慧能泰推出穩(wěn)定、高效、安全的E-Marker芯片HUSB332E，支持USB4和PD 3.1

目前USB4接口已經(jīng)在PC主機(jī)、筆記本電腦、一體機(jī)、迷你主機(jī)、VR頭顯等終端上得以普及，周邊生態(tài)如全功能線纜、硬盤盒、擴(kuò)展塢種類豐富，伴隨iPhone15旗艦手機(jī)的加入，未來有望一條USB4全功能線纜完成端到端數(shù)據(jù)、視頻、充電、音頻全搞定，縮短等待時間，大幅提升生產(chǎn)效率。USB4的應(yīng)用從20Gbps起跳，目前40Gbps已經(jīng)普及，未來80Gbps和120Gbps也將迎來商用，可見USB-C高速接口生態(tài)一直在挑戰(zhàn)數(shù)據(jù)傳輸極限，將極速進(jìn)行到底。

由充電頭網(wǎng)舉辦的2023 USB4高速傳輸技術(shù)研討會已經(jīng)于10月17日在充電頭網(wǎng)公眾號以及嗶哩嗶哩平臺進(jìn)行直播。本次直播邀請了USB-IF授權(quán)實(shí)驗(yàn)室、頭部芯片企業(yè)、連接器企業(yè)、精密制造企業(yè)專業(yè)人士等領(lǐng)域的數(shù)十位各個領(lǐng)域的大咖為大家答疑解惑，并進(jìn)行深入的交流與討論，分享市場最新動態(tài)與干貨。這些討論有助于推動高速傳輸技術(shù)的發(fā)展，提高用戶體驗(yàn)，促進(jìn)行業(yè)的進(jìn)步。

在本次大會上，深圳慧能泰半導(dǎo)體科技有限公司（簡稱：慧能泰）給大家?guī)砹恕吨SB4，地表最強(qiáng)eMarker HUSB332E介紹》的精彩演講，演講嘉賓是深圳慧能泰半導(dǎo)體科技有限公司 銷售經(jīng)理 陳偉先生。本次演講為大家分享了諸多USB4有關(guān)的內(nèi)容，以及USB4的市場趨勢，引出慧能泰的2個大功率高速率USB4 Type-C線纜的解決方案，都是基于HUSB332系列打造的方案。

本次演講的內(nèi)容分為3個部分，分別是 USB4 標(biāo)準(zhǔn)/規(guī)范簡介，USB4 Type-C線纜的市場趨勢，大功率高速率USB4 Type-C線纜的實(shí)現(xiàn)方法。其中大功率高速率USB4 Type-C線纜的實(shí)現(xiàn)方法有2種。第一種是業(yè)內(nèi)首發(fā)支持USB4 PD 3.1 4pin eMarker HUSB332D，極簡極小極強(qiáng)大的解決方案，第二種是業(yè)內(nèi)首發(fā)支持USB4 PD 3.1 耐壓60V集成OTP eMarker 芯片HUSB332E的解決方案。

首先，我們從USB4 標(biāo)準(zhǔn)/規(guī)范簡介開始講解。

USB4 和 USB Type-C 都是USB Implementers Forum,Inc.(USB-IF) 的商標(biāo)。USB4是2019年9月發(fā)布的最新USB規(guī)格，一直更新到目前最新V2.0版本。

2022年10月19日-USB-IF為推動和采用USB 技術(shù)，宣布發(fā)布USB4?2.0版規(guī)范(USB4 Gen4)。這是一項重大更新，可通過USB Type-C電纜和連接器實(shí)現(xiàn)高達(dá)80Gbps的數(shù)據(jù)性能。更新后的USB4 Gen4比之前的USB4 Gen3的最大總帶寬翻了一倍，意味著USB將受益于更高性能的顯示器、存儲、基于 USB 的集線器和擴(kuò)展塢。

以上是USB 4標(biāo)準(zhǔn)/規(guī)范的主要更新情況，從一開始的USB3.X更新到現(xiàn)在的USB4 V2版本，傳輸速率也從20 Gbps提升到最高120Gbps。

