USB-PD高供电能力 挑战安全性设计
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USB界面可以说是IT产业有史以来最受欢迎的连接界面，随着3C、IT产品升级与需求更迭，USB协会持续更新USB规格增竞争实力，而在USB 3.1版本界面除速度上的升级外，最受瞩目的就是USB Power Delivery规范，其衍生相关产品与应用也创造USB界面更大优势与商机…
USB 3.0推广小组于2013年12月宣布进行开发USB Type-C连接器，该计划也顺利在2014年完成新规格制定，而Type-C连接器为以USB 3.1与USB 2.0技术做为基础进行开发，在传输性能上同时支持USB 3.1高速传输(10Gbit/s)需求、同时连接器尺寸也与USB 2.0 Micro版本的连接器尺寸相当，最便利的是Type-C连接界面同时不再具有方向性，可支持正/反插拔，如同Apple推出的Lightning连接器不再有插拔方向性的问题，让USB界面发展出衷的随插即用概念更落实彻底实践。
USB Type-C可望一统移动周边、IT设备连接器标准
而新版USB 3.1搭配Type-C连接器，另一规格亮点即支持Scalable Power Charging(可扩展充电)的应用功能，即未来连接USB 3.1界面的设备，都可藉由单一缆线连接同时支持数据高速传输与快速充电用途，而充电的部分在USB 3.1规格中最高可在单一界面提供高达100W的电力输出。
至于另一个Type-C连接器的核心目标，即取代目前智能手机、平板电脑使用甚广的USB 2.0 Micro连接器，以前USB 2.0 Micro连接器几乎是智能手机、平板电脑的充电、数据传输专属界面，但换到USB 3.0甚至进阶至USB 3.1界面，Micro USB连接器的传输限制与连接器耐用度备受考验，而新一代Type-C连接器甚至超越移动智能装置的界面需求，透过连接器的同步升级让USB 3.1数据缆线甚至可以扩展成为所有装置进行高速数据、快速充电、高分辨率影音传输均可应用的通用界面标准。
USB Type-C配置应用多元
USB Type-C连接器主要特性在于，只要用户正确插入连接器，设备可随即回应音效提示用户，连接器本身可支持至10Gbit/s传送效能，并支持USB-PD技术，连接器可承受多达1万次的反覆拔插。实际上USB Type-C虽然可能直觉会与USB 3.1界面新标准产生联想，但实际上设置USB Type-C连接器并不代表该界面支持USB 3.1标准，很可能该连接埠仅外观为Type-C连接器、主控芯片则未能支持USB 3.1界面标准。未来USB Type-C连接器可能会是Gen1或Gen2标准，有些可能会是Type-C搭配USB 2.0或是Type-C+USB PD等不同组合设计。例如，Nokia N1 平板电脑虽然采用USB Type-C连接器与传输线缆，但其USB界面仍仅支持2.0标准。
检视USB 3.0界面的发展历程，观察USB 2.0投入3.0版本更迭过程国/内外主控芯片业者投入状况，现有出货的桌上型电脑、笔记本电脑几乎是100%已整合USB 3.0界面，但实际上外设周边的USB 3.0界面渗透率却仍有努力空间，目前仅外接硬盘全面升级USB 3.0界面，如USBU盘、读卡机等渗透率有限，导致影响现有投入USB 3.1主控芯片的业者对市场期待，有别于USB 3.0芯片业者的大幅投入阵仗，目前参与主控芯片研发的业者数量明显减少，如Intel、AMD、VIA Labs、FRESCO LOGIC、ASMedia Technology等业者较积极投入USB 3.1芯片开发。
USB 3.1界面扩充基座产品热度高
除主控芯片外，USB 3.1基于数据传输高速带宽支持与丰沛的界面电源输出特性，预期热门应用将会是内建Hub集线器的多功能界面扩充基座产品(Docking Station)，尤其是如Apple新推出的MacBook、MacBook Air仅有一个外接接界面、或是Intel力推的Ultrabook、变形笔记本电脑等产品，都需要Docking Station协助扩充如外设视讯、音讯、USB集线器等复合界面功能，这类多种复合应用的Hub控制器与整合设计，也成为这波主控芯片外的另一个发展重点。
