關(guān)于USB Type C技術(shù)、應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)鏈的最強(qiáng)解讀
什么是USB Type C
本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/201612/328639.htmUSB Type-C一種電子設(shè)備接口標(biāo)準(zhǔn),也叫USB-C,是USB Type-A/B的升級(jí)版本。2014年8月,USBIF發(fā)布USB Type-C接口1.0標(biāo)準(zhǔn),為業(yè)界制定了下一代USB接口的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。相比于USB Type A/B,USB Type-C擁有顯著的技術(shù)優(yōu)勢(shì),加之產(chǎn)業(yè)巨頭力挺形成的產(chǎn)業(yè)鏈和生態(tài)鏈,開始逐步統(tǒng)一電子設(shè)備接口。
USBType-C接口具有六大優(yōu)勢(shì):
1)全功能:同時(shí)支持?jǐn)?shù)據(jù)、音頻、視頻和充電,奠定高速數(shù)據(jù)、數(shù)字音頻、高清視頻、快速充電、多設(shè)備共用基礎(chǔ),一根線可代替以前多根線纜;
2)正反插:與蘋果Lighting接口類似,端口正面反面相同,支持正反插;
3)雙向傳輸:數(shù)據(jù)、電力可實(shí)現(xiàn)雙向傳輸;
4)向下兼容:通過轉(zhuǎn)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(dá)10Gb/s數(shù)據(jù)傳輸。
高速率的數(shù)據(jù)傳輸對(duì)信號(hào)與電源完整性要求更為嚴(yán)格,因此就對(duì)線纜企業(yè)在生產(chǎn)制作過程中提出了新的要求。為了能同時(shí)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、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,這讓部分應(yīng)用的線纜造價(jià)比一般類型高數(shù)倍。Type-C不僅在技術(shù)上對(duì)線纜以及連接器企業(yè)提出了要求,同時(shí)推動(dòng)了行業(yè)的整合調(diào)整,線纜以及連接器企業(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(jù)IHS Technology的報(bào)告預(yù)測(cè),USB-Type C接口使用量最大的市場(chǎng)將集中在智能手機(jī)、平板和筆記本電腦上,現(xiàn)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(biāo)準(zhǔn)制定、接口芯片、代工廠和消費(fèi)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等多家芯片廠商都已發(fā)布了多款集高速數(shù)據(jù)傳輸、充電和視頻于一體的接口芯片。
· 連接器/線纜廠商:立訊精密作為全球最大的連接器廠商,積極參與到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定中,并且將是相關(guān)設(shè)備代工的最重要廠商;鴻海、正崴等連接器巨頭也不斷布局相關(guān)業(yè)務(wù)。
· 終端廠商:蘋果和谷歌最早在筆記本平板電腦上使用Type-C接口,預(yù)計(jì)后續(xù)機(jī)型也將開始使用新的接口。Intel也開始在軟硬件兩端著手準(zhǔn)備用USB Type-C取代3.5mm模擬音頻接口。在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、顯示、快速充電、擴(kuò)展塢等其他應(yīng)用方面,都已經(jīng)有很多USB-C接口的產(chǎn)品上市。
· 系統(tǒng)平臺(tái):蘋果OS、谷歌Android和微軟WP平臺(tái)最新版本均原生支持Type-C。
USBType C的應(yīng)用方向及市場(chǎng)規(guī)模
USB Type-C是一個(gè)大生態(tài),他的出現(xiàn)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(yīng)用。
2014年USB Type-C標(biāo)準(zhǔn)推出后,最先在14年底應(yīng)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,則是借助蘋果超薄款Macbook的普及。USB Type-C與輕薄型筆記本完美結(jié)合,并且逐漸向普通筆記本和臺(tái)式機(jī)擴(kuò)散。
