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iPhone点燃手机新接口千亿市场 报告解读真相 | 智能内参

小智头条 智能内参2016/09/17

港真:关于Type-C和快充,你想知道到的一切都在这里。

智东西(公众号:zhidxcom)
编 | 小智

刚刚发布的 iPhone 7中取消 3.5mm模拟音频接口,采用Lighting接口传输数字音频、数据传输以及双向充电。

这样的改变会带来什么样的影响呢?

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而在安卓平台上,紧随这一技术的USB Type-C接口将会再度掀开多大的市场,这是我们本期智能内参想要探讨的话题。

实时上,Type-C接口的意义不仅是在智能手机市场上分一杯羹,同时更是横跨众多智能硬件平台的通道,包括智能手机、PC/平板、电视、可穿戴、车载、家居等等。USB Type-C也是未来几年技术路线最确定(技术优势明显、全产业链巨头力挺)、联动效应最显著(快速充电、智能数字音频、高清视频、高速数据)、规模最可观(刚放量、潜在千亿市场),且中国厂商主力参与的硬件创新。

本期的智能内参,我们推荐来自招商证券详解Type-C接口的报告,一起来看看这项重大的硬件趋势里,你要如何参与其中。想收藏这份报告,可以在智东西(公众号:zhidxcom)回复关键词“TypeC”下载。

Type-C接口是如何一统江湖的?

根据 IHS Technology的报告预测,USB-Type C 接口使用量最大的市场将集中在智能手机、平板和笔记本电脑上,现在被 USB覆盖的所有领域都可用 USB-Type C 取代。从产业链自上而下看,USB 协会、标准制定、接口芯片、代工厂和消费终端的业界巨头都不遗余力推进 USB-C的普及。

2016 到 2020 年,仅考虑接口和线缆部分,我们预测Type-C市场规模分别为 32/135/305/502/669 亿元, 复合增速可观, 如果将衍生的数字智能耳机等市场考虑在内,则总规模将超过千亿。

事实上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。

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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,复合增长率高达 231%。

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依据 IHS对 Type-C 设备的分类,根据最新行业信息对其渗透率预测略作修正,结合目前出厂价格和未来变化趋势,分别对无线设备(手机和平板) 、电脑及外设、消费电子和汽车等应用做出估算。2016到 2020 年,仅考虑接口和线缆部分,USB Type-C市场规模分别为 32/135/305/502/669 亿元,如果将衍生的数字智能耳机等考虑在内,则总规模将超过千亿。

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Type-C加速快充标准的统一和普及

USB Type-C接口的普及,将推动快速充电技术的大规模应用。USB Type-C+PD 电力传输标准非常有希望成为未来的快速充电标准。

智能手机、平板电脑、笔记本电脑等所有的数码设备都有望实现充电器和数据线的统一。

这里还是先总结一下各种快充技术的原理。

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: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: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。

市场主流快速充电标准包括:

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其中,随着华为、OPPO、Vivo等国产手机厂商在全球份额不断扩大,中国厂商产业链整合能力提升,将可以取得快速充电市场的主导权。

相比高压快充方式,低压大电流在实现同样功率下效率更高,充电器和手机发热更少,将占据市场主流。

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。

——充电方向灵活,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。

USB Type-C 与 USB PD 协议共生,有望统一快速充电标准。USB PD 可兼容5V/12V/20V 不同充电电压和 1.5A/2A/3A/5A不同充电电流,最大支持高达 100W 充电功率。同时,USB PD可以将电源线和信号线整合至同一条线缆内。除了能够给手机、平板等移动设备充电外,还可给笔记本等以前无法通过 USB充电的设备快速充电。USB PD设定了 10W、18W、36W、60W、100W五级充电规格,不仅充电功率强悍,更可以实现双向充电。

Type-C+音频

音乐版权规范化、手机轻薄化和耳机数字化共同推动手机数字音频大趋势。数字耳机不仅仅是音质改善,因自带充电和数字信号传输其能增加主动降噪、生物传感和智能控制等功能,大幅增加使用体验。 iPhone7取消 3.5mm接口而使用 Lighting传输带来数字耳机及音频转接发展大机遇,并将促使安卓阵营 Type-C手机大规模放量,巨大存量模拟耳机市场将被替代和新增转接市场带来绝佳投资机遇。

我们都知道3.5mm 模拟音频接口已成手机轻薄化的设计瓶颈,那么3.5mm这么小的尺寸量级,究竟对智能手机的外形的发展有多大的限制呢?

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总体上,市面上的智能手机都在这个尺寸的极限上难以突破。

同时,3.5mm 模拟音频接口作为智能终端方面模拟信号的巅峰,受到越来越多的考验。

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手机内部复杂电磁环境不适合高质量模拟音频处理。

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。

所以行业迫切需要使用数字信号作为高质量音频输出通道。巨头们已经做出动作有:

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:预计从 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。

受运动健身、健康监测、消费娱乐等需求驱动,智能耳戴式设备(Hearables)集成音乐播放器、无线连接和多种传感器,并带有防水、降噪和高保真等新增功能,开始登上舞台。综合应用传感体系、智能语音交互和智能推荐算法等人工智能解决方案也将出现在智能耳机中,成为推动市场的关键因素。

据 WiFore Consulting 公司预测,Hearables 市场将是增长速度最快的可穿戴市场,其市场规模预计到 2020年,将会增至 160亿美元以上。

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也就是说,尽管增强现实等先进技术被预测是下一代交互形式,受到极大认可。但从电子消费品这一层面,智能耳戴式设备有望在未来一两年内追平智能手表市场,同时在2019年实现反超,获得可穿戴设备总体市场最大份额。(我仿佛已经看到库克捧着Apple Watch和AirPods在笑,也好像看到男神汪峰已经开始预约头条。)

Type-C+视频

USB Type-C还能兼容多种视频标准。USB Type-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+。

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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。而类似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。

Type-C 产业链

最后再来看看Type-C相关产业链的情况。

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根据USB IF 发布的 TYPE-C标准制定贡献者可一睹其产业链阵容,从上游的芯片环节(处理器及芯片组、接口控制芯片),到系统平台(微软、谷歌、苹果),到系统厂(手机、电脑、平板灯),到连接器/线缆厂商(端子、线材等),再到存储、测试环节,均是各自环节的龙头公司在推动。

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其中,国内外 Type-C 供应链的相关上市公司如下:

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总体而言,从产业链环节来看,最受益的即是 Type-C 连接器/线缆厂商。 当前手机市场的绝大部分 Type-C手机还不是真正意义上的快充,未来还存在非常大的渗透空间。3.5mm接口的取消以及未来数字音频升级的趋势,对轻薄化、无损音乐、降噪、运动传感、防水等诉求催生了这一市场,尤其是智能数字耳机和转接头的潜在市场容量相对传统耳机会增加数倍。

本文为智东西整理呈现,文中所有数据结论版权归原作者所有。

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