而其中备受相关业者关注的，即USB 3.1的USB Power Delivery规范，USB-PD的运作方式为藉由界面协助由主控端与设备进行沟通协议，运用阶段性提高界面输出的电压、电流，达到增USB界面的电力输出水准，而不是以往旧有USB界面电力输出较无弹性，反而造成界面驱动的功耗问题。新的USB 3.1界面电力输出可以从3.0的4.5W、USB Battery Charging 1.2规范的7.5瓦，提高至最高100W输出水准，若仅由单一USB埠撷取电力应用需求，先不论其电路设计复杂度与控制芯片是否到位，USB 3.1版本的界面输出电能几乎已能取代众多3C、IT的交流/直流变压器设备。
USB-PD技术可让USB界面取代变压器
在USB-PD技术应用发展方面，随着USB-PD标准确认释出，高速传输界面与电源芯片商加足马力研发产品，纷纷推出100W USB-PD充电与USB 3.1高速界面解决方案，而USB Type-C连接器传输速率10Gbit/s的芯片参考设计也同步释出，如Microchip、VIA Labs、ASMedia Technology、Etron Technology、Renesas Electronics、FRESCO LOGIC等芯片业者，均发表支持USB-PD、Type-C与10Gbit/s传输效能的USB 3.1主控芯片、参考设计，USB 3.1界面标准的周边已具备完整方案，USB 3.1高速界面相关的扩充基座和移动设备快充充电器方案备齐，已掀起一股USB-PD产品设计热潮。
新一代USB-PD界面充电标准，与前一代USB-BC(Battery Charging)1.2版本比较，支持电力输出功率已从15W提升至100W，最大输出电压可提升到20V、最大电流可达到5A，可实践电子设备的大电流快速充电应用功能，缩短外接设备充电时间达两倍以上，市场发展潜能极大。为加速相关周边也者导入USB-PD产品设计，针对USB-PD应用，芯片业者即推出整合USB-PD PHY实体层控制器、PMIC电源管理芯片的系统单芯片，产品业者可以搭配可程序化功能设计弹性配置外部电子电路，如设置电阻、电容等电子线路架构，搭配参考设计微调快速建构调整10~100W多达30种不同功率搭配输出规格的设计解决方案，加速USB-PD新技术规格导入实体设计中。
USB-PD衍生电源安全芯片需求增加
即便现阶段USB-PD相关参考设计、主控芯片资源备齐，但实际上USB-PD的设计挑战不光仅有芯片端问题，因为最大的技术门槛仍在连接器与相关电子电路的安全设计方面，因为当USB 3.1的界面输出可以支持至100W输出电能水准时，表示界面连接器可能会产生高热，连接器的散热设计及安全性就成为设计重点，另外该界面本身的电子电路安全设计也会增加导入USB-PD的设计成本与难度。为了增加导入USB 3.1界面设计的进程，USB-IF释出USB 3.1 CTS(兼容性测试规范)方案，相关芯片业者陆续启动相关产品、系统与周边终端设备的认证流程，以确保导入USB 3.1主控芯片的设备与周边终端的应用品质与产品兼容性。预计2015年下半年开始出货的USB 3.1控制器、USB 3.1 Hub(集线器)控制器等，导入市场进一步拱大USB 3.1生态系统。
而在USB 3.1界面搭配薄型Type-C连接器，最高传输电功率若至顶达到100W状态，业界估计也将引发更多开发技术挑战，例如，USB 3.1界面若达到20V/5A水准，该界面周边的功率元件不管在耐压、耐电流能力也需要重新设计，原有USB界面通用的散热、耐压、耐电流保护或电源芯片元件都需要重新规划，在机构上也需要导入新的设计散热机制，确保设备在进行大电力输出或外接设备进行快速充电的整体安全性。另一个比较严重的问题，在于USB 3.1进行10Gbit/s极速数据数据传输，高速、高频数据传输会因为缆线长度而导致信号出现衰减，在USB 3.1系统设计可搭配信号调节的重定时器(Re-timer)元件或架构设计改善数据信号完整性，这也会衍生传输线、导入界面设备对于相关芯片元件的使用需求。