2、智能手機(jī)是USB Type-C最主要的市場(chǎng)和增長驅(qū)動(dòng)力。
2015以來,Type-C從最早4月份的樂視手機(jī),到16年逐漸出現(xiàn)在主流智能手機(jī)品牌的高端旗艦機(jī)型中,華為P9和榮耀V8、三星Galaxy Note 7、小米5、樂視樂Max、LG G5、魅族、HTC 10等安卓主力廠商的旗艦機(jī)型紛紛使用USB-C代替目前的USB Micro B。從高端到低端逐級(jí)滲透,是Type-C在智能手機(jī)中的發(fā)展路線。目前,市場(chǎng)上新發(fā)布的主流旗艦機(jī)型,已全面開始使用USB Type-C接口。
3、數(shù)字耳機(jī)將是USB Type-C在可穿戴應(yīng)用的突破口。
飛利浦、樂視等廠商已經(jīng)推出Type-C接口的數(shù)字耳機(jī)。在數(shù)字流媒體市場(chǎng)快速發(fā)展的環(huán)境下,手機(jī)端取消3.5mm模擬音頻接口是大趨勢(shì)。從高清無損音源到音頻處理電路,再到音頻輸出設(shè)備,一場(chǎng)數(shù)字音頻的變革勢(shì)在必行。數(shù)字耳機(jī)、智能耳機(jī)將會(huì)有巨大的市場(chǎng)空間。
4、USBType-C將是VR/AR設(shè)備連接的最終解決方案。
USB-C集高速數(shù)據(jù)、快速充電、音視頻于一體,最適合VR/AR設(shè)備高清、大帶寬、低延遲和人機(jī)交互的VR/AR需求,將是VR/AR設(shè)備與PC和手機(jī)連接的最終解決方案。同時(shí),最新款的平板電視也開始導(dǎo)入全功能Type-C,實(shí)現(xiàn)接口統(tǒng)一。
其他,在汽車及泛物聯(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(jù)IHS預(yù)測(cè),不考慮線纜等附件,到2019年將出貨約20億帶有USB-C接口的設(shè)備,CAGR高達(dá)231%。
電腦及外設(shè)
PC端于2015年最先采用Type-C方案,包括筆記本、臺(tái)式機(jī)在內(nèi)的滲透率在2019年有望達(dá)到80%;
無線產(chǎn)品
包括智能手機(jī)和平板電腦在內(nèi)的無線產(chǎn)品將于今年開始放量并快速增長,預(yù)計(jì)到2019年滲透率將達(dá)到50%;
其他消費(fèi)電子
平板電視、機(jī)頂盒、播放器、AR/VR等今年開始有Type-C接口設(shè)備問世,到2019年預(yù)計(jì)滲透率可達(dá)到30%。
汽車
汽車應(yīng)用進(jìn)度稍慢,需要等到2017年才會(huì)有相關(guān)產(chǎn)品問世,并且在2019年占據(jù)20%以上市場(chǎng)份額;
Type-C設(shè)備和應(yīng)用場(chǎng)景眾多,產(chǎn)品梯隊(duì)豐富。
其一、現(xiàn)在所有使用USB接口的地方都可以使用Type-C代替;其二,根據(jù)對(duì)充電速度、數(shù)據(jù)傳輸速度、視頻兼容等需求的不一樣,連接線/接口解決方案價(jià)格區(qū)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)品過渡期會(huì)有大量的轉(zhuǎn)接線需求,以兼容各類不同格式的老產(chǎn)品;其四,衍生應(yīng)用多,例如3.5mm接口取消后,就會(huì)催化智能數(shù)字音頻市場(chǎng),并且將來還會(huì)增加如VR/AR等很多新的應(yīng)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(shù)字音頻,將有利于防水性設(shè)計(jì);同時(shí),主板上音頻處理芯片外移,會(huì)減少手機(jī)PCB板面積、成本和功耗,帶來外置音頻轉(zhuǎn)換附件、數(shù)字耳機(jī)以及電池容量的增量機(jī)會(huì);聽音樂時(shí)同時(shí)無法充電,又會(huì)催生無線充電和快速充電的需求。多線合一也給高清顯示,VR/AR的應(yīng)用帶來更廣闊空間。
我們依據(jù)IHS對(duì)Type-C設(shè)備的分類,根據(jù)最新行業(yè)信息對(duì)其滲透率預(yù)測(cè)略作修正,結(jié)合目前出廠價(jià)格和未來變化趨勢(shì),分別對(duì)無線設(shè)備(手機(jī)和平板)、電腦及外設(shè)、消費(fèi)電子和汽車等應(yīng)用做出估算。2016到2020年,僅考慮接口和線纜部分,USB Type-C市場(chǎng)規(guī)模分別為32/135/305/502/669億元,如果將衍生的數(shù)字智能耳機(jī)等考慮在內(nèi),則總規(guī)模將超過千億。
