10家中國本土企業對USB PD3.1快充標準作出重大貢獻
USB-IF協會更新了v2.1版本USB Type-C線纜和接口標準。在充電方面,USB PD快充標準也迎來了重大更新,新增了28V、36V、48V三個拓展輸出電壓,並將最大輸出功率提升至240W。
2010年,USB BC1.2發布,5V 1.5A,只有7.5W。2021年,USB PD3.1快充標準充電功率同步提升至240W,是十一年前的32倍!
與此同時,充電頭網也了解到,本次USB PD3.1標準是USB PD快充標準發布以來的第十四次更新,參與標準制定的陣容也十分強大,由來自近百家企業的500餘位行業專家共同參與。
值得一提的是,華為、小米、聯想、立訊精密、賽爾康、矽力傑、矽谷數模、慧能泰、英迪芯、德潤微等10家本土企業也參與了本次標準的修訂,為推動USB PD3.1標準的落地作出重大貢獻!
USB PD快充標準重大更新
在USB PD3.1標準發布後,充電頭網在第一時間拿到了最新的《Universal Serial Bus Power Delivery Specification》。
充電頭網注意到,最新的USB PD3.1快充規範將功率劃分為成了標準功率範圍(簡稱SPR)和擴展功率範圍(簡稱EPR)兩個範圍。其中標準功率範圍就是目前市面上主流的USB PD3.0標準,最大充電功率依然為100W不變;而新增的28V、36V、48V三個電壓則屬於拓展功率範圍,三個電壓對應的最大輸出電流均為5A,輸出功率最大可以達到240W。
除了新增三組固定電壓之外,USB PD3.1標準還在拓展功率範圍中增加了三組可調電壓檔(簡稱AVS),分別為15V-28V 5A、15V-36V 5A以及15V-48V 5A 。AVS的最小調壓步進是0.1V,並且繼續沿用基於PDP的恆功率限制模式。
在USB PD3.1標準中,還規定了USB Type-C線纜分20V等級的普通線纜和50V等級的EPR線纜兩種規格。超過100W的功率輸出,不僅需要使用EPR(擴展功率)的5A線纜,而且還必須在Source,Sink和Cable之間通過EPR特定信息握手才能由SPR進入到EPR;如果線纜是固定在充電器上的Captive cable,則只需要Source和Sink之間握手即可。
近百家企業參與USB PD3.1制定
USB PD快充標準的不斷迭代,離不開USB-IF協會的大力推動,目前USB-IF協會的會員總數累計已經突破12000家。
作為USB充電規範發展史上的一次重大更新,USB PD3.1標準的製定陣容顯得十分強大。除了Apple蘋果、HP惠普、Intel英特爾、Microsoft微軟、Renesas瑞薩、ST意法半導體、TI德州儀器等USB-IF協會的核心成員外,還有近百家國內外企業參與了本次標準的製定,匯聚了多達500餘人的專家團隊。
充電頭網從最新的《Universal Serial Bus Power Delivery Specification》文件中獲取了一份參與本次USB PD3.1標準制定的企業名單,共計91家。參與企業產品涉及終端硬件、接口芯片、電源芯片、USB-C連接器、代工廠、認證服務等多種類型。
值得注意的是,在本次USB PD3.1規範的製定過程中,華為、小米、聯想、立訊精密、慧能泰、矽力傑、矽谷數模、德潤半導體、賽爾康等多家國內公司都積極參與,其中深圳企業佔據一半,為新標準做出了重要貢獻。這是本土企業首次參與USB PD快充標準的製定,同時也反映了本土企業正在崛起,並獲得國際標準協會的認可。
統計數據顯示,USB PD3.1標準制定單位中,美國企業佔比最高,達到了50%,中國台灣地區的企業佔比約19%,中國大陸企業佔比約12%,日本企業佔比約9 %。此外還有部分企業來自英國、韓國、瑞士、荷蘭、印度等國家和地區。
充電頭網通過整理髮現,在參與USB PD3.1標準制定的眾多企業中,快充芯片公司佔比相當高,達到了19家,其中就包括了我們耳熟能詳的USB PD快充協議芯片品牌賽普拉斯、慧能泰、通嘉、NXP、高通、立錡、威鋒、偉詮等等。
通過餅圖可以看到,快充芯片公司佔比約為總數的23%。而作為新標準的製定者,這些快充芯片企業也將在後續的產品開發和應用中,佔據先天優勢。
USB PD3.1兩大優勢
