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英特尔的“雷电4”让Type-C向“快充标准”更进一步
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英特尔的“雷电4”让Type-C向“快充标准”更进一步

2020-07-31 16:04:19 来源:连接器世界网 作者:何碧媚 点击:3429

【大比特导读】7月8日,英特尔正式揭示了下一代通用电缆连接解决方案Thunderbolt™4(又称“雷电4”),雷电协议与USB协议间的争夺统一于Type-C接口。Type-C最大的输出功率为100W、最大的承受电压和电流分别为20V和5A的Type-C是目前最佳的快充标准接口,但是目前Type-C生产技术难度大,成本投入高,优势企业少。

7月8日,英特尔正式揭示了下一代通用电缆连接解决方案Thunderbolt™4(以下称“雷电4”),并且在今年年底,雷电4会搭载英特尔即将推出的Tiger Lake移动处理器出现在部分笔记本电脑上,其中包括英特尔计划Athena项目的笔记本电脑。

雷电4

雷电与USB协议间的碰撞,统一于Type-C接口

“ Thunderbolt为消费者提供了跨各种设备的领先连接标准,有助于提升计算体验,并以简单,性能和可靠性实现USB-C的承诺。Thunderbolt 4的到来凸显了英特尔如何将PC生态系统推向真正的通用连接解决方案。”英特尔客户端连接部总经理Jason Ziller说。

英特尔想要创建一个专用的数据和视频传输协议,在2009年推出了雷电1,Thunderbolt代表着高速协议,传输速率达10Gb/ s。接着一路往高速发展,2013年雷电2能提供20Gb / s的速度;2015年雷电3能提供40Gb / s的速度。多年来由于高昂的技术许可认证,雷电技术主要被高端笔记本采用。因此英特尔对雷电3做了些改变,如接口从Mini DisplayPort连接器切换为Type-C(USB-C)型连接,与Type-C电缆和设备兼容,同时放宽对雷电技术的许可。虽然雷电自“诞生”以来就满足人们高速传输的需求,但明显地在Windows PC领域敌不过USB,因此英特尔将雷电3整合到USB4.0中。

USB4.0规范主要用于高速互联的自动化系统传输高速数据,英特尔公布了USB4.0含有两个版本:USB4TM40Gbps和USB4TM20Gbps,带宽分别为40Gbps和20Gbps。一个版本两个速度如何选择?在去年USB4.0刚公布但还没有推出两个版本的时候,USB开发者论坛 (USB-IF)主席Jeff Ravencraft曾这样说道:“在不需要40Gb/s的速度、多种数据传输和现有规范足够满足要求的情况下,开发人员可以选择20Gb/s,如移动手机和平板电脑应用。”

USB4.0和USB3.2一样采用的是Type-C接口,并配以高速线缆,能兼容以前的所有USB版本和雷电3标准,这使得USB4.0成为一种将多种高速设备直接相互连接在一起而不需要通过集线器的方法。

USB

回归到雷电4上,这是雷电3的进阶版,比USB4.0规格更高。同样是40Gb/s带宽和Type-C接口,但是在兼容性、安全性和可靠性上进行了全面增强,兼容雷电3和USB产品、DisplayPort影音接口、RJ-45网络接口等,通过一个Type-C接口实现数据、音视频、电流间的传输,提供真正的通用电缆连接体验。

雷电4

Type-C成为了目前最佳的快充标准接口

根据英特尔的官方说法,支持雷电4的电脑至少有一个接口是支持充电的,也就是说未来的雷电4笔记本可以不设独立的充电口,通过Type-C接口进行充电,真正的实现传输数据、充电“一口搞定”。雷电4为Type-C走向快充标准添上了浓重一笔。

这也显示一个趋势,未来的数据传输、显示、充电接口都可以由Type-C接口替代,包括DisplayPort、HDMI、MHL,而各种雷电协议、USB协议、充电协议都可以由Type-C兼容。