我們依據(jù)IHS對(duì)Type-C設(shè)備的分類,根據(jù)最新行業(yè)信息對(duì)其滲透率預(yù)測(cè)略作修正,結(jié)合目前出廠價(jià)格和未來變化趨勢(shì),分別對(duì)無線設(shè)備(手機(jī)和平板)、電腦及外設(shè)、消費(fèi)電子和汽車等應(yīng)用做出估算。2016到2020年,僅考慮接口和線纜部分,USB Type-C市場(chǎng)規(guī)模分別為32/135/305/502/669億元,如果將衍生的數(shù)字智能耳機(jī)等考慮在內(nèi),則總規(guī)模將超過千億。
智能手機(jī)對(duì)于寬帶無線通信、圖像處理等多方面的需求導(dǎo)致實(shí)際耗電呈指數(shù)增長。未來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(yīng)用,CPU、GPU等運(yùn)算電路處理能力不斷增強(qiáng),這一切都將導(dǎo)致智能手機(jī)整體能耗需求將成指數(shù)增長。
電池容量呈線性緩慢增長,能耗需求缺口逐漸拉大。電池技術(shù)遲遲無法突破,成為終端使用的最大瓶頸。電池容量增長緩慢,每年線性提升約15%,而能耗則是呈指數(shù)增長,能耗需求與電池性能的差距愈發(fā)明顯。電池性能曲線將與能耗需求曲線嚴(yán)重脫軌,提高充電速度成為電池續(xù)航的關(guān)鍵解決方案,快速充電已成為市場(chǎng)競(jìng)爭熱點(diǎn)。
因此快速充電技術(shù)將成為手機(jī)標(biāo)配。
在電池容量無法迅速取得突破,手機(jī)用電量又飛速增長的前提下,快速充電技術(shù)普及尤為必要。中國信息通信研究院對(duì)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%。常見快速充電技術(shù)可分為兩種:
高壓快充:通過提高電源適配器輸出電壓來提高終端充電功率和速率
低壓快充:通過提高電源適配器輸出電流來提高終端充電功率和速率
快速充電系統(tǒng)包括快充標(biāo)準(zhǔn),快充電源適配器,接口E-marker芯片,線纜,手機(jī)芯片,電池等多個(gè)部分。各部分都必須針對(duì)不同標(biāo)準(zhǔn)專門設(shè)計(jì),才能實(shí)現(xiàn)快充功能,并且保證充電安全。
快充適配器
需要專門適配器將交流電降為所用快充協(xié)議規(guī)定的電壓電流,并提供足夠安全保證
· 快充線纜
需要能承載5A甚至更高的大電流,并且搭載接口芯片做識(shí)別、認(rèn)證和保護(hù)
· 手機(jī)芯片
對(duì)電源管理IC和處理器提出更高要求,支持在手機(jī)軟件界面充電類型選擇和保護(hù)
· 快充電池
使用專門的快速充電電芯,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(jī)電池絕大部分都使用ATL電芯。
而對(duì)于快速充電現(xiàn)狀,目前標(biāo)準(zhǔn)眾多,亟待統(tǒng)一
?。?)市場(chǎng)快速充電標(biāo)準(zhǔn)眾多
快速充電各家跑馬圈地,標(biāo)準(zhǔn)不一。
市場(chǎng)主流快速充電標(biāo)準(zhǔn)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,從Pump Express 3.0開始移到低壓快充上來。在低電壓下為了達(dá)到快速充電需要使用比較大的電流,充電線纜需要經(jīng)過專門設(shè)計(jì)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(biāo)準(zhǔn)提供高達(dá)20~25W功率。
低壓快充技術(shù)充電效率高達(dá)95%以上。
PE3.0快充方案僅需20分鐘就能將手機(jī)電池從0充到70%。對(duì)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即使使用大功率充電,充電器和手機(jī)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(biāo)準(zhǔn)。得益于在手機(jī)處理器端的統(tǒng)治級(jí)地位,目前有超過100種智能手機(jī)都采用高通Quick Charge的方案,現(xiàn)已發(fā)展到QC3.0。QC3.0采用高壓快充技術(shù),通過3.6~20V動(dòng)態(tài)可調(diào)節(jié)電壓和最大3A電流以實(shí)現(xiàn)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(jí)別進(jìn)行充電,將能源轉(zhuǎn)換效率最大化。
