芯片價(jià)格達(dá)甜蜜點(diǎn)USB 3.0擴(kuò)張PC/移動(dòng)版圖
第三代通用序列匯流排(USB 3.0)傳輸介面正迅速擴(kuò)張個(gè)人電腦(PC)與行動(dòng)裝置勢力版圖。2013年國際消費(fèi)性電子展(CES)中,英特爾(Intel)針對(duì)新一代超輕薄筆電(Ultrabook)發(fā)布整合USB 3.0傳輸介面的第四代中央處理器(CPU)Haswell(代號(hào)),更加突顯出USB 3.0傳輸介面成為筆記型電腦主流傳輸介面的地位已大勢底定。
同樣值得關(guān)注的是,繼德州儀器(TI)OMAP 5之后,三星(Samsung)、高通(Qualcomm)、輝達(dá)(NVIDIA)于本屆CES亦競相展出支援USB 3.0傳輸介面功能的處理器系統(tǒng)單晶片(SoC)(表1),正式揭開USB 3.0傳輸介面進(jìn)軍智慧型手機(jī)與平板裝置市場的序幕。
600)this.style.width=600;" border="0" />經(jīng)濟(jì)規(guī)模擴(kuò)大 USB 3.0晶片價(jià)格直逼USB 2.0
在處理器大廠英特爾與超微(AMD)力拱下,USB 3.0傳輸介面在桌上型電腦與筆記型電腦市場滲透率急速增長,而晶片價(jià)格也明顯下滑。現(xiàn)今USB 3.0主機(jī)端、集線器(Hub)及周邊晶片單價(jià)已可媲美USB 2.0方案。
600)this.style.width=600;" border="0" />圖1 臺(tái)灣瑞薩電子第三應(yīng)用技術(shù)部經(jīng)理陳俞佐表示,現(xiàn)階段USB 3.0晶片與USB 2.0幾乎無價(jià)差,將有助USB 3.0拓展行動(dòng)裝置市占。
臺(tái)灣瑞薩電子(Renesas Electronics)第三應(yīng)用技術(shù)部經(jīng)理陳俞佐(圖1)表示,2012年10月Windows 8上市,激勵(lì)內(nèi)建USB 3.0傳輸介面功能的Ivy Bridge處理器需求水漲船高;且終端消費(fèi)者對(duì)于更多USB 3.0傳輸介面埠數(shù)需求殷切,亦讓2012下半年USB 3.0主機(jī)端晶片量暴增,遂使USB 3.0主機(jī)端晶片價(jià)格再下探。2012年下半年該公司采用90奈米制程生產(chǎn)的兩埠USB 3.0主機(jī)端晶片價(jià)格已低于2美元,四埠的USB 3.0主機(jī)端晶片售價(jià)約2.5美元;而瑞薩采用0.25微米制程生產(chǎn)的三埠USB 2.0主機(jī)端晶片單價(jià)為1.5~1.7美元,由此顯見,USB 3.0和USB 2.0主機(jī)端晶片價(jià)格已相去不遠(yuǎn)。
威鋒電子產(chǎn)品中心副總經(jīng)理許錦松(圖2)亦指出,自2011年新進(jìn)者跨進(jìn)USB 3.0主機(jī)端、集線器及周邊晶片市場后,不僅打破瑞薩獨(dú)大市場局面,同時(shí)價(jià)格戰(zhàn)亦更趨激烈;再加上USB 3.0傳輸介面晶片制造商競相導(dǎo)入0.13微米(μm)、90奈米、65奈米甚至55奈米制程生產(chǎn),因此加快USB 3.0晶片價(jià)格下降速度。2010年前,應(yīng)用于主機(jī)端與集線器的USB 3.0傳輸介面晶片要價(jià)3?5美元,用于周邊的USB 3.0傳輸介面晶片單價(jià)則要3?4美元;目前主機(jī)端、集線器及周邊用的USB 3.0晶片價(jià)格皆已低于2美元。
上述因素,也促使USB 3.0主機(jī)端晶片在筆記型電腦市場滲透率快速攀升。陳俞佐預(yù)估,不同于2012年應(yīng)用范疇僅局限于中高階及少部分低階筆記型電腦,2013年USB 3.0傳輸介面在桌上型電腦和筆記型電腦市場滲透率皆可望逼近100%(圖3)。
