放量會(huì )更顯著(zhù),接口統一同時(shí)也帶來(lái)了巨大的轉接線(xiàn)市場(chǎng)空間,以及衍生的智能音頻和視頻的機會(huì ),市場(chǎng)潛在規模接近千億。
另一方面,Type-C的技術(shù)門(mén)檻遠高于普通線(xiàn)纜,市場(chǎng)集中度會(huì )顯著(zhù)提升。尤其是支持3A以上快充、USB 3.1等的快充高速數據線(xiàn),其線(xiàn)材有特殊要求、另外需要集成接口控制芯片,導致能做的廠(chǎng)商非常少。但普通的3A以下充電、USB2.0低速傳輸的Type-C因只需要普通線(xiàn)材并且不需要集成接口芯片其門(mén)檻相對低,但價(jià)格也在10塊以?xún)攘恕?/p>
總體來(lái)講,線(xiàn)纜的制造難度要高于端子,目前能夠自制高端Type-C線(xiàn)纜的廠(chǎng)商僅有立訊、鴻海、正崴、住友等,而具備端子制造能力的廠(chǎng)商有幾十家,具備線(xiàn)纜、端子及組裝一體化的廠(chǎng)商更少,這就意味能參與中高端市場(chǎng)的廠(chǎng)商的業(yè)績(jì)彈性未來(lái)會(huì )比較可觀(guān)。
我們了解到,立訊精密具備高端線(xiàn)纜及端子一體化制造能力,是唯一一家在USB IF標準制定階段參與的大陸連接器廠(chǎng)商,當前全面參與了蘋(píng)果以及非蘋(píng)果主要品牌的Type-C供應體系,包括三星、華為、小米、樂(lè )視等等,亦參與了OPPO/VIVO等定制快充方案,累計占據當前全球Type-C連接器/線(xiàn)纜超過(guò)40%以上份額,是整個(gè)type-C產(chǎn)業(yè)鏈最受益彈性最大的公司,其Type-C主要對手包括鴻海、正葳、JAE等等。
?。?)快速充電產(chǎn)業(yè)鏈
我們在前文已經(jīng)詳盡分析快充產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)和市場(chǎng),當前手機市場(chǎng)的絕大部分Type-C手機還不是真正意義上的快充,未來(lái)還存在非常大的滲透空間。在諸多技術(shù)路線(xiàn)中,手機的快充趨勢應該是低壓升流方案,也即朝5V2A-》5V3A-》5V5A/4.5A-》5V5A+的技術(shù)路線(xiàn)進(jìn)化,這種方案不需要使用專(zhuān)用的升壓芯片、發(fā)熱小,只需使用專(zhuān)用線(xiàn)材和握手芯片即可,從OPPO R9“充電5分鐘,打電話(huà)2小時(shí)”的認可可見(jiàn)一斑,我們相信后續更多手機廠(chǎng)商會(huì )加入到5V5A及5V5A+的市場(chǎng)上來(lái)。在電腦、電視端,則會(huì )更多使用USB PD來(lái)支持高壓高流方案。Ti,Cypress, NXP等諸多芯片廠(chǎng)商亦已推出相應的融合電源管理和Type-C的芯片解決方案出來(lái)。我們了解到在連接器線(xiàn)環(huán)節,立訊精密已經(jīng)參與了目前最主要的幾家大電流快充手機廠(chǎng)商的主力供應鏈。
除了連接線(xiàn)和芯片之外,快充系統還需要快充電源適配器和電池/電源管理系統等的支持。在適配器環(huán)節,因為要在體積不變的情況下,通過(guò)升流或升壓形式來(lái)提高輸出功率,對適配器的要求有進(jìn)一步提升,快充適配器是普通適配器價(jià)格的幾倍。我們亦了解到,順絡(luò )電子經(jīng)過(guò)多年研發(fā)在小功率平面變壓器TPP領(lǐng)域獲得突破,平面變壓器高頻,低造型,高度很小而工作頻率很高,非常適用于快充變壓器,其已經(jīng)規劃較大產(chǎn)能的變壓器自動(dòng)化產(chǎn)線(xiàn),并已經(jīng)給國內知名手機廠(chǎng)商提供了快充平面變壓器方案,公司的功率電感亦能應用于適配器中。