QuickCharge標(biāo)準(zhǔn)兼容USB Type-C接口。高壓快充的方案使得用普通線纜就可以滿足充電要求。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(dá)38%,并有額外的機(jī)制用以保護(hù)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(dá)27%的快速充電速度,或者減少最高達(dá)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(tǒng)一快速充電標(biāo)準(zhǔn)
?。?)低壓快充技術(shù)將成為主流快速充電方式
國產(chǎn)手機(jī)增長迅猛,取得話語權(quán)。隨著華為、OPPO、Vivo等國產(chǎn)手機(jī)廠商在全球份額不斷擴(kuò)大,中國廠商產(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(dǎo)權(quán)。相比高壓快充方式,低壓大電流在實(shí)現(xiàn)同樣功率下效率更高,充電器和手機(jī)發(fā)熱更少,將占據(jù)市場(chǎng)主流。
而USB Type-C將是USB PD最佳選擇
USB Power Delivery是USB開發(fā)者聯(lián)盟在智能手機(jī)的USBBatteryCharge標(biāo)準(zhǔn)之后提出的最新的電力傳輸標(biāo)準(zhǔn),目前已發(fā)展到USB PD 3.0標(biāo)準(zhǔn),具有以下特點(diǎn):
·充電功率提升,在現(xiàn)有USB標(biāo)準(zhǔn)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(shè)備可以指定;
·在多外設(shè)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(qiáng)。目前主流智能手機(jī)使用的充電接口和數(shù)據(jù)線基于Micro USB,不能承載過大的電流。USB Type C接口的觸點(diǎn)數(shù)量數(shù)倍于Micro USB接口,這就使得它能承受的電流強(qiáng)度大大增加,適合快速充電技術(shù)應(yīng)用。同時(shí)Type C接口芯片中加入了互相識(shí)別的E-marker芯片,可自動(dòng)識(shí)別充受電設(shè)備,確保充電安全,并且支持雙向充電。
圖24、USB充電標(biāo)準(zhǔn)一覽
USBType-C與USB PD協(xié)議共生,有望統(tǒng)一快速充電標(biāo)準(zhǔn)。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(dá)100W充電功率。同時(shí),USB PD可以將電源線和信號(hào)線整合至同一條線纜內(nèi)。除了能夠給手機(jī)、平板等移動(dòng)設(shè)備充電外,還可給筆記本等以前無法通過USB充電的設(shè)備快速充電。USB PD設(shè)定了10W、18W、36W、60W、100W五級(jí)充電規(guī)格,不僅充電功率強(qiáng)悍,更可以實(shí)現(xiàn)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(xiàn)高達(dá)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(shè)備接口芯片中實(shí)現(xiàn)界面、線材、終端設(shè)備的交互授權(quán)與認(rèn)證機(jī)制,確認(rèn)終端可接受的電力傳輸模式。與終端設(shè)備互連時(shí),可以由用戶決定是否以對(duì)應(yīng)最高功率進(jìn)行電力傳輸,增加設(shè)備使用安全意識(shí)。
多家公司都已經(jīng)發(fā)布了不同種類的接口控制芯,有TI、Cypress、Lattice、Analogix、Dialog、Parade,F(xiàn)airchild,成繹半導(dǎo)體,臺(tái)灣鈺創(chuàng),VLI,羽博等。Oppo和華為手機(jī)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(yīng)晶體管和四個(gè)為系統(tǒng)提供過壓和過流保護(hù)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器,可用于存儲(chǔ)雙固件映像,從而實(shí)現(xiàn)無故障安全引導(dǎo),提高系統(tǒng)的可靠性。
圖26,USB Type C接口控制芯片
