USB Type-C僅憑接口統一各種傳輸介面技術，同時又兼具小尺寸，雙面插拔的特性，為終端裝置外型設計帶來不少優勢，已大量進駐於手機、筆電和平板等產品，間接帶動轉接器與擴展塢的需求，其普及之路逐日逼近。
USB介面已然是裝置之間串接的最大宗，在各式裝置如電腦、智慧型手機等應用舉足輕重；USB已有數代穩固紮根，USB Type-C承襲基礎並帶來突破性的發展，各種相關技術的使用組合與新應用情境仍不斷增長。
USB Type-C的CC (Configure Channel)pin可讓主控端與裝置端進行替代模式(Alternate Mode, Alt-mode)，協定多種規格之傳輸，如USB 2.0、USB 3.1 Gen1(5Gbps)/Gen2(10Gbps)、DisplayPort、HDMI等。透過USB Type-C介面，PD 2.0/PD 3.0協定可讓受電端(Sink)與供電端(Source)自由配對5V至20V的電壓，讓受電端可選擇最合適的充電電壓，以達成高速充電的目的，最高可達100W(20V/5A)供電。USB Type-C也支援電源角色互換(Power Role Swap)與資料源角色互換(Data Role Swap)，更增添USB Type-C在各種設計組合之中的功能完整性。真正實現多協定支援，讓資料、充電及影像傳輸可同時運行，其便利性讓其滲透率近年大幅攀升(圖1)。
圖1 USB Type-C單一傳輸接口可一舉支援功率、數據與影像傳輸
USB Type-C成筆電標配
除了特殊應用需求之外(例如電競應用)，目前主流筆電皆傾向輕薄設計，以往外觀設計受限於介面的機構高度，此困境自USB Type-C規格問世後已不再是限制，裝置設計得到彈性，而外接周邊的需求仍可透過轉接器與擴展塢被輕易解決；消費者可針對自身需求，挑選符合使用習慣的周邊擴展設備。市面上眾多主流品牌採用USB Type-C介面，如蘋果(Apple)、華碩(ASUS)、戴爾(DELL)與聯想(LENOVO)等，其中以MacBook為最具代表性，移除其他介面，僅預留USB Type-C埠，因應而生各種擴展塢，可配合使用者需求情境，提供充電及其他介面轉接(參考圖2)。
圖2 USB Type-C連接埠可支援各類型傳輸介面
USB Type-C支援Power Role Swap，當擴展塢只連接筆記型電腦，擴展塢的電力來自筆電，可稱之為Bus-Powered Mode；當擴展塢再連接上USB PD電源充電器，此時電力轉由充電器提供，並同時可對筆電供電，稱之為Charge Through Mode。現已有廠商，如威鋒電子提供的VL10X單晶片整合方案，整合對上與對下的USB PD晶片，內建Billboard，可搭配集線器控制晶片，設計者可保有下行埠口的擴充彈性，且縮短設計時程，為市面上目前較普遍被採用的擴展塢解決方案。
USB Type-C手機普及化
手機與人的關係密不可分，因應智慧型手機運算功能不斷超越，USB Type-C的滲透率也從高階手機拓展至所有Android系列。透過轉接器或擴展塢，使用者可將手機化為桌機應用，透過擴展塢，將手機畫面延伸至螢幕，其所顯示的操作模式是熟悉的Windows或Chrome OS，商務人士出差可輕鬆達到行動辦公室的理想情境；此外，手機遊戲與線上影集之產業蓬勃發展，將手機或平板的使用習慣投影到大螢幕的需求也將日益攀升(圖3)。
圖3 多功能擴展塢協助輕鬆實現行動辦公室
關於手機充電，安全與效能也是USB Type-C介面轉換過程中的重要課題。使用非原廠充電器，充電無反應、無法快充、手機發燙，甚至導致手機或電池爆炸，都時有耳聞。手機高壓充電與內部降壓所產生之發熱問題，以往是難解之題，此困境如今都可以透過USB PD規範的可編程電源供應(Programmable Power Supply, PPS)解決(圖4)。
圖4 威鋒電子VP302晶片支援PD 3.0 PPS充電，已通過USB-IF協會認證，最終成品體積小巧，方便攜帶並適用現行市面上各種充電模式。
USB Type-C預期帶來便利，然而裝置汰換期間，難免有無法兼顧的過渡問題。為節省空間並改善手機防水功能，手機商陸續移除3.5mm耳機孔，手機僅配置唯一USB Type-C埠，以致於消費者無法同時使用耳機並且為手機充電。為解決此困擾，兼顧此兩種使用者習慣的轉接器因應而生；威鋒電子VL103方案，可簡易設計為一個USB Type-C埠搭配一個3.5mm耳機孔的轉接短板；而VL105單晶片整合方案，可設計為兩個下行USB Type-C埠任意支援充電與耳機，實現盲插功能，同時支援華為快速充電模式(Fast Charger Protocol, FCP)與超級充電模式(Super Charger Protocol, SCP)、三星快充模式(Adaptive Fast charging, AFC)以及高通快充模式(Quick Charge, QC)；搭配威鋒集線器控制晶片VL817 USB 3.1 Gen1或VL820 USB 3.1 Gen2(圖5)，為市面上目前普遍採用的解決方案。
圖5 轉接器誕生解決手機接口轉為USB Type-C卻無法同時聽音樂與充電的困境。
iPad Pro棄守Lightning 擴展塢需求與日俱增
USB Type-C的普及，曾讓市場多方揣測Apple何時會棄守Lightning介面。在此特別探討2018年推出的平板電腦iPad Pro，其強調畫質細膩的高解析度，並且可以在外接螢幕顯示高達5K的解析度。因此，USB Type-C的高速訊號線皆必須提供給DP訊號，4 Lanes DP與USB 2.0即為iPad Pro擴展塢的重要規格，兼顧擴展塢的設計空間限制，威鋒電子推出高整合VL120集線器控制晶片，整合USB PD、USB 2.0 Hub SoC，達到PCB最小及具競爭力的BOM成本，並依照業界需求提供三種不同封裝。USB Type-C有效簡化主控端設計，使用者亦可根據需求，選擇合適的轉接器或擴展塢，重點強調支援多個轉接介面，裝置之間的兼容性相當重要。
未來USB Type-C處處可見
USB Type-C介面滲透率逐漸攀升，各大車廠也將USB Type-C介面納入車內標準配備。相信不久的將來，牆插充電器也將有USB Type-C的使用需求，以因應使用者在不同國家的充電轉接需求。面對使用者的剛性需求，USB Type-C的普及之路勢必為市場趨勢。
(本文作者為威鋒科技經理)