600)this.style.width=600;" border="0" />圖3 2009∼2013年USB 3.0在筆電市場滲透率分析 圖表來源:瑞薩
600)this.style.width=600;" border="0" />圖2 威鋒電子產(chǎn)品中心副總經(jīng)理許錦松指出,2013年USB 3.0集線器市場將會(huì)大幅增長,成為USB 3.0晶片商兵家必爭之地。
快速滲透PC及周邊 USB 3.0晶片商大發(fā)利市
繼USB 3.0主機(jī)端晶片后,USB 3.0集線器與周邊晶片需求也開始明顯上揚(yáng),吸引瑞薩、德州儀器、鈺創(chuàng)、祥碩、睿思、威鋒等主機(jī)端晶片商競相展開USB 3.0集線器與周邊晶片部署。
陳俞佐表示,在桌上型電腦主機(jī)板與筆記型電腦后,2013年USB 3.0集線器及讀卡機(jī)(Card Reader)、儲(chǔ)存(Storage)、連接裝置(Dongle)、USB與其他數(shù)位介面的轉(zhuǎn)接器等周邊的市場規(guī)模正急速擴(kuò)大,尤其USB 3.0集線器與周邊的市場成長力道更將較桌上型電腦主機(jī)板與筆記型電腦更為強(qiáng)勁。也因此,瑞薩除集線器之外,2013年亦積極投入周邊用的USB 3.0晶片部署,預(yù)估今年集線器與周邊用的USB 3.0傳輸介面晶片營收比重將會(huì)大幅攀升,達(dá)33%。
許錦松亦提到,桌上型電腦主機(jī)板與筆記型電腦全面導(dǎo)入U(xiǎn)SB 3.0傳輸介面后,對(duì)于外掛的主機(jī)端USB 3.0晶片需求勢將顯著下降,預(yù)期外掛式主機(jī)端USB 3.0晶片僅剩1?2年的市場光景;相對(duì)而言,2013年集線器與周邊用USB 3.0晶片需求正快速引爆。威鋒預(yù)估,相較于旗下外掛式主機(jī)端USB 3.0晶片,2013年集線器和周邊用USB 3.0晶片營收將分別成長2.5倍和2倍之多,其中周邊業(yè)務(wù)方面,已掌握到日系、歐美品牌商的外接硬碟訂單。
隨著USB 3.0傳輸介面在PC市場更臻成熟,瑞薩來自中央處理器(CPU)大廠USB 3.0主機(jī)端IP授權(quán)的營收比重亦將逐步下降。陳俞佐提到,2012年該公司在筆記型電腦、主機(jī)板及嵌入式系統(tǒng)(如工業(yè)電腦、網(wǎng)通、醫(yī)療等)三大應(yīng)用領(lǐng)域的USB 3.0主機(jī)端IP授權(quán)營收占比高達(dá)50%;然預(yù)期2013年的營業(yè)額將會(huì)下滑;而授權(quán)類比實(shí)體層(PHY Layer)IP給USB 2.0晶片商開發(fā)應(yīng)用于USB 3.0集線器與周邊晶片的營收將持續(xù)增長。
面對(duì)USB 3.0周邊與集線器市場滲透率急速擴(kuò)大,不僅是既有的USB 3.0傳輸介面晶片商缺乏USB 3.0傳輸介面開發(fā)技術(shù)能力的USB 2.0傳輸介面晶片商也大舉向瑞薩、智原等USB 3.0傳輸介面晶片與IP供應(yīng)商尋求實(shí)體層IP授權(quán),因而為瑞薩和智原挹注可觀的營收。
陳俞佐談到,不少國內(nèi)與美國USB 2.0晶片廠商難以跨越USB 3.0傳輸介面的技術(shù)門檻,遂積極向USB 3.0傳輸介面實(shí)體層IP供應(yīng)商尋求授權(quán),以加緊開發(fā)USB 3.0集線器與周邊晶片。USB 2.0傳輸介面晶片商結(jié)合本身的數(shù)位介面技術(shù)與瑞薩授權(quán)的類比USB 3.0實(shí)體層IP,并借助瑞薩的產(chǎn)線制造USB 3.0集線器和周邊晶片,這類被瑞薩稱為特定應(yīng)用積體電路(ASIC)的業(yè)務(wù),占臺(tái)灣瑞薩2012年主要的營收貢獻(xiàn)已高達(dá)50%。 [!--empirenews.page--]