USB Type C對(duì)音頻的變革
在開頭我們提到,蘋果公司在iPhone 7中取消3.5mm模擬音頻接口,直接使用Lighting接口傳輸數(shù)字音頻是大概率事件。Android陣營將緊跟蘋果的腳步,使用USB Type-C接口傳輸音頻。這將直接掀起一場(chǎng)智能手機(jī)的接口革命,并且引發(fā)一系列創(chuàng)新。
音頻系統(tǒng)具有短板效應(yīng),為了高保真的重現(xiàn)聲音信號(hào),需要同時(shí)在音源、音頻處理和音頻輸出端做出改進(jìn)。數(shù)字音頻市場(chǎng)的快速發(fā)展解決了高清、無損音源的問題,音頻處理和音頻輸出端也需要同步改善。這種情況下,數(shù)字音頻應(yīng)潮流而生。安卓蘋果兩大陣營將使用Type-C/Lighting取代3.5mm模擬音頻接口,數(shù)字耳機(jī)和音頻設(shè)備直接受益。
首先,3.5mm模擬音頻接口已成手機(jī)輕薄化的設(shè)計(jì)瓶頸
電子設(shè)備更輕更薄的需求,以及市場(chǎng)對(duì)數(shù)字高清音頻、高保真(HiFi)音樂的追求,將促使廠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(shù)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,常見的三段式接口為TRS端子,四段式為TRRS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(yīng)用的最多。其中用于高端音響上的6.35mm接口從1878年開始應(yīng)用至今,已經(jīng)有近130年的歷史。
其次,手機(jī)內(nèi)部復(fù)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(tǒng)可分為音源、音頻處理和音頻輸出三部分:
· 音源:無損音頻將成市場(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(shù)模轉(zhuǎn)換器;放大器用于將解碼后的模擬信號(hào)放大到足夠功率以驅(qū)動(dòng)輸出端不同負(fù)載;
·音頻輸出:有線、無線耳機(jī),揚(yáng)聲器、音箱等
目前手機(jī)和其他電子設(shè)備內(nèi)部處理的都是模擬音頻信號(hào),原始音頻信號(hào)經(jīng)過內(nèi)部解碼器解碼后轉(zhuǎn)為模擬信號(hào),再經(jīng)過放大或者直接輸出到3.5mm接口。但是手機(jī)內(nèi)部要同時(shí)處理射頻、模擬和數(shù)字多種信號(hào),電磁環(huán)境復(fù)雜。音頻信號(hào)是高精度小信號(hào),很容易受到干擾產(chǎn)生失真,再經(jīng)過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,蘋果和安卓乏力,告別3.5mm接口
取消3.5mm音頻接口的實(shí)現(xiàn)主要在于將原本位于手機(jī)內(nèi)部的編碼解碼器和放大器等音頻處理芯片轉(zhuǎn)移到Lighting或者Type-C接口、線控或者耳機(jī)腔體中。如果直接采用未解碼的數(shù)字音頻信號(hào)從數(shù)據(jù)接口輸出,在手機(jī)外部完成解碼和放大,則可以減少失真,帶來較高隔離度。隨著集成電路工藝的進(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(jī)主板移出到耳機(jī)中。
蘋果陣營
CirrusLogic已為MFiLighting耳機(jī)提供開發(fā)套件。蘋果的音頻解碼芯片獨(dú)家供應(yīng)商Cirrus Logic已于2016年6月30日宣布推出基于蘋果官方認(rèn)證的MFi耳機(jī)開發(fā)套件,協(xié)助OEM廠商快速開發(fā)出Lighting接口的數(shù)字耳機(jī)。與iPhone 6s相比,新的方案將原來位于手機(jī)主板上的音頻處理芯片轉(zhuǎn)移到Lighting接口耳機(jī)線控中,在手機(jī)中實(shí)現(xiàn)全數(shù)字音頻,有效減少內(nèi)部信號(hào)的干擾和衰減從而提升音質(zhì)。同時(shí),數(shù)字接口賦予音頻更多的功能,比如搜集用戶聽音樂的風(fēng)格和習(xí)慣數(shù)據(jù),與iOS平臺(tái)App結(jié)合,實(shí)現(xiàn)數(shù)字均衡調(diào)音等。
數(shù)字耳機(jī)根據(jù)外置音頻處理芯片位置的不同,在具體實(shí)現(xiàn)上有4種方式:
· Type-C/Lighting接口:適合較小面積芯片,易于防水設(shè)計(jì)
