根據(jù)市場研究機構(gòu)ABI Research的預(yù)測,去年超過50%的智能手機和93%的筆記本電腦配置最新的USB Type-C接口。從目前的USB Type-C市場滲透率來看,實際情況大抵如此,甚至還會更為樂觀,比如從我們自身的經(jīng)驗來講,身邊已經(jīng)很少能看到不采用USB Type-C接口的安卓手機了。
全能型的接口
從USB-IF發(fā)布USB Type-C標準之日起,就毫不掩飾其希望通過這個新的接口“一統(tǒng)天下”的野心,因為USB Type-C在規(guī)格的定義上,幾乎是招招直擊原有電子產(chǎn)品外設(shè)接口的痛點,塑造了一個“全能型”的物理接口協(xié)議。這種“全能”體現(xiàn)在以下幾個方面:
1
在數(shù)據(jù)傳輸速率方面
USB Type-C支持最新的USB數(shù)據(jù)傳輸標準,可支持USB 3.1第2代協(xié)議利用一組數(shù)據(jù)通道以高達10Gbps的速率傳輸數(shù)據(jù);而在USB3.2協(xié)議中,可通過控制兩組10Gbps數(shù)據(jù)通道,實現(xiàn)高達20Gbps的傳輸速率。而且Thunderbolt 3.0也已宣布放棄自有物理接口標準,而采用USB Type-C,因此未來USB Type-C成為應(yīng)用最為廣泛的高速數(shù)據(jù)傳輸接口標準,應(yīng)該是沒有什么懸念的。
2
在功率傳輸方面
USB Type-C能夠完美地支持USB PD(USB Power Delivery)快充標準,最高承載100W的電能(20V/5A)。這主要得益于在USB Type-C的架構(gòu)中,包含有四根VBUS線,具有更強的電流傳輸能力;同時,USB Type-C接口中還有兩根專門用于充電協(xié)議通信的CC線,能夠在充電時在充電和受電設(shè)備之間建立溝通機制,實現(xiàn)自適應(yīng)的充電過程調(diào)整,讓充電效率最大化。所以在便攜設(shè)備的快充領(lǐng)域,基于USB Type-C接口的USB PD也是目前市場接受程度最高的快充協(xié)議。
3
在視頻傳輸方面
USB Type-C可以通過Alternate Mode實現(xiàn)4K以上高清影像傳輸。這個特性實際上使得USB Type-C可以替代DisplayPort、HDMI等專用A/V接口,在設(shè)備中只使用一個物理接口即可實現(xiàn)數(shù)據(jù)和視頻的傳輸,進一步減少電子設(shè)備接口類型和數(shù)量。
4
在易用性方面
USB Type-C 0.83cm x 0.26cm的外形十分小巧,與我們熟悉的USB Type-A接口相比僅有其1/3;而且USB Type-C支持雙面正反插,避免了盲插時“插不準”的煩惱,這無疑大大改善了用戶體驗。
上述所有這些優(yōu)勢疊加在一起,讓人們很容易對USB Type-C的市場前景做出兩個判斷:
1由于USB Type-C在性能上的提升和功能上的擴展,使其能夠滲透到更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域,除了電腦外設(shè)和移動終端這兩個USB的傳統(tǒng)優(yōu)勢市場,在家電、汽車、工業(yè)、儀器儀表等領(lǐng)域USB Type-C的擁躉也會越來越多。
2再有,憑借“全能型”的特質(zhì),USB Type-C在同一設(shè)備上取代其他接口,完成外設(shè)接口的“大一統(tǒng)”,也是一個明顯的趨勢。目前主流智能手機上就只一個USB Type-C接口,蘋果的MacBook電腦上也只保留了USB Type-C一種物理接口,這些產(chǎn)品設(shè)計上的優(yōu)化都是很好的例證。
也正因于此,USB Type-C的商用進程一直處于高速發(fā)展之中。按照HIS的估算,在2015年至2020年的五年中,USB Type-C出貨量的平均年復(fù)合增長率高達231%,最終達到26億左右。在這之后,隨著電子設(shè)備總量的增加以及USB Type-C在不同應(yīng)用領(lǐng)域滲透率的提升,USB Type-C的市場容量仍將維持在高位。
連接器的優(yōu)化
這樣的市場走勢,對于連接器廠商來說自然是個好消息。但是如此美味的“市場蛋糕”是否能夠吃到嘴,那就需要考驗連接器廠商兩個方面的能力了:一是技術(shù)實力,即是否能夠快速設(shè)計開發(fā)出符合USB Type-C標準的產(chǎn)品;二是對市場的響應(yīng)能力,即是否能夠跟隨市場的發(fā)展節(jié)奏,不斷豐富自己的產(chǎn)品組合。
如上文所述,由于USB Type-C的市場版圖更大了,對于USB Type-C連接器相應(yīng)地也會有更高的要求。這主要體現(xiàn)在以下幾點:
1
針對性優(yōu)化
由于USB Type-C支持更高的傳輸速率、更大的功率,因此也就需要更可靠的連接,這就要求在電氣和機械設(shè)計方面都要有針對性的優(yōu)化。
2
設(shè)置保護措施
更緊湊的外形意味著USB Type-C內(nèi)部組件和結(jié)構(gòu)也會更“嬌氣”,一些避免連接器在使用中遭受損壞的措施自然少不了。