儘管USB PD快充標準已經經歷了10年的發展,並在消費類電源產品中得到廣泛普及,但是距離萬物皆可充和完成USB-C接口大一統的局面還有很遙遠。現有的USB PD快充最大100W的輸出甚至不及一部國產手機的充電功率。
USB PD3.1標準的發布,讓USB PD快充和USB-C接口也不再局限於消費類電子產品,在推動萬物皆可充和USB-C接口大一統方面展充分發揮優勢。
萬物皆可充
從USB充電標準的發展歷程可見,在USB PD快充標準發布之前,大部分設備都是通過BC1.2協議充電,充電功率也僅有7.5W,使用範圍也僅限於手機、數碼相機等產品,即使用於電池容量極小的功能機充電,通常也需要2-3小時才能完成。
直到USB PD2.0規範發布,規定了USB-C為標準接口,並實現了最大100W的快充功率,應用範圍從傳統的功能手機拓展到智能手機、筆記本電腦、部分顯示器等產品領域。
不過從USB PD2.0的發布至今,已經過去了7個年頭,雖然也經歷了USB PD3.0、USB PD3.0 PPS等標準的更新,並在手機、筆電領域發揚光大。但不得不承認,7年前引以為傲的100W功率,如今已經成為了限制USB PD快充發展的短板。
現在看來,20V的輸出電壓和100W的功率也就勉強可以作為消費類電子產品的電源使用,甚至連一台遊戲本都帶不動,這也導致很多最新的筆電產品都選擇繞過USB -C接口,嚴重阻礙了USB PD快充的普及。
USB PD3.1標準的推出,不僅將充電電壓標準提升到了48V,輸出功率也提升至240W,這也就讓USB PD快充標準的適用範圍加大不少。
比如對於遊戲本、顯示器這類設備而言,大部分充電電壓都在20V以下,在應用USB PD3.1快充標準時,只需要在電腦輸入端增加一個降壓電路即可滿足100W以上大功率充電的要求。
而對於電動工具、電動自行車、工業電源這類多串鋰離子電池設備或者需要高電壓供電的設備來說,由於多串電池組的高電壓特性,可以直接通過USB PD3.1的拓展功率範圍的電壓與之適配。
USB PD3.1標准進一步提升了USB PD快充標準的通用性,電壓和功率範圍覆蓋了筆記本電腦、顯示器、電動工具、工業電源、服務器等產品,真正做到了“萬物皆可充”。
USB-C接口大一統
USB PD3.1標準推動電源行業進入“萬物皆可充”時代,同時也將帶來USB Type-C接口大一統的局面。USB Type-C接口的亮點在於更加纖薄的設計、更快的傳輸速度以及更強悍的電力傳輸。
得益於USB Type-C接口集成了數據、電源、視頻、音頻、網絡等各種功能,目前已被廣泛應用於智能手機、平板電腦、筆記本電腦、台式主機、顯示器等智能硬件設備以及充電器、移動硬盤、耳機、U盤、移動電源、數據線、相機、剃須刀等眾多配件產品中。
USB-IF協會預估2020年有超過20億搭載Type-C連接器或Type-C線纜出貨到市場上;到2023年,預估有70億的裝置會搭載Type-C。當然,這一數據僅限於消費類電源產品。
USB PD3.1標準將進一步拓展USB Type-C接口在顯示器、服務器、電動工具、安防POE供電、直流電機等領域的應用。
比如就電動工具領域而言,調研數據顯示僅2020年電動工具的出貨量達到了4.9億台,如果將這些產品都升級為USB Type-C接口的USB PD3.1快充,那麼,就離USB-C接口一統天下又更進一步。
充電頭網總結
USB PD3.1規範是USB充電技術發展歷史上的一次重大更新,也是一次具有顛覆性的技術迭代;其完全打破了傳統觀念下對USB PD快充的認知,讓USB PD快充擁有更強的包容性。
USB PD3.1標準已經不再局限於手機、筆記本電腦等傳統領域的應用,便攜式電動工具、物聯網設備、智能家居、通信和安防設備、汽車和醫療等領域都將成為新標準的潛在市場。快充標準大一統的局面距離我們的生活又更近一步。
USB PD3.1標準將為整個電源行業帶來全新的市場,尤其是快充芯片、MOS、協議芯片、E-Marker芯片、充電線纜、USB-C連接器等相關產業鏈將獲得重大利好。
中國作為消費類電子產品的出口大國,雖然擁有全球最大USB PD快充市場以及最完善的USB PD快充產業鏈;但是一直以來,USB PD快充標準的話語權一直掌握在歐美企業等巨頭手中。
在USB PD3.1標準中,無論是終端硬件還是芯片原廠,本土企業都開始參與進來。既加強了本土產業鏈與USB-IF協會之間的溝通協作,同時也可以藉助中國本土廠商在產業鏈方面的優勢,推動新標準的快速商用。