从2014年被诺基亚的N1平板采用开始,Type-C就一直不断被优化、标准化。应用从手机、平板逐渐扩展到其他消费电子、车载、智能家居,甚至工业互联网领域。这样一个应用广泛、功能多样、高速传输、双向易操作、小巧纤薄的Type-C接口市场规模必然很可观,尤其是还具备快充功能。未来消费者对快充的需求是极大的,以5G手机为例,用户追求手机的快运行、大屏幕以及轻薄化,因此5G手机快速增长的功率消耗需求和缓慢增长电池电量供给间形成反差,但充电应用广泛Micro B接口电流电压承受能力有限。因此最大的输出功率为100W、最大的承受电压和电流分别为20V和5A的Type-C成为了目前最佳的快充标准接口。

type-c

市场上快充协议标准众多,如高通Quick Charge方案、联发科Pump Express和OPPO VOOC方案等,其中USB PD正逐渐成为快充协议标准,USB PD充电可兼容5V/12V/20V不同电压和1.5A/2A/3A/5A不同电流,最大支持高达100W功率。据USB-IF的主席Jeff Ravencraft说,未来将与国际电工协会 (IEC)合作统一规范的充电介面,借此让所有的设备都可以通过USB Type-C最高达100W输出功率进行充电,同时在线材上会进行安全机制设计,若连接线材未符合认证规范,将自动切换为最低标准电压供电模式,避免线材因无法承受电压而烧融。Type-C与快充的结合,既给快充协议标准制定带来新的契机,同时也让Type-C的市场前景也更加广阔。

据IHS预测,2021年全球配备Type-C接口的设备出货量有望接近50亿部,其中智能手机、平板和笔记本电脑等消费电子产品及其相关配套组件是主力。根据市场调研机构Omdia的预测,2020年出货的智能手机一半以上将带有Type-C端口;2022年出货的计算和交通领域产品一半以上将带有至少一个Type-C端口;仅智能手机领域的Type-C端口出货量预计将从2018年的8.24亿增长到2023年的35亿。2019-2024年,Type-C端口整体出货量将以30%的复合年增长率增长。

Type-C研发生产对技术和成本要求很高

Type-C产业链主要有芯片和连接器两个环节,除充电器和终端设备中的芯片外还有在线缆中的E-Marker芯片,以提高连接器的安全性,目前Type-C芯片这一板块基本由国外垄断,如德州仪器、赛普拉斯、安森美等。而Type-C连接器方面,国内连接器企业在国际中占有重要地位,如立讯精密、长盈精密。立讯精密在2014年就已经开始布局Type-C市场,是全球第一家取得USB-C Connector认证和USB-C Cable Assembly产品认证的制造企业,目前是全球Type-C连接器供货“主力军”;长盈精密正着重研发兼具防水和高流通性能的Type-C接口,具有技术优势。

但Type-C制造工艺对技术和成本要求高,就国内来说,现在市场上很多做老牌USB产品的中小规模企业没有具备研发或是生产Type-C的实力。“Type-C是一个极具精密性的产品,Type A的PIN针数为8根,而Type C的PIN针数达到了24根,都集合到一个2.4mm×6.8mm的小口里面。”专注于Type-C市场的东莞市意丰精密电子有限公司经理郑垚说,Type-C对PIN针的高低PIN、共面度都有一个很高的要求,与传统接口的生产制造有很大的不同,因此企业在拥有优秀的开发实力的时候还需要拥有足够的资金去投入。

type-c

站在消费者角度上考虑,消费者追求的是具有信号完整性、快速传输数据和电流、易用性、耐久性和防水性的接口。同时这也是Type-C的发展趋势,高速传输对信号和电源的完整性要求更为严格,这对线缆企业和连接器企业在生产制作过程中提出了新的要求。连接器企业需要瞄准市场各行业的需求,跟随各应用场景需求去研发,在整体技术和市场研究上双突破,才能分得市场规模将超千亿的Type-C“蛋糕”。

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