USB Type-C(全新的USB接口形式)

USB Type-C是一种USB接口外形标准，由USB-IF组织于2014年发布，用于解决USB接口长期以来物理接口规范不统一，电能只能单向传输等弊端而制定的全新数据、视频、音频、电能传输接口规范。USB Type-C（下文简称USB-C）接口主要有数据传输、Power Delivery和DisplayPort等功能。

2014年8月12日，USB-IF组织正式推出了USB-C接口规范，相较前几代USB接口，USB-C性能更强，尺寸更小。让USB-C接口广为人知的并不是这种接口规范的发布，而是2015年发布的MacBook搭载了这种接口——这款笔记本电脑只搭载了一个USB-C接口，从而完成充电、数据传输等任务。截至2023年，USB-C历经两次更名，USB-C to USB-C数据线演变为480Mbps、5Gbps、20Gbps、40Gbps这四种速率类型，分别支持60W和240W这两种最大传输功率。2024年12月28日，欧盟统一充电接口的新规正式生效，电子设备制造商有义务向欧盟27国销售的产品配备USB-C（即USB Type-C）接口。

USB-C的应用领域广泛，研究机构Omdia的调查结果显示，在2020年，几乎80%的笔记本电脑和几乎一半的智能手机都具备USB-C接口，而且即使是坚持使用Lightning接口多年的IPhone，也在2023年改用USB-C接口。此外，USB-C还在便携式设备、物联网设备、智能家居、通信和安防设备、汽车和医疗等领域得到应用。市场方面，根据CredenceResearch统计数据，2018年全球Type-C接口市场规模为3800亿美元。QYResearch调研团队的统计数据显示，截至2021年，全球范围内USB Type-C连接器生产商主要包括戴尔股份有限公司、HP、贝尔金、StarTech、ANKER、Philips、OWC、Green Union、Baseus、宏正自动科技等，并且全球前十强厂商占有大约74.0%的市场份额。截至2022年底，Future Market Insights（市场研究和咨询公司）的统计数据显示USB连接设备的全球出货量为186781万台。

发展历程

开发背景

USB-C接口推出前，USB 3.1接口存在较多的不足之处。首先，USB 3.1接口比较厚、比较大，难以适应手机、平板等设备的设计需求。比如USB 3.1 Micro-A/B，虽然在厚度上维持了之前的水平，但是宽度大幅度提升，占据了不小的面积。其次，现有的USB 3.1各系列连接器可靠程度欠佳，难以满足设备可靠性需求。第三，USB-C接口推出前的USB连接器存在方向性，用户很难在未辨识方向的情况下正确使用它，甚至会出现连接器强制插入损坏的情况。第四，USB-C接口推出前的USB连接器本身扩展能力不强，充电能力也不出色，因此很难满足未来使用的需求。在这种情况下，USB连接器需要作出重大改进才能满足未来技术发展的需求。于是，USB组织决定重新制定一个新的接口来替代之前的USB接口，以满足移动计算时代的应用需求。2011年欧盟以及中国立法统一手机以Micro USB为唯一的充电标准；2012年USB.IF协会也推出架构于 USB的PowerDelivery(PD) 1.0的充电/供电规范。

接口问世

2014年，USB-IF协会公布新一代接口USB-C。具体来说，USB Type-C是一种接口外形标准，该接口有4对TX/RX分线，2对USBD+/D-，一对SBU，2个CC，另外还有4个VBUS和4个地线。所有的USB-C接口工作都为这三种接口类型之一：

(1)DFP (Downstream Facing Port): host

(2)UFP (Upstream Facing Pwt): device

(3)DRP (Dual Role Port): host or device

USB-C接口具有可靠及无方向的插接、更长的使用寿命、更高速的传输速度、更强的传输能力以及轻薄等特点，此外，USB-C接口与 USB 3.1Gen 2(10Gbps)、USB PD(PowerDelivery)高度结合，使其能够提供高速的数据传输及较佳的电力管理。