圈地Hub和周邊應(yīng)用 USB 3.0晶片商強(qiáng)化產(chǎn)品力
瞄準(zhǔn)USB 3.0傳輸介面在集線器與周邊裝置的誘人商機(jī),晶片商亦戮力透過設(shè)計(jì)能力提高產(chǎn)品的附加價(jià)值,以搶食集線器與周邊裝置USB 3.0傳輸介面晶片市場大餅。
以瑞薩為例,相較于競爭對(duì)手,該公司用于集線器的USB 3.0控制晶片,整合USB電池充電(Battery Charger, BC)1.2版本規(guī)范及充電下行埠(CDP)與專用充電埠(DCP)模式;并內(nèi)建3.3~5伏特(V)線性穩(wěn)壓器(LDO)與1?5伏特交換式調(diào)節(jié)器(Switching Regulator),因此相較于競爭對(duì)手,可協(xié)助集線器開發(fā)商省下至少0.19美元的整體物料清單成本。 陳俞佐指出,由于支援USB電池充電1.2版本規(guī)范及CDP與DCP模式,瑞薩USB 3.0集線器控制晶片,毋須透過昂貴的電池充電開關(guān)(Switch)與USB 3.0連接器(Connector)溝通,單一埠USB 3.0集線器控制器價(jià)格僅0.1美元,低于他廠的0.35美元。
再者,該款USB 3.0控制器晶片毋須外接LDO與交換式調(diào)節(jié)器,故外部僅須搭配小尺寸的單結(jié)型場效應(yīng)電晶體(FET),可縮減LDO和交換式調(diào)節(jié)器成本高達(dá)0.18美元;此外,透過特殊的晶片設(shè)計(jì),瑞薩USB 3.0控制晶片的石英元件可與互聯(lián)的裝置控制器共用,故可節(jié)省其他與控制器晶片互聯(lián)裝置控制器所需的石英元件費(fèi)用,約達(dá)0.1美元。
除瑞薩之外,威鋒亦積極透過整合外部元件來提高產(chǎn)品的附加價(jià)值。許錦松強(qiáng)調(diào),該公司已將所有外部元件整合至USB 3.0集線器控制器晶片,特別是單價(jià)高達(dá)30?40美分的5伏特轉(zhuǎn)3.3伏特或5伏特轉(zhuǎn)1.2伏特的直流對(duì)直流轉(zhuǎn)換器(DC-DC Converter),因此相較于競爭對(duì)手須額外添購轉(zhuǎn)換器的方案,可顯著省卻BOM成本。
不僅在PC、周邊裝置及伺服器市場的滲透率快速增加,2013年USB 3.0傳輸介面在平板裝置和智慧型手機(jī)市場也將顯著進(jìn)展。
晶片降價(jià)與OS大廠力挺 USB 3.0加速圈地行動(dòng)市場
在USB 3.0傳輸介面晶片價(jià)格急劇下滑,以及作業(yè)系統(tǒng)(OS)大廠力推之下,整合USB 3.0傳輸介面功能的應(yīng)用處理器已陸續(xù)出籠,將有助USB 3.0傳輸介面自2013年起大量進(jìn)駐平板裝置,并于2014年開始進(jìn)入智慧型手機(jī)市場。
600)this.style.width=600;" border="0" />Windows 8正激勵(lì)USB 3.0在PC與行動(dòng)裝置市占攀高?!D片來源:ViewSonic
為實(shí)現(xiàn)具備個(gè)人電腦功能的Windows 8平板裝置,微軟已要求三大應(yīng)用處理器策略夥伴針對(duì)Windows 8平板裝置開發(fā)支援USB 3.0傳輸介面功能的SoC,以提高與外部裝置如鍵盤、硬碟、隨身碟等連結(jié)的傳輸速率,助力Windows To Go運(yùn)作更順暢。許錦松表示,在微軟(Microsoft)登高一呼之下,高通、輝達(dá)及德州儀器三大應(yīng)用處理器廠商已陸續(xù)推出整合USB 3.0傳輸介面的SoC,預(yù)期上半年搭載USB 3.0傳輸介面功能SoC的Windows 8平板裝置將會(huì)輪番登場。
