芯片价格达甜蜜点USB 3.0扩张PC/移动版图
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第三代通用序列汇流排(USB 3.0)传输介面正迅速扩张个人电脑(PC)与行动装置势力版图。2013年国际消费性电子展(CES)中,英特尔(Intel)针对新一代超轻薄笔电(Ultrabook)发布整合USB 3.0传输介面的第四代中央处理器(CPU)Haswell(代号),更加突显出USB 3.0传输介面成为笔记型电脑主流传输介面的地位已大势底定。
同样值得关注的是,继德州仪器(TI)OMAP 5之后,三星(Samsung)、高通(Qualcomm)、辉达(NVIDIA)于本届CES亦竞相展出支援USB 3.0传输介面功能的处理器系统单晶片(SoC)(表1),正式揭开USB 3.0传输介面进军智慧型手机与平板装置市场的序幕。
600)this.style.width=600;" border="0" />经济规模扩大 USB 3.0晶片价格直逼USB 2.0
在处理器大厂英特尔与超微(AMD)力拱下,USB 3.0传输介面在桌上型电脑与笔记型电脑市场渗透率急速增长,而晶片价格也明显下滑。现今USB 3.0主机端、集线器(Hub)及周边晶片单价已可媲美USB 2.0方案。
600)this.style.width=600;" border="0" />图1 台湾瑞萨电子第三应用技术部经理陈俞佐表示,现阶段USB 3.0晶片与USB 2.0几乎无价差,将有助USB 3.0拓展行动装置市占。
台湾瑞萨电子(Renesas Electronics)第三应用技术部经理陈俞佐(图1)表示,2012年10月Windows 8上市,激励内建USB 3.0传输介面功能的Ivy Bridge处理器需求水涨船高;且终端消费者对于更多USB 3.0传输介面埠数需求殷切,亦让2012下半年USB 3.0主机端晶片量暴增,遂使USB 3.0主机端晶片价格再下探。2012年下半年该公司采用90奈米制程生产的两埠USB 3.0主机端晶片价格已低于2美元,四埠的USB 3.0主机端晶片售价约2.5美元;而瑞萨采用0.25微米制程生产的三埠USB 2.0主机端晶片单价为1.5~1.7美元,由此显见,USB 3.0和USB 2.0主机端晶片价格已相去不远。
威锋电子产品中心副总经理许锦松(图2)亦指出,自2011年新进者跨进USB 3.0主机端、集线器及周边晶片市场后,不仅打破瑞萨独大市场局面,同时价格战亦更趋激烈;再加上USB 3.0传输介面晶片制造商竞相导入0.13微米(μm)、90奈米、65奈米甚至55奈米制程生产,因此加快USB 3.0晶片价格下降速度。2010年前,应用于主机端与集线器的USB 3.0传输介面晶片要价3?5美元,用于周边的USB 3.0传输介面晶片单价则要3?4美元;目前主机端、集线器及周边用的USB 3.0晶片价格皆已低于2美元。
上述因素,也促使USB 3.0主机端晶片在笔记型电脑市场渗透率快速攀升。陈俞佐预估,不同于2012年应用范畴仅局限于中高阶及少部分低阶笔记型电脑,2013年USB 3.0传输介面在桌上型电脑和笔记型电脑市场渗透率皆可望逼近100%(图3)。
600)this.style.width=600;" border="0" />图3 2009∼2013年USB 3.0在笔电市场渗透率分析 图表来源:瑞萨
600)this.style.width=600;" border="0" />图2 威锋电子产品中心副总经理许锦松指出,2013年USB 3.0集线器市场将会大幅增长,成为USB 3.0晶片商兵家必争之地。
快速渗透PC及周边 USB 3.0晶片商大发利市
继USB 3.0主机端晶片后,USB 3.0集线器与周边晶片需求也开始明显上扬,吸引瑞萨、德州仪器、钰创、祥硕、睿思、威锋等主机端晶片商竞相展开USB 3.0集线器与周边晶片部署。