升级与普及

随着版本的更新，USB-C接口也在换代升级。在数据传输速度方面，USB 3.1 Gen 1支持最高5 Gbps的速度，而USB 3.1 Gen 2则提升至10 Gbps。USB4标准可以达到最高40 Gbps的传输速度。根据USB-IF组织于2022年3月15日推出的新规，USB-C to USB-C数据线分为四种速率类型，依次是480Mbps、5Gbps、20Gbps、40Gbps，不再强调USB规范版本，而只区分所支持的速率。在供电能力方面，最初的 USB-C 接口支持最高 5V/3A 的供电，即 15W。随着 USB 功率 Delivery (USB PD) 规范的引入和更新，USB-C 接口的供电能力显著提高。例如，USB PD 3.0 可以支持高达 100W 的电源传输。2022年3月15日起，USB-IF组织实施的新规规定，USB-C to USB-C数据线今后只支持两种最大传输功率，分别是60W和240W。原来的100W功率取消，240W取而代之。

2022年10月4日，欧洲议会以压倒性的票数通过一项法案，规定从2024年秋季起，USB type-C（简称USB-C）将成为在欧盟地区销售的智能手机、平板电脑、电子阅读器、数码相机、耳机、手持视频游戏机和便携式扬声器等电子设备的标准充电端口；消费者在购买电子设备时还可以自行选择是否另外购买充电器。从2026年起，USB-C还将成为笔记本电脑充电器的标准接口

2020年，欧盟立法机构以582票对40票的绝对压倒性的优势通过了一项决议，该决议旨在推动欧盟委员会采取行动，统一智能手机的充电解决方案（USB-C接口）。也就意味着苹果公司在面临欧洲地区的产品销售方面必须有应对措施，以解决接口争议的局面。2022年10月，苹果25日确认，将遵守欧盟要求，2024年起所有智能手机统一使用USB-C充电口。

当地时间2023年12月30日，欧盟委员会称，从2024年起，USB-C成为欧盟电子设备的通用标准。USB-C作为欧盟通用端口，允许消费者使用任何USB-C充电器为任何品牌设备充电。“通用充电”要求将适用于所有手持手机、平板电脑、数码相机、耳机、便携式扬声器、手持式电子游戏机、电子阅读器、耳塞、键盘、鼠标和便携式导航系统。当地时间2024年12月28日，欧盟统一充电接口的新规正式生效，电子设备制造商有义务向欧盟27国销售的产品配备USB-C（即USB Type-C）接口，无法适配的旧设备将逐渐“退市”。笔记本电脑生产商得到了额外的宽限期，可在2026年年初前完成调整。

区别

USB-A、USB-B、USB-C之间的区别

外观

USB-A：长方形设计，不可翻转，存在正反面，普遍用于主机设备如电脑、游戏机。

USB-B：方形设计，有不同的次级形式（标准、Mini和Micro）。USB-B的数据流是双向的，但电源只能从主机流到外围设备或接收器端，因此电缆只能以一种方式连接。主要用于打印机、扫描仪等设备。

USB-C：小巧，圆角，可翻转设计，没有正确或错误的插入方向，体积比前两者小。

兼容性及用途

USB-A：非常普遍，被广泛用作各种设备的标准接口。

USB-B：用于特定类型的设备，如打印机和其他外围设备，但随着Micro和Mini USB的出现，也用于某些移动设备。

USB-C：旨在取代A和B型，成为一种统一的解决方案，广泛用于新型手机、笔记本电脑、平板电脑及其它多种设备。

USB-C与Micro USB之间的区别

USB-C接口拥有USB 3.0标准及以上的传输速度，最高可达到40Gbps，而Micro USB接口则是USB 2.0的标准，传输速度最高仅有30M/S。另外在用户体验上，USB-C接口正反插都可以，而Micro USB接口在插拔的时候需要考虑正反。相比起Micro USB，USB-C接口的引脚要更多，可以实现更加多样化丰富的功能，也可以实现音频、视频等信号的传输，甚至大功率供电等。

USB-C与雷电接口的区别

技术和速度：

雷电接口：最初由英特尔和Apple共同开发，雷电接口支持更高的数据传输速率。例如，雷电3支持高达40Gbps的速度，同时也可以传输视频和电源。

USB-C接口：作为一种标准的USB接口，其速度取决于实现的USB规范，例如USB 3.1 Gen 2支持最高10Gbps。USB4标准可则以达到最高40 Gbps的传输速度。

功能和用途:

雷电接口：支持更多高端功能，如连接外部显卡、快速数据存储设备和多显示器设置。它还可以提供高达100W的电力，适用于更多专业和高性能设备。

USB-C接口：虽然也支持数据、电源和视频传输，但通常不提供与雷电相同的高速率或多功能性。它是更通用的接口，用于各种设备，包括手机、平板、笔记本电脑等。

产品解析

接口规格

USB-C接口的尺寸为8.3mm×2.5mm，便于集成在电路板上，利于轻量化设计。同时，接口支持高速率数据传输，最高可达40Gbps。通过USBPD快充技术，可用于移动电子设备充电。另外 USB-C 接口优化了电磁干扰（Electromagnetic Interference，EMI）与射频干扰（Radio 频率 Interference，RFI）特性，同时支持集成DisplayPort、HDMI、MHL等用于高清视频传输，支持集成Thunderbolt通用总线以及USB 4。

图1为USB-C接口插座前视图，图2为USB-C接口插头前视图。USB-C接口中对称分布24个引脚，其中，GND引脚为接地电平。TX1＋为高速差分信号同相发送引脚。TX1-为高速差分信号反相发送引脚。VBus为充电时的供电引脚。CC1引脚用来区分正反插，同时也作为协商充电功率的BMC信号的传输引脚使用。D＋为USB2.0低速差分信号同相发送引脚。D-为USB2.0低速差分信号反相发送引脚。SBU1用于音频传输。RX2-为高速差分信号反相接收引脚。RX2＋为高速差分信号同相接收引脚。TX2＋功能与TX1＋相同，TX2-功能与TX1-相同，SBU2功能与SBU1相同，RX1＋功能与RX2＋相同，RX1-功能与RX2-相同，CC2功能与CC1相同，这些引脚呈对称分布，用来实现USB-C接口的正反插。CC引脚为USB-C插头引脚，接到插座上时，CC引脚接到CC1或者CC2引脚的其中一个，用来确认连接，确定正反插，传输数据等［26］。VCoNN为USB-C插头引脚，当插头上的CC引脚接到插座上CC1或者CC2其中一个引脚时，VcoNN接到CC1、CC2中另外一个引脚，为带有E-Mark芯片的数据线的芯片供电。

接口类型

所有的USB-C接口工作在如下的三种接口类型之一：

（1）DFP (Downstream Facing Port): host

（2）UFP (Upstream Facing Port): device

（3）DRP (Dual Role Port): host or device

支持USB版本

USB-C接口支持多个版本的USB规范，其中包括USB 2.0, USB 3.0/3.1，以及最新的USB 4.0。

功能介绍

数据传输

USB-C支持多种数据传输标准，从USB 2.0到USB4，不同版本支持不同的速率，最高可达40Gbps（USB4）。

PD功能

USB-C的电源交付（PD）功能允许更高效率的电力传输，最高可支持100W的电力输出。这一特性使得USB-C不仅可以用于充电手机或平板，还能为笔记本电脑等大型设备供电。PD功能还支持双向充电，意味着设备可以通过USB-C端口接收或提供电力。

DP功能

USB-C还支持DisplayPort替代模式（Alt Mode），允许用户通过USB-C连接器传输视频信号。它能传输高清视频和音频信号，支持多达8K的分辨率，非常适合连接显示器、电视或投影仪。某些USB-C端口还支持Thunderbolt 3或4技术，提供更高的视频传输带宽和多显示器支持。

非USB信号传输

USB-C接口支持多种OEM 产品定制模式，以扩展设备功能。下图展示了USB-C的引脚图。某些引脚可根据产品类型重新指派功能。当中黄色标注部分的引脚可通过全功能的 USB-C线缆进行重新配置。不仅如此，橙色标注部分的引脚也可被重新配置用于直连应用 (Direct Connect Application)。信号的重新分配是通过CC 通道上的协商实现。接口可进入两种模式，外设模式和替代模式。要进入外设模式，CC 通道上将进行简单的逻辑检测以确定需要哪种外设模式。要进入替代模式， CC 通道上将使用双相符号编码 (Biphase Mark Code,BMC) 进行双向通信以正确地设置链路。在这个协商过程中，两端的设备均需要在进行任何改变之前对信号的重新分配协商一致。所有的USB-C接口均被要求在非替代模式或非外设模式下能够作为兼容USB 的接口使用。

