個人行動智慧時代已然來臨。據市場研究機構IDC最新數據顯示，全球智慧連接裝置(個人電腦、平板電腦和智慧型手機)的全球出貨量可望在2014年突破17億台。在這17億台中，新興國家市場的出貨量將達10億台左右。
各類行動智慧裝置的普及化，已經潛移默化改變了一般人的生活方式，手機和攜帶式電子裝置也已逐漸成為人們生活的一部分。人們無時無刻不在分享、下載和上傳各種簡單的文字訊息，或是整部高畫質電影的各種數據。
然而，數據傳輸量仍在不斷增長，即將推出的上千萬畫素的相機以及具有三維(3D)效果、擁有4K解析度的電視便是最好的例子。
此外，諸如Google眼鏡及眾多智慧手表的陸續問世，也預告了穿戴式裝置市場勢必迅速崛起。據市場研究機構Gartner預估，到2016年穿戴式裝置市場的規模將可達到100億美元。
智慧裝置帶來傳輸新挑戰
智慧裝置的蓬勃發展固然令人興奮，然而也為製造商乃至整個產業帶來新的挑戰，如何支援高速增長的數據與功耗需求，且同時開發出更為輕薄智慧的傳輸設備，將是勝出的關鍵。
舉例來說，不同的外部設備，智慧型手機、平板電腦、筆記型電腦和超薄電腦、相機及外接硬碟，都使用不同的電源充電器和數據線，這在操作上帶來極大的不便。因此，眾多企業已經採用單一通用序列匯流排(USB)傳輸線來同時傳輸電力與資料，或者在標準中採用單一的多重輸出輸入(I/O)傳輸線。這種趨勢正為各家標準組織所支持，例如USB Power Delivery與USB Newark等標準組織就明確規定了下一代電力傳輸需求、數據傳輸速度及產品規格。
USB 2.0連接線能在以480Mbit/s速度傳輸數據的同時，為功能手機或MP3播放器充電。最近，電池充電規範(Battery Charging Specification)對USB 2.0標準進行升級，使智慧型手機的充電輸出達到1.5安培(A)；而使用USB 3.0，數據傳輸速度增加到5.0Gbit/s，充電則仍然保持在最大1.5安培的外部電流消耗。如今，在為平板電腦和高端智慧型手機充電時，許多個人電腦(PC)主板可支援三倍的USB電源，即電流達到USB 3.0標準900毫安培(mA)的三倍--2.7安培。
然而，業界之所以不提供2.7安培(A)以上的外部設備充電電流，一方面是因為美商優力國際安全認證(UL)對傳輸線和介面設定出5安培電流的上限，以確保使用安全，防止設備過熱引起火災。另一方面則是缺少在2.7安培以上電流強度的條件下，實現快速切換和過電流保護的設備，並在達到UL規定的5安培強度上限前切斷電源。
連接器尺寸小型化成趨勢
連接器(圖1)的尺寸也給供電傳輸帶來難題。智慧行動裝置運行速度越來越快，機身越來越輕薄，因此也要求連接器尺寸越來越小。未來超薄電腦可能只有幾毫米(mm)厚，數據線也需要在保證安全連接的前提下傳輸數千兆數據，並且承載可能高達100瓦(W)的功耗。
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| 圖1 因應多元應用需求，連接器製造商需不斷加快創新腳步。 |
此外，數據線製造商還要設法解決電壓隨著連接線長度而衰減的問題。因為連接線越長，就需要更大的導體線規。因此，相較於過去單純用於資料傳輸的連接線，纜線的粗細和柔韌性也會受到很大影響。
此外，導熱性也是原始設備製造商(OEM)在選擇供應商時應注意的設計挑戰。一般情況下，連接線製造商將連接系統的電流級別設定為傳輸電流的配件溫度不得超過環境溫度30℃，或是不能超過通電前設備自身的溫度。
然而，此一溫度評級可能須要被修改，因為I/O連接線的溫度比周圍環境溫度高出30℃時，對使用者來說就可能已經變得十分燙手，而過熱亦會損壞其他敏感的電子設備。
對此，已有廠商採用高階軟體模擬技術，結合新型材料和生產技術，以期滿足並超越原始設備製造商對於性能的要求。此外，透過生產技術中的全面創新如MIM，在該生產技術中，金屬主要為模製而非沖壓成型，從而表現出更好的結構穩定性，並且還確保連接器擁有良好的機械穩定性。
連接方案須滿足多元需求
隨著電子產品對速度、尺寸和功耗的綜合考慮，產業發展正面臨著新的設計瓶頸，也迎來許多研發上的新機遇。
以穿戴式電子運算裝置市場為例，由於智慧手表、智慧眼鏡等穿戴式產品的外型設計小巧，如何連接不同傳輸線成為相關系統業者亟須解決的問題，因此無線通訊與無線充電技術已成為這類設備發展的主要趨勢之一。從製造的角度看，這些新趨勢將激發廠商繼續創造新的連接方案，來解決設備端紛至沓來的無盡需求。
(本文作者為TE消費電子產品部全球市場策略總監)