· 耳機(jī)線控:Cirrus Logic MFi方案,可方便與線控功能集成
· 耳機(jī)腔體:適合頭戴式耳機(jī),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(tái)式機(jī)時(shí)代音樂發(fā)燒友使用過,Type-C/Lighting轉(zhuǎn)3.5mm附件,很可能作為iPhone 7隨機(jī)配件。
安卓陣營
樂視發(fā)布Type-C數(shù)字接口CDLA手機(jī)。作為Android陣營一員,樂視于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(jī)。
第四,產(chǎn)業(yè)巨頭支持?jǐn)?shù)字音頻變革
· 谷歌:2014年從安卓5.0操作系統(tǒng)開始就支持USB音頻輸出
·蘋果:預(yù)計(jì)從iPhone 7開始取消3.5mm接口,使用Lighting和藍(lán)牙直傳數(shù)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(jī)插孔設(shè)計(jì),用于取代傳統(tǒng)的3.5mm耳機(jī)插孔,希望通過采用USB-C接口促進(jìn)模擬音頻向數(shù)字音頻的轉(zhuǎn)變
· Cirrus Logic: 2016年6月30日,蘋果音頻芯片供應(yīng)商Cirrus Logic發(fā)布MFi Lighting耳機(jī)開發(fā)套件
· Conexant:2016年6月29日發(fā)布業(yè)內(nèi)第一款USB Type-C單芯片音頻解決方案CX20888,并且?guī)е鲃?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(jié)來看,最受益的即是:
?。?)Type-C連接器/線纜廠商。
如我們上文分析,因?yàn)榧夹g(shù)標(biāo)準(zhǔn)提高和制造工藝提升,不同功能Type-C線纜價(jià)格數(shù)倍甚至數(shù)十倍于普通Mirco B線纜,隨著接口統(tǒng)一趨勢(shì)的形成,兼容快充、高速數(shù)據(jù)傳輸、視頻轉(zhuǎn)換等多種功能的高端Type-C線纜放量會(huì)更顯著,接口統(tǒng)一同時(shí)也帶來了巨大的轉(zhuǎn)接線市場(chǎng)空間,以及衍生的智能音頻和視頻的機(jī)會(huì),市場(chǎng)潛在規(guī)模接近千億。
另一方面,Type-C的技術(shù)門檻遠(yuǎn)高于普通線纜,市場(chǎng)集中度會(huì)顯著提升。尤其是支持3A以上快充、USB 3.1等的快充高速數(shù)據(jù)線,其線材有特殊要求、另外需要集成接口控制芯片,導(dǎo)致能做的廠商非常少。但普通的3A以下充電、USB2.0低速傳輸?shù)腡ype-C因只需要普通線材并且不需要集成接口芯片其門檻相對(duì)低,但價(jià)格也在10塊以內(nèi)了。
總體來講,線纜的制造難度要高于端子,目前能夠自制高端Type-C線纜的廠商僅有立訊、鴻海、正崴、住友等,而具備端子制造能力的廠商有幾十家,具備線纜、端子及組裝一體化的廠商更少,這就意味能參與中高端市場(chǎng)的廠商的業(yè)績彈性未來會(huì)比較可觀。
我們了解到,立訊精密具備高端線纜及端子一體化制造能力,是唯一一家在USB IF標(biāo)準(zhǔn)制定階段參與的大陸連接器廠商,當(dāng)前全面參與了蘋果以及非蘋果主要品牌的Type-C供應(yīng)體系,包括三星、華為、小米、樂視等等,亦參與了OPPO/VIVO等定制快充方案,累計(jì)占據(jù)當(dāng)前全球Type-C連接器/線纜超過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(duì)手包括鴻海、正葳、JAE等等。
?。?)快速充電產(chǎn)業(yè)鏈
我們?cè)谇拔囊呀?jīng)詳盡分析快充產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)和市場(chǎng),當(dāng)前手機(jī)市場(chǎng)的絕大部分Type-C手機(jī)還不是真正意義上的快充,未來還存在非常大的滲透空間。在諸多技術(shù)路線中,手機(jī)的快充趨勢(shì)應(yīng)該是低壓升流方案,也即朝5V2A-》5V3A-》5V5A/4.5A-》5V5A+的技術(shù)路線進(jìn)化,這種方案不需要使用專用的升壓芯片、發(fā)熱小,只需使用專用線材和握手芯片即可,從OPPO R9“充電5分鐘,打電話2小時(shí)”的認(rèn)可可見一斑,我們相信后續(xù)更多手機(jī)廠商會(huì)加入到5V5A及5V5A+的市場(chǎng)上來。在電腦、電視端,則會(huì)更多使用USB PD來支持高壓高流方案。Ti,Cypress, NXP等諸多芯片廠商亦已推出相應(yīng)的融合電源管理和Type-C的芯片解決方案出來。我們了解到在連接器線環(huán)節(jié),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(jī)廠商的主力供應(yīng)鏈。