产品应用

个人电子产品

手机：USB-C作为充电和数据传输接口，现在几乎成为所有智能手机的标准。

充电宝：提供快速充电支持，使用USB-C接口充电。

平板电脑和笔记本电脑: USB-C端口用于充电、数据传输、连接外部显示器和其他外围设备。

耳机和音频设备: 一些新型耳机使用USB-C接口进行充电或直接音频传输。

汽车领域

充电系统: 许多新型电动汽车采用USB-C接口进行快速充电。

车载娱乐和信息系统: USB-C用于连接和充电设备，以及作为车载娱乐系统的数据和视频输入端口。

外接USB设备

大部分有USB-C接口的手机都可以通过扩展坞连接USB设备，例如把电影下载到U盘里连接手机后就可以直接观看，不用占手机内存的空间。

手机投屏

USB-C接口可以支持视频以及音频的输出，把USB-C接口插到手机上，HDMI接口插到电视上，连接后，手机会自动弹出提示，选择【电脑模式】即可实现手机画面与大屏幕同步。如果选择【手机模式】，在实现投屏的同时，手机上的画面和操作和大屏互不干涉。

争议事件

命名混乱

USB 2.0接口在严格意义上说是有两种的，一种叫FullSpeed USB，本质上是USB 1.1接口，另一种叫HighSpeed USB，这个才是真正意义上的USB 2.0接口，后者向下兼容前者。而USB 3.0接口也有类似的叫法，称之为SuperSpeed USB，但由于其相比USB 2.0是更换了物理接口，而且也没有将USB 2.0改名纳入到USB 3.0中，因此直接叫USB 3.0接口也不会引起什么误会，直到USB-IF组织将USB 3.0/3.1接口统一称为USB 3.1接口的时候，曾经的“误会”又开始出现了。

2019年，USB-IF组织将USB 3.0/3.1接口称为USB 3.1 Gen 1和USB 3.1 Gen 2接口，也叫作SuperSpeed USB与SuperSpeed USB 10Gbps。不仅如此，在USB 3.2标准确定之后，USB 3.0/3.1/3.2接口又有了新的叫法。USB-IF组织确定将USB 3.0/3.1接口纳入到USB 3.2接口的范畴中，其中USB 3.0接口叫做USB 3.2 Gen 1，USB 3.1接口叫做USB 3.2 Gen 2，USB 3.2接口则叫做USB 3.2 Gen 2x2，因为它是在USB 3.1接口的基础上，将通道数翻倍得来的，但也因为这样USB 3.2就只能使用原生支持多通道技术的USB Type-C接口了。当然你也可以把这三种接口叫做SuperSpeed USB、SuperSpeed USB 10Gbps、SuperSpeed USB 20Gbps，但不管是哪种叫法，相比与USB 3.0/3.1/3.2这三个称呼都要复杂不少。

USB-C规范命名混乱、不易理解的情况直到2022年才得到调整。2022年3月15日，USB-C数据线将从速率等级、功率等级两个维度进行分类，并要求厂商给出明确标识，方便消费者进行区分和选择。至于在命名上，则是统一改为：High Speed USB Cable、USB 5Gbps Cable、USB 20Gbps Cable、USB 40Gbps Cable。

iPhone改用USB-C

2022年10月，欧盟立法规定，到2024年底，在欧盟销售的所有手机、iPad和相机都必须配备USB-C充电接口。从2026年春季开始，该义务将扩展到笔记本电脑。该法案以602票赞成、13票反对和8票弃权通过。欧盟认为，新法案可减少电子废物，并帮助解决消费者使用产品的可持续性问题。要知道iPhone已经使用Lightning接口多年，USB-C接口不利于苹果公司MFi配件项目的获利能力，而且防水规格也低于Lightning、MagSafe。2022年10月25日，苹果公司确认将遵守欧盟要求，2024年起所有智能手机统一使用USB-C充电口。2023年秋季，苹果公司发布的IPhone 15系列全数换上USB-C接口，这不仅简化了iPhone与目前的麦金塔的连接难度，同时也大幅降低了使用者原本仅能以Lightning连接线给iPhone充电的麻烦。