陈俞佐表示,在桌上型电脑主机板与笔记型电脑后,2013年USB 3.0集线器及读卡机(Card Reader)、储存(Storage)、连接装置(Dongle)、USB与其他数位介面的转接器等周边的市场规模正急速扩大,尤其USB 3.0集线器与周边的市场成长力道更将较桌上型电脑主机板与笔记型电脑更为强劲。也因此,瑞萨除集线器之外,2013年亦积极投入周边用的USB 3.0晶片部署,预估今年集线器与周边用的USB 3.0传输介面晶片营收比重将会大幅攀升,达33%。
许锦松亦提到,桌上型电脑主机板与笔记型电脑全面导入USB 3.0传输介面后,对于外挂的主机端USB 3.0晶片需求势将显著下降,预期外挂式主机端USB 3.0晶片仅剩1?2年的市场光景;相对而言,2013年集线器与周边用USB 3.0晶片需求正快速引爆。威锋预估,相较于旗下外挂式主机端USB 3.0晶片,2013年集线器和周边用USB 3.0晶片营收将分别成长2.5倍和2倍之多,其中周边业务方面,已掌握到日系、欧美品牌商的外接硬碟订单。
随着USB 3.0传输介面在PC市场更臻成熟,瑞萨来自中央处理器(CPU)大厂USB 3.0主机端IP授权的营收比重亦将逐步下降。陈俞佐提到,2012年该公司在笔记型电脑、主机板及嵌入式系统(如工业电脑、网通、医疗等)三大应用领域的USB 3.0主机端IP授权营收占比高达50%;然预期2013年的营业额将会下滑;而授权类比实体层(PHY Layer)IP给USB 2.0晶片商开发应用于USB 3.0集线器与周边晶片的营收将持续增长。
面对USB 3.0周边与集线器市场渗透率急速扩大,不仅是既有的USB 3.0传输介面晶片商缺乏USB 3.0传输介面开发技术能力的USB 2.0传输介面晶片商也大举向瑞萨、智原等USB 3.0传输介面晶片与IP供应商寻求实体层IP授权,因而为瑞萨和智原挹注可观的营收。
陈俞佐谈到,不少国内与美国USB 2.0晶片厂商难以跨越USB 3.0传输介面的技术门槛,遂积极向USB 3.0传输介面实体层IP供应商寻求授权,以加紧开发USB 3.0集线器与周边晶片。USB 2.0传输介面晶片商结合本身的数位介面技术与瑞萨授权的类比USB 3.0实体层IP,并借助瑞萨的产线制造USB 3.0集线器和周边晶片,这类被瑞萨称为特定应用积体电路(ASIC)的业务,占台湾瑞萨2012年主要的营收贡献已高达50%。 [!--empirenews.page--]
圈地Hub和周边应用 USB 3.0晶片商强化产品力
瞄准USB 3.0传输介面在集线器与周边装置的诱人商机,晶片商亦戮力透过设计能力提高产品的附加价值,以抢食集线器与周边装置USB 3.0传输介面晶片市场大饼。
以瑞萨为例,相较于竞争对手,该公司用于集线器的USB 3.0控制晶片,整合USB电池充电(Battery Charger, BC)1.2版本规范及充电下行埠(CDP)与专用充电埠(DCP)模式;并内建3.3~5伏特(V)线性稳压器(LDO)与1?5伏特交换式调节器(Switching Regulator),因此相较于竞争对手,可协助集线器开发商省下至少0.19美元的整体物料清单成本。 陈俞佐指出,由于支援USB电池充电1.2版本规范及CDP与DCP模式,瑞萨USB 3.0集线器控制晶片,毋须透过昂贵的电池充电开关(Switch)与USB 3.0连接器(Connector)沟通,单一埠USB 3.0集线器控制器价格仅0.1美元,低于他厂的0.35美元。
再者,该款USB 3.0控制器晶片毋须外接LDO与交换式调节器,故外部仅须搭配小尺寸的单结型场效应电晶体(FET),可缩减LDO和交换式调节器成本高达0.18美元;此外,透过特殊的晶片设计,瑞萨USB 3.0控制晶片的石英元件可与互联的装置控制器共用,故可节省其他与控制器晶片互联装置控制器所需的石英元件费用,约达0.1美元。
除瑞萨之外,威锋亦积极透过整合外部元件来提高产品的附加价值。许锦松强调,该公司已将所有外部元件整合至USB 3.0集线器控制器晶片,特别是单价高达30?40美分的5伏特转3.3伏特或5伏特转1.2伏特的直流对直流转换器(DC-DC Converter),因此相较于竞争对手须额外添购转换器的方案,可显著省却BOM成本。