許錦松指出,隨著高通、輝達(dá)及德州儀器支援USB 3.0傳輸介面功能的處理器SoC相繼問世,預(yù)估2013年上半年搭載USB 3.0傳輸介面功能的平板裝置將傾巢而出。
他也進(jìn)一步預(yù)測,由于平板裝置PC化、智慧型手機(jī)平板化已勢不可當(dāng),因此在內(nèi)建USB 3.0傳輸介面的平板裝置市場成形后,配備USB 3.0傳輸介面的智慧型手機(jī)亦將如雨后春筍般冒出頭。
許錦松提到,USB 3.0傳輸介面耗電量較USB 2.0更低,加上與USB 2.0傳輸介面晶片價(jià)格拉近,將有助其在平板裝置與智慧型手機(jī)市場攻城掠地,特別在平板裝置PC化帶動(dòng)下,預(yù)期平板裝置將較智慧型手機(jī)更快導(dǎo)入U(xiǎn)SB 3.0傳輸介面功能。
瞄準(zhǔn)10Gbit/s USB 3.0 晶片商啟動(dòng)40奈米制程布局
USB 3.0傳輸介面除正快速擴(kuò)張?jiān)趥€(gè)人電腦與行動(dòng)裝置市場滲透率之外,其標(biāo)準(zhǔn)制定組織USB開發(fā)者論壇(USB-IF)更持續(xù)提高USB 3.0的傳輸速率,為USB 3.0傳輸介面日后的發(fā)展鋪路。USB-IF于本屆CES中,再發(fā)布傳輸速率上看10Gbit/s的USB 3.0增強(qiáng)版草案,不僅技術(shù)宣示意味濃厚,更有意藉由透露出下一步的發(fā)展藍(lán)圖,鞏固USB 3.0傳輸介面在PC與行動(dòng)裝置的主流介面地位。
因應(yīng)此一發(fā)展方向,瑞薩電子亦宣布,將于今年下半年啟動(dòng)40奈米制程產(chǎn)線,并提供ASIC客戶生產(chǎn)USB 3.0傳輸介面裝置端晶片,以優(yōu)化成本、尺寸及功耗競爭力,并為日后該公司量產(chǎn)USB 3.0增強(qiáng)版方案先行練兵,以利于規(guī)格底定后,搶先推出產(chǎn)品。
陳俞佐表示,傳輸速率較USB 3.0傳輸介面增加一倍的USB 3.0增強(qiáng)版IC要正式上市,至少尚需2?3年時(shí)間,因此該公司40奈米PHY制程初期主要用于讓ASIC客戶量產(chǎn)更有競爭力的USB 3.0裝置端晶片,同時(shí)也為未來投產(chǎn)USB 3.0增強(qiáng)版IC暖身。
陳俞佐指出,40奈米制程的光罩費(fèi)用昂貴,但可提供ASIC客戶更小體積的晶粒(Die Size),且功耗將可較現(xiàn)有55奈米方案更低,可滿足不同客戶對(duì)于更低耗電量的要求。
據(jù)了解,在出貨量達(dá)一定規(guī)模下,目前采用55奈米制程生產(chǎn)的USB 3.0周邊晶片價(jià)格,約可較0.13微米制程降低約20%。陳俞佐預(yù)估,至40奈米制程,USB 3.0周邊晶片成本可望再下探,有助客戶拉大與競爭對(duì)手的差距。
隨著40奈米制程于下半年順利量產(chǎn),瑞薩電子將成為業(yè)界首家導(dǎo)入40奈米制程生產(chǎn)USB 3.0傳輸介面的晶片商,而其產(chǎn)品耗電量與成本的優(yōu)勢也將更加顯著。 總的來說,USB 3.0傳輸介面晶片價(jià)格已跌至市場甜蜜點(diǎn),正迅速擴(kuò)張PC及行動(dòng)裝置市占,預(yù)期在PC應(yīng)用趨于普及后,最快上半年將可見到內(nèi)建USB 3.0傳輸介面功能的平板裝置問世;緊接著,支援USB 3.0傳輸介面的智慧型手機(jī)則將于2014年登場,并帶動(dòng)USB 3.0集線器和周邊市場需求暴增。未來數(shù)年,USB 3.0傳輸介面晶片商的營收與獲利可望大幅攀升。