處理器內建需求湧現　USB 3.0 IP商機強強滾

USB 3.0矽智財(IP)將大舉搶進行動、消費性電子處理器。因應手機、電視和機上盒(STB)支援高解析度和大尺寸螢幕，導致資料量暴增的情形，應用處理器業者正相繼開發內建USB 3.0高速傳輸功能的系統單晶片(SoC)，吸引益華電腦(Cadence)、新思科技(Synopsys)等電子設計自動化(EDA)工具商積極補強IP陣容，而既有的USB 3.0獨立晶片商也醞釀以IP授權模式，搶占商機。

行動/消費電子邁向高速傳輸　處理器廠搶搭USB 3.0 IP

圖1　高通Snapdragon 800系列高階處理器已全面內建USB 3.0功能。

睿思科技(Fresco Logic)市場部總監林勃宏表示，搶搭行動裝置、消費性電子升級全高畫質(FHD)、4K×2K大顯示螢幕的熱潮，USB 3.0正逐漸突破PC應用框架，進一步開拓其他大量資料傳輸應用市場，尤其目前USB 3.0晶片價格已趨近上一代的USB 2.0產品，更有助刺激平板、手機、電視和機上盒製造商導入意願，促進USB 3.0晶片和系統設計需求高漲。

看好USB 3.0在PC以外市場的應用商機，英特爾(Intel)已透過IP授權管道，搶先推出兩款內建USB 3.0 IP的行動應用處理器--Bay Trail-T/M，而採用安謀國際(ARM)架構的高通(Qualcomm)、聯發科和輝達(NVIDIA)等晶片商亦相繼與IP供應商合作，在旗下最新SoC中導入此一高速傳輸介面功能(圖1)；至於博通(Broadcom)則開發支援USB 3.0的機上盒SoC。

博通寬頻通訊事業群技術副總裁陳學敏指出，機上盒的資料傳輸能力必須顯著提升，方能因應電視螢幕尺寸、解析度規格不斷升級的設計趨勢；因此，博通最新一代機上盒SoC已全面內建高速USB 3.0功能，下一步更將導入行動高畫質連結(MHL)3.0和高解析度多媒體介面(HDMI)2.0解決方案，以提供更高影像頻寬支援多路數位視訊錄影(DVR)、4K×2K影音串流和資料傳輸等應用，並實現與各種顯示裝置的連結需求。

林勃宏認為，電子科技產業發展瞬息萬變，且相關技術標準不斷翻新，SoC開發商要全包處理器、通訊和傳輸介面等各種技術支援幾乎是不可能的任務，因此往往須採取向第三方合作夥伴授權IP的方式，才能加速開發支援新產品，並減輕投資負擔。隨著行動裝置、消費性電子導入USB 3.0功能，處理器廠商對相關IP的需求也將與日俱增，將有助USB 3.0晶片商和IP供應商挖掘出新的藍海市場。

林勃宏更透露，除一線應用處理器大廠外，下一階段，包括海思、全志和瑞芯微等中國大陸IC設計業者亦將跟進發展具備USB 3.0 IP的SoC，並優先鎖定螢幕尺寸和解析度較高的平板應用，挹注另一波USB 3.0 IP需求成長動能。

據悉，益華電腦和新思科技皆已祭出USB 3.0一站式解決方案，包含EDA工具及IP技術支援，協助處理器廠商快速實現設計，而創意電子和円星科技亦攜手推出USB 3.0 IP解決方案，搶占市場一席之地。

鎖定USB 3.0 IP商機　EDA/IC設計服務商齊搶進

圖2　SoC導入USB 3.0功能所需的IP方案及驗證流程

現階段，新思科技已具備USB 3.0完整IP產品線，包括數位控制器、實體層(PHY)、驅動器和驗證IP等，同時也提供90奈米到16/14奈米鰭式電晶體(FinFET)製程的各種IP原型(Prototype)設計方案(圖2)，再搭配旗下的EDA工具，將有助處理器業者快速打造內建USB 3.0功能的SoC，並順利通過USB-IF的相容性測試(CTS)認證。

圖3　USB 3.0數位控制器IP架構圖

至於益華電腦亦藉由在2013年購併Evatronix的IP事業，補強USB 3.0控制器IP技術(圖3)和產品陣容，並進一步與旗下USB 3.0實體層IP、驗證IP和整合式開發套件結合，提供一套完整的USB 3.0設計方案，謀取擴大進軍行動、消費性電子應用處理器市場的契機。

除EDA工具商外，IC設計服務商--創意電子亦進一步與IP開發商円星科技合作，發表一款結合USB 3.0周邊裝置控制器(Peripheral Device Controller)與實體層功能的IP解決方案，將全面適用於65/55奈米、40奈米和28奈米等先進製程技術，協助處理器廠以更低成本、更小的布局空間，加速導入高速混合訊號電路。

近期，円星科技更宣布以台積電55奈米低功率製程開發的USB 3.0實體層矽智財，已成功完成台積電IP驗證中心測試(IP Validation Center Program)，並進一步獲得台灣IC設計商青睞；下一階段雙方將持續推向40奈米、28奈米合作，以順應應用處理器製程演進潮流。

円星科技表示，USB 3.0實體層矽智財驗證項目包括電氣特性與功耗，經由台積電矽智財驗證後，已證明該方案可進入商用量產階段。円星科技董事長林孝平表示，該公司將持續投入台積電的各項IP驗證，以刺激處理器廠商導入意願。

不僅USB 3.0 IP技術大有進展，下一代USB 3.1 IP亦已開始萌芽。新思科技已於2013年底搶先展示10Gbit/s USB 3.1主控端IP解決方案，可將PC、儲存設備和消費性電子的資料速率提高至900MBps，相較於先前的USB 3.0，速度翻升兩倍以上。

顯而易見，在行動裝置邁向高速傳輸，又須兼具高整合度系統設計的前提下，應用處理器直接內建高速行動介面IP的模式正快速走紅，因而刺激EDA工具商和IC設計服務業者卯足勁投入研發資金和技術資源，拓展USB 3.0/3.1 IP陣容。隨著行動裝置影音應用更加多元，處理器廠亦可望再引進MHL、DisplayPort和HDMI等功能，引爆另一波行動介面IP市場需求。

SoC內建USB 3.0蔚成風　高速介面晶片商加速轉型

不過，處理器廠擴大整合USB 3.0 IP，勢將為獨立型主控端晶片市場帶來衝擊，因此，既有的USB 3.0晶片商正積極尋求轉型，未來將專注研發影音傳輸、擴充基座(Docking)等特殊應用的USB 3.0晶片，以突顯市場區隔，甚至將開始評估IP授權的新營運模式。

據悉，目前睿思、創惟等USB 3.0主控端或集線器晶片商，已逐漸轉攻USB 3.0大量影音資料傳輸、擴充基座等特定應用，進而突顯產品差異化優勢，避免市場遭應用處理器廠商整碗捧走。以睿思為例，明年將發表一款整合USB 3.0主控端、集線器、影音傳輸方案和網路橋接器功能的SoC，改打擴充基座等行動運算裝置周邊配件應用市場，另闢新事業版圖。

無庸置疑，未來高速傳輸介面基礎應用功能將逐漸由SoC廠商把持，而既有的介面晶片商除了在新一代標準問世初期，搶占獨立型晶片需求商機大餅外，勢必要加速研發特殊應用解決方案，或進一步轉換營運模式，方能維繫營收成長動能。