USB4 Gen4采用PAM3 (3 級脈沖幅度調(diào)制)，波特率為25.6GB。在相同的雙通道架構(gòu)上，USB4的速率從原來的USB 3.2的20 Gbps(Gen2x2)擴(kuò)展到80 Gbps (Gen4x2）?；谛碌奈锢韺蛹軜?gòu)，使用現(xiàn)有的40Gbps USB Type-C無源電纜，最高可達(dá)80Gbps，最大帶寬為120Gb/s，實(shí)現(xiàn)的方法是通過4對高速通道的非對稱傳輸，即一收三發(fā)或者一發(fā)三收，每對高速通道的傳輸速率為40Gbps。與DisplayPort21和PCI Express Gen 4.0對齊。優(yōu)勢上，USB4在功能上取代USB 3.2，同時保留USB 2.0總線并行運(yùn)行。

以上是Type-C接口的原理圖。由對稱的24個陣腳組成，成上下左右對稱排布狀態(tài)。通過圖中的D+/D-陣腳即可實(shí)現(xiàn)USB 2.0傳輸，通過其中一個高速差分線即可實(shí)現(xiàn)USB3.0、USB3.1的傳輸，USB3.2以及之后的規(guī)范，兩個高速差分線同時工作可實(shí)現(xiàn)更高的傳輸速率，最高可達(dá)80Gbps。

第二部分是USB4 Type-C線纜的市場趨勢。

目前USB4 PD3.1 的應(yīng)用把原由傳統(tǒng)的消費(fèi)類的手機(jī)和筆記本電腦供電，擴(kuò)充到便攜式設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、智能家居、通信和安防設(shè)備、汽車和醫(yī)療等領(lǐng)域。對USB-C接口來說，將電源供應(yīng)上限拓寬至240W，即使是屏幕、顯卡塢等設(shè)備也可以直接通過USB-C線纜供電?？傮w來說USB4 Type-C線纜的市場趨勢是往上升的，市場的應(yīng)用領(lǐng)域和規(guī)模也會非常大的。

上圖是最新的USB4協(xié)議的LOGO，其中重點(diǎn)要關(guān)注的是240W和60W的認(rèn)證標(biāo)志。從命名上看，比起2019年公布的USB4 Gen3，新規(guī)范的最大傳輸速度已經(jīng)翻倍達(dá)到80Gb/s，所以在LOGO上也會標(biāo)注最大傳輸速度和最大功率。

以上是最新的協(xié)議對于USB-C線纜的不同要求，當(dāng)電流大于3A，從USB 3.2Gen1開始，往上的速率都必須搭載一個eMarker芯片，當(dāng)傳輸速率越大時，線纜的長度也會有所變化，USB4 Gen3和USB4 Gen4的線纜長度最長為0.8M，所以在0.8~1M的線纜市場上，USB4擁有更多優(yōu)勢，同時以后USB4的線纜都會標(biāo)配eMarker芯片，也會成為支持USB4的USB Type-C線纜的標(biāo)配。

第三部分，大功率高速率USB4 Type-C線纜的實(shí)現(xiàn)方法。

以上HUSB332D典型應(yīng)用電路，同時慧能泰也在大批量的交付這款支持PD 3.1和USB4的eMarker芯片 HUSB332D。該芯片目前已經(jīng)通過了PD 3.1的認(rèn)證，從原理圖可以看到，在實(shí)際應(yīng)用上非常簡單。擁有2種封裝工藝，其中 1.6mm x 1.6mm 的DFN-4L的超小封裝，是慧能泰獨(dú)創(chuàng)的封裝工藝，只需連接VCONN、CC、接地的4根線，即可實(shí)現(xiàn)USB 4線纜的eMarker功能，開創(chuàng)了4腳eMarker時代。因?yàn)閭鹘y(tǒng)的eMarker多為6針腳和8針腳的連接方式。

以上是HUSB332D的封裝圖，相較于傳統(tǒng)的6陣腳、8陣腳封裝，把芯片做到4針腳以后帶來的優(yōu)勢主要為非常簡單的布線。有效降低USB4 Type-C線纜的的 C to C設(shè)計。可以縮減線纜的PCB長度，預(yù)計可減少0.5mm，同時讓paddble card 更美觀。在生產(chǎn)上，由于角間距擴(kuò)大帶來的好處，會有效提高產(chǎn)品貼片的良率。DFN2X2-6L封裝形式的 HUSB332D兼容慧能泰以往部分eMarker產(chǎn)品型號，可快速完成線纜產(chǎn)品的升級迭代，以幫助產(chǎn)品快速推出市場。