不仅在PC、周边装置及伺服器市场的渗透率快速增加,2013年USB 3.0传输介面在平板装置和智慧型手机市场也将显著进展。
晶片降价与OS大厂力挺 USB 3.0加速圈地行动市场
在USB 3.0传输介面晶片价格急剧下滑,以及作业系统(OS)大厂力推之下,整合USB 3.0传输介面功能的应用处理器已陆续出笼,将有助USB 3.0传输介面自2013年起大量进驻平板装置,并于2014年开始进入智慧型手机市场。
600)this.style.width=600;" border="0" />Windows 8正激励USB 3.0在PC与行动装置市占攀高。 图片来源:ViewSonic
为实现具备个人电脑功能的Windows 8平板装置,微软已要求三大应用处理器策略夥伴针对Windows 8平板装置开发支援USB 3.0传输介面功能的SoC,以提高与外部装置如键盘、硬碟、随身碟等连结的传输速率,助力Windows To Go运作更顺畅。许锦松表示,在微软(Microsoft)登高一呼之下,高通、辉达及德州仪器三大应用处理器厂商已陆续推出整合USB 3.0传输介面的SoC,预期上半年搭载USB 3.0传输介面功能SoC的Windows 8平板装置将会轮番登场。
许锦松指出,随着高通、辉达及德州仪器支援USB 3.0传输介面功能的处理器SoC相继问世,预估2013年上半年搭载USB 3.0传输介面功能的平板装置将倾巢而出。
他也进一步预测,由于平板装置PC化、智慧型手机平板化已势不可当,因此在内建USB 3.0传输介面的平板装置市场成形后,配备USB 3.0传输介面的智慧型手机亦将如雨后春笋般冒出头。
许锦松提到,USB 3.0传输介面耗电量较USB 2.0更低,加上与USB 2.0传输介面晶片价格拉近,将有助其在平板装置与智慧型手机市场攻城掠地,特别在平板装置PC化带动下,预期平板装置将较智慧型手机更快导入USB 3.0传输介面功能。
瞄准10Gbit/s USB 3.0 晶片商启动40奈米制程布局
USB 3.0传输介面除正快速扩张在个人电脑与行动装置市场渗透率之外,其标准制定组织USB开发者论坛(USB-IF)更持续提高USB 3.0的传输速率,为USB 3.0传输介面日后的发展铺路。USB-IF于本届CES中,再发布传输速率上看10Gbit/s的USB 3.0增强版草案,不仅技术宣示意味浓厚,更有意藉由透露出下一步的发展蓝图,巩固USB 3.0传输介面在PC与行动装置的主流介面地位。
因应此一发展方向,瑞萨电子亦宣布,将于今年下半年启动40奈米制程产线,并提供ASIC客户生产USB 3.0传输介面装置端晶片,以优化成本、尺寸及功耗竞争力,并为日后该公司量产USB 3.0增强版方案先行练兵,以利于规格底定后,抢先推出产品。
陈俞佐表示,传输速率较USB 3.0传输介面增加一倍的USB 3.0增强版IC要正式上市,至少尚需2?3年时间,因此该公司40奈米PHY制程初期主要用于让ASIC客户量产更有竞争力的USB 3.0装置端晶片,同时也为未来投产USB 3.0增强版IC暖身。
陈俞佐指出,40奈米制程的光罩费用昂贵,但可提供ASIC客户更小体积的晶粒(Die Size),且功耗将可较现有55奈米方案更低,可满足不同客户对于更低耗电量的要求。
据了解,在出货量达一定规模下,目前采用55奈米制程生产的USB 3.0周边晶片价格,约可较0.13微米制程降低约20%。陈俞佐预估,至40奈米制程,USB 3.0周边晶片成本可望再下探,有助客户拉大与竞争对手的差距。
随着40奈米制程于下半年顺利量产,瑞萨电子将成为业界首家导入40奈米制程生产USB 3.0传输介面的晶片商,而其产品耗电量与成本的优势也将更加显著。 总的来说,USB 3.0传输介面晶片价格已跌至市场甜蜜点,正迅速扩张PC及行动装置市占,预期在PC应用趋于普及后,最快上半年将可见到内建USB 3.0传输介面功能的平板装置问世;紧接着,支援USB 3.0传输介面的智慧型手机则将于2014年登场,并带动USB 3.0集线器和周边市场需求暴增。未来数年,USB 3.0传输介面晶片商的营收与获利可望大幅攀升。