此外,艾華集團的高分子固態(tài)鋁電解電容器是快速充電適配器標配元件,在華為等手機充電器中大規模使用,高分子固態(tài)鋁電解電容相比傳統鋁電解電容更耐高壓,壽命更長(cháng),其是國內固態(tài)電解電容工藝最好的廠(chǎng)商之一。另外,對于電池部分,因為快充充電電流增大,其對電池Pack以及BMS電源管理模塊提出新的要求,尤其是BMS模塊上需要加入專(zhuān)用的過(guò)流保護功能,在國內相關(guān)受益標的包括欣旺達和德賽電池,而對于快充電芯,ATL占據主要市場(chǎng)份額,目前已經(jīng)可以提供高達5C充電倍率電芯。
?。?)智能數字音頻產(chǎn)業(yè)鏈
我們前文分析了取消3.5mm接口以及未來(lái)數字音頻升級的趨勢。對輕薄化、無(wú)損音樂(lè )、降噪、運動(dòng)傳感、防水等的訴求催生了這一市場(chǎng),尤其是智能數字耳機和轉接頭的潛在市場(chǎng)容量相對傳統耳機會(huì )增加數倍。
耳機及轉接頭最為受益的是同時(shí)具備聲學(xué)和Type-C連接器能力的公司。立訊精密是Type-C連接器/線(xiàn)纜的龍頭,并通過(guò)投資美律美特具備了發(fā)聲單元和耳機制造經(jīng)驗,是目前市場(chǎng)上唯一具備Type-C接口耳機垂直整合能力的公司,公司當前為已經(jīng)取消3.5mm接口的樂(lè )視手機提供了全套解決方案,并將會(huì )參與到未來(lái)知名國際大客戶(hù)的數字耳機及轉接頭創(chuàng )新中,潛在業(yè)績(jì)彈性非常大。另外,歌爾聲學(xué)是美資大客戶(hù)的耳機主力供應商,其在聲學(xué)及耳機積累多年,亦在投入Type-C/Lightning接口配套技術(shù)的研發(fā),亦是未來(lái)大客戶(hù)數字耳機的主力供應商,能夠分享單價(jià)提升帶來(lái)的增長(cháng),歌爾當前還是Oculus VR和PS VR的獨家供應商,亦會(huì )受益未來(lái)的高清視頻趨勢。另一聲學(xué)巨頭瑞聲科技亦已推出了相應的Type-C/Lighting耳機產(chǎn)品。
此外,在音頻芯片環(huán)節,蘋(píng)果獨家音頻芯片供應商CirrusLogic搶得先機。CirrusLogic已經(jīng)發(fā)布了MFiLighting數字耳機解決方案,并且將是未來(lái)蘋(píng)果數字耳機及轉接方案的獨家音頻芯片廠(chǎng)商,受益非常顯著(zhù),其他傳統音頻芯片巨頭TI BB、ESS、Philips等也會(huì )推出面積功耗優(yōu)化后的芯片方案以適應數字耳機放量需求。
?。?)接口芯片
芯片環(huán)節,TI、NXP、Cypress、Via、Dialog在快充芯片占據統治地位。TI基于在電源管理方面的優(yōu)勢,推出多款USB PD芯片已用于主流手機廠(chǎng)商。NXP則提供Wall-to-Battery(墻上快充插座到設備電池)整體快充解決方案。硅谷數模(Analogix)和萊迪思半導體(Lattice)在Type-C視頻芯片方面各有優(yōu)勢。Analogix推出SlimPort接口芯片,主要用于Type-C Display Port AltMode;而萊迪思借助已收購的公司硅映(SiliconImage)在視頻方面深厚積累,力推Type-C AltMode傳輸MHL和superMHL方案。萊迪思已發(fā)布全球首款Type-C接口同時(shí)支持4K 60fps RGB/4:4:4視頻以及USB 3.1 Gen 1或 Gen 2數據的superMHL解決方案。
根據上述分析,我們整理了海內外Type-C供應鏈的相關(guān)上市公司個(gè)股,如下所示:
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