除了連接線和芯片之外,快充系統(tǒng)還需要快充電源適配器和電池/電源管理系統(tǒng)等的支持。在適配器環(huán)節(jié),因?yàn)橐隗w積不變的情況下,通過升流或升壓形式來提高輸出功率,對(duì)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(guī)劃較大產(chǎn)能的變壓器自動(dòng)化產(chǎn)線,并已經(jīng)給國內(nèi)知名手機(jī)廠商提供了快充平面變壓器方案,公司的功率電感亦能應(yīng)用于適配器中。此外,艾華集團(tuán)的高分子固態(tài)鋁電解電容器是快速充電適配器標(biāo)配元件,在華為等手機(jī)充電器中大規(guī)模使用,高分子固態(tài)鋁電解電容相比傳統(tǒng)鋁電解電容更耐高壓,壽命更長,其是國內(nèi)固態(tài)電解電容工藝最好的廠商之一。另外,對(duì)于電池部分,因?yàn)榭斐涑潆婋娏髟龃螅鋵?duì)電池Pack以及BMS電源管理模塊提出新的要求,尤其是BMS模塊上需要加入專用的過流保護(hù)功能,在國內(nèi)相關(guān)受益標(biāo)的包括欣旺達(dá)和德賽電池,而對(duì)于快充電芯,ATL占據(jù)主要市場(chǎng)份額,目前已經(jīng)可以提供高達(dá)5C充電倍率電芯。
?。?)智能數(shù)字音頻產(chǎn)業(yè)鏈
我們前文分析了取消3.5mm接口以及未來數(shù)字音頻升級(jí)的趨勢(shì)。對(duì)輕薄化、無損音樂、降噪、運(yùn)動(dòng)傳感、防水等的訴求催生了這一市場(chǎng),尤其是智能數(shù)字耳機(jī)和轉(zhuǎn)接頭的潛在市場(chǎng)容量相對(duì)傳統(tǒng)耳機(jī)會(huì)增加數(shù)倍。
耳機(jī)及轉(zhuǎn)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/線纜的龍頭,并通過投資美律美特具備了發(fā)聲單元和耳機(jī)制造經(jīng)驗(yàn),是目前市場(chǎng)上唯一具備Type-C接口耳機(jī)垂直整合能力的公司,公司當(dāng)前為已經(jīng)取消3.5mm接口的樂視手機(jī)提供了全套解決方案,并將會(huì)參與到未來知名國際大客戶的數(shù)字耳機(jī)及轉(zhuǎn)接頭創(chuàng)新中,潛在業(yè)績彈性非常大。另外,歌爾聲學(xué)是美資大客戶的耳機(jī)主力供應(yīng)商,其在聲學(xué)及耳機(jī)積累多年,亦在投入Type-C/Lightning接口配套技術(shù)的研發(fā),亦是未來大客戶數(shù)字耳機(jī)的主力供應(yīng)商,能夠分享單價(jià)提升帶來的增長,歌爾當(dāng)前還是Oculus VR和PS VR的獨(dú)家供應(yīng)商,亦會(huì)受益未來的高清視頻趨勢(shì)。另一聲學(xué)巨頭瑞聲科技亦已推出了相應(yīng)的Type-C/Lighting耳機(jī)產(chǎn)品。
此外,在音頻芯片環(huán)節(jié),蘋果獨(dú)家音頻芯片供應(yīng)商CirrusLogic搶得先機(jī)。CirrusLogic已經(jīng)發(fā)布了MFiLighting數(shù)字耳機(jī)解決方案,并且將是未來蘋果數(shù)字耳機(jī)及轉(zhuǎn)接方案的獨(dú)家音頻芯片廠商,受益非常顯著,其他傳統(tǒng)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(yīng)數(shù)字耳機(jī)放量需求。
?。?)接口芯片
芯片環(huán)節(jié),TI、NXP、Cypress、Via、Dialog在快充芯片占據(jù)統(tǒng)治地位。TI基于在電源管理方面的優(yōu)勢(shì),推出多款USB PD芯片已用于主流手機(jī)廠商。NXP則提供Wall-to-Battery(墻上快充插座到設(shè)備電池)整體快充解決方案。硅谷數(shù)模(Analogix)和萊迪思半導(dǎo)體(Lattice)在Type-C視頻芯片方面各有優(yōu)勢(shì)。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(shù)據(jù)的superMHL解決方案。
根據(jù)上述分析,我們整理了海內(nèi)外Type-C供應(yīng)鏈的相關(guān)上市公司個(gè)股,如下所示:
評(píng)論