HUSB332D是慧能泰推出的一款USB Type-C電子標(biāo)簽芯片 (USB eMarker)，它同時支持 USB Type-C 規(guī)范 2.2，USB Power Delivery 規(guī)范 3.1, USB4 2.0規(guī)范和雷電3、4規(guī)范，支持USB PD3.1 EPR擴(kuò)展功率范圍，支持三次編程燒錄，兼容第三方編程工具。已經(jīng)通過了USB-IF協(xié)會認(rèn)證，TID號：9125。該芯片目前在進(jìn)行大批量交付中，非常適合USB4線纜的采用，可以有效減少廠商研發(fā)USB4 Type-C線纜的開發(fā)時間。

HUSB332D 符合USB Type-C 2.2和USB PD3.1 V1.8標(biāo)準(zhǔn)，支持 SOP通信，并集成傳輸器（BMC PHY）和結(jié)構(gòu)化 VDM 版本 1.0 和 2.x。內(nèi)置 Ra 電阻和 VCONN 二極管，提供了包括 DFN1.6×1.6-4L 和 DFN2×2-6L在內(nèi)的多種封裝選項。CC、VCONN1、VCONN2引腳耐壓高達(dá)60V。集成OTP（過溫保護(hù)，避免潛在的熱損壞），支持三次編程燒錄，擁有 0.6mA低功耗睡眠模式，外圍極簡，無需額外添加電容等優(yōu)勢，適用于 USB Type-C 電纜識別和 USB4被動電纜等的應(yīng)用，支持最高240W的產(chǎn)品應(yīng)用。

HUSB332E實(shí)現(xiàn)240W五芯線的幾大優(yōu)勢。首先是節(jié)省VCONN線，PCB上只有5個焊盤，貼片成本更低。其次是支持240W（48V5A）的應(yīng)用，并向下兼容100W的功率。外圍電路更簡潔，只需PCB板上分別加一顆1kΩ的電阻即可。擁有與HUSB332D同樣的2種封裝工藝。所以可以說是地表最強(qiáng)eMarker芯片，擁有60V最高的耐壓，最小的1.6mm x 1.6mm 的DFN-4L的四角封裝，擁有多項強(qiáng)悍的功能，以及自帶OTP功能。

以上是慧能泰HUSB332E的部分實(shí)驗(yàn)參數(shù)，第一張是VCONN高壓供電48V后，對地短路沖擊實(shí)驗(yàn)，根據(jù)部分實(shí)驗(yàn)的結(jié)果得出HUSB332E 可以在50V長期正常工作，60V也不會有問題。第二張圖是VCONN高壓供電時，CC短路到高壓的波形，是為了應(yīng)對48V應(yīng)用場景而采取的實(shí)驗(yàn)，目前，HUSB332E是市場上唯一真正支持USB4 240W五芯eMarker 芯片。

以上是慧能泰主要eMarker 芯片產(chǎn)品的對比圖，從圖中可以看到，經(jīng)過不斷更新迭代，慧能泰的eMarker 芯片的封裝越來越小，從速度上越做越快，支持的協(xié)議也越做越先進(jìn)。廠商可以根據(jù)需求進(jìn)行不同選購需求進(jìn)行選擇。

以上是慧能泰《助力USB4，地表最強(qiáng)eMarker HUSB332E介紹》演講的全部內(nèi)容，想了解更多慧能泰eMarker 芯片或者需要慧能泰eMarker 芯片的可通過上方聯(lián)系方式獲取。

充電頭網(wǎng)總結(jié)

慧能泰通過分析許多USB4的干貨和市場趨勢，讓大家了解到支持USB4 PD3.1的Type-C線纜也會從傳統(tǒng)的消費(fèi)類市場轉(zhuǎn)向儲能、汽車和醫(yī)療等領(lǐng)域。一個龐大的USB4線纜市場才剛剛拉開帷幕，市場的應(yīng)用領(lǐng)域和規(guī)模也會越來越大。USB4所需的E-Marker芯片也會越來越多，越穩(wěn)定、高效、安全的E-Marker芯片，對廠商越有利，可以有效避免不必要的產(chǎn)品損失。

慧能泰HUSB332系列 E-Marker芯片支持多種最新標(biāo)準(zhǔn)、集成傳輸器、高度集成設(shè)計、多種封裝選項，以及出色的靜電保護(hù)，同時兼容高速數(shù)據(jù)通信標(biāo)準(zhǔn)。其出色的性能，完全可以滿足USB4中E-Marker芯片的要求，可以幫助廠商快速打造出屬于自己的USB4線纜產(chǎn)品，在增強(qiáng)產(chǎn)品的競爭力同時，滿足不同用戶的需求。