3
形態(tài)多樣化
市場的擴大,應(yīng)用的不同,也就帶來了USB Type-C連接器產(chǎn)品形態(tài)的多樣化——有的USB Type-C連接器只需要單純的供電功能,有的則需要同時支持數(shù)據(jù)和功率的傳輸;有的連接器需要支持USB 3.1的超高速率,而有的只需滿足USB 2.0標準即可;有的應(yīng)用對連接器的防水防塵有特殊的要求,而有的對此并不敏感……這些多樣化的需求,也就需要更加多樣化的產(chǎn)品來支持。
4
配置多樣化
此外,為了滿足不同應(yīng)用和不同PCB裝配工藝的要求,USB Type-C連接器產(chǎn)品還要能夠提供不同配置,除了標準型的產(chǎn)品,緊湊型、低中心線的沉板型、直立型、側(cè)立型等特殊配置類型的產(chǎn)品也需要在產(chǎn)品的規(guī)劃藍圖中有所考慮。
獨具匠心的設(shè)計
如何滿足上面這些USB Type-C連接器的設(shè)計要求?領(lǐng)先的連接器廠商已經(jīng)給出了答案。比如Molex就針對各種應(yīng)用場景,提供了豐富的USB Type-C連接器和線纜組件,并且在產(chǎn)品的很多設(shè)計細節(jié)上,可以講是獨具匠心。
先來看看Molex的USB Type-C連接器插座有什么特點:
1支持高至5.0A的電流傳輸:與額定電流為1.8A的micro-USB接口相比,可令電池充電時間減少64%。
2插座中采用“舌形”中間板連接器設(shè)計:確保高可靠性,防止連接器誤用造成損壞。
3高溫尼龍插入式成型(insert-mold)插座殼體:提高連接的機械強度,強度,減少中間板和端子之間潛在的短路風險。
再來看看Molex的USB Type-C連接器插頭設(shè)計有什么獨特之處:
1電纜插頭采用單件金屬護罩:便于輕松識別和區(qū)分非USB Type-C電纜。
2插頭外殼和護罩之間的聚酯薄膜:防止配接過程中出現(xiàn)潛在電氣短路。
3插頭采用高正向力的端子設(shè)計:提供穩(wěn)定的電氣性能,同時支持較高的電流承載能力并能夠降低溫升。
4配接長度短:支持更小的外形和更高的設(shè)計靈活性。
作為USB Type-C互連方案中不可或缺的一部分,配套電纜組件也有不少可圈可點的地方:
1支持高達100W(20V/5A)的功率傳輸:適合更高功率應(yīng)用
2支持最高10Gpbs數(shù)據(jù)傳輸速率:高速網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的理想之選
3支持4K高清顯示:適用于高質(zhì)量的視頻顯示
410,000次插拔壽命:更高的堅固耐用性
5全屏蔽:提供EMI/RFI防護
6不同電纜選項滿足USB 2.0和3.1速度要求:針對各種用戶的不同應(yīng)用需求
通過以上的連接器插座、插頭和電纜組件特性,我們可以看到通過全方位的優(yōu)化,Molex的連接器方案可以完美地支持UWB Type-C標準的要求,并在可靠性和耐用性方面有更進一步地考慮。
豐富的產(chǎn)品組合
除此之外,為了適應(yīng)USB Type-C多樣化的應(yīng)用場景,Molex對于USB Type-C連接器產(chǎn)品也進行了細致的分類,分為入門級、進階級和專業(yè)級三種產(chǎn)品大類,具體的區(qū)別見表1:
在選型時,用戶只需掌握以下這些基本原則,就可以從Molex豐富的產(chǎn)品線中快速找到最合適的產(chǎn)品:
1如果只需傳輸電源時,可以選擇入門級的產(chǎn)品,且可根據(jù)電流承載能力選擇不同針腳數(shù)(包括6pos和14pos)的連接器。
2當如果同時需要傳輸電源和信號時,建議選擇進階級的產(chǎn)品,根據(jù)信號速率的不同要求選擇不同針腳數(shù)(包括16pos和24pos)的連接器。
3如果同時需要傳輸電源和信號,而信號速率要達到40Gbps時,可選擇24pos專業(yè)級的產(chǎn)品。同時在專業(yè)級的產(chǎn)品中,Molex還提供防水防塵級別高達IPX8的連接器。

表1:Molex不同級別USB Type-C連接器
(資料來源:Molex)
根據(jù)應(yīng)用場合及PCB裝配方式的不同,Molex也在不斷豐富自己的USB Type-C產(chǎn)品組合,推出了板上型、沉板型、直立型、側(cè)立型等各種不同配置的產(chǎn)品,讓用戶在產(chǎn)品選型時不必東奔西走,一站式滿足各式各樣的設(shè)計需求。而且在每一種產(chǎn)品配置中,Molex也都做了特殊的優(yōu)化,這從圖4展示的直立型USB Type-C插座的設(shè)計中,就可見一斑。
由此可見,面對持續(xù)高速增長的USB Type-C市場,Molex無論是在產(chǎn)品的品質(zhì)還是產(chǎn)品組合的豐富性上,都已經(jīng)做足了準備,而且從Molex的2021年新品發(fā)布計劃中可以看出,其步伐明顯在加快。
原文標題:什么樣的USB Type-C連接器值得選?本文告訴你~
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