什麼是USB Type-C?

我們對USB Type-C進行了基本的解說。也有說明與傳統的USB-A及USB micro-B的差異。擁有24個接點配置的USB Type-C是一種可雙面插入使用的全新標準連接器，可同時用於資料傳輸與供電。

什麼是USB Type-C？

USB Type-C是USB標準的全新連接器標準。其又稱為USB Type-C™或USB-C™，該標示是由USB標準的規格制定機構（非營利機構）USB Implementers Forum所註冊的商標。

USB Type-C首次公開亮相是在2014年，最近包括Apple在內的PC製造商也紛紛導入搭載USB-C接口，在我們的日常生活中，看到USB-C的AC變壓器的機會也與日俱增。日前發表的最新iPhone 11 Pro、iPhone 11 Pro Max也隨附有支援USB-C的18W變壓器。

可同時進行供電與資料傳輸

USB Type-C連接器的魅力，在於可同時進行供電與資料通信。由於未來将廣泛應用於各種產品和標準（如USB Power Delivery（PD）及快充規格等），因此預計其普及率將持續提升。

日前Apple發表的iPhone 15也採用了USB-C，話題性在於iPad Pro可為iPhone等其他設備充電。這或許預示USB-C將逐漸取代Thunderbolt的趨勢。

比以往更高速的資料傳輸

此外，相較於傳統的USB 3.0，以理論最大值10Gbps實現約兩倍速度的USB 3.1 Gen2支援的USB-C連接器也登場了。可說是能充分發揮USB-PD特性與實現高速資料傳輸的優秀連接器。（非所有USB Type-C都支援USB 3.1，因此需注意。）

USB標準的歷史總結（從1.0到USB4）

接下來我們來整理一下USB的發展歷史。

USB導入前1996年以前的連接狀況

在USB尚未導入之前，各家PC製造商各自採用多種專用的傳輸連接方式。包括序列埠、並列埠、特殊插頭、連接器和纜線等，多數情況下需要安裝專用驅動或擴充卡。當時傳輸速度緩慢，並列埠最高為每秒100KB，序列埠最高為每秒450Kbps。此外，新增設備時通常需要關機或重開機。

USB的開發始於1994年，由USB Implementers Forum（USB-IF）啟動。最初版本為USB 0.8與USB 0.9，以「先行發表」形式發佈，但並未商業化。1995年發表的USB 0.99同樣未上市，但這些開發為後續技術標準化奠定了重要基礎。

USB 1.0誕生（1996年）

1996年初，USB 1.0作為USB系列的第一個版本正式登場。本版本支援低速1.5Mbps與全速12Mbps的資料傳輸，並具備自動安裝功能，省略使用者設定繁瑣問題。支援熱拔插，在更換設備時無需重新啟動電腦。儘管當時尚未普及，USB 1.0仍是一項突破性的創新。

USB 1.1（1998年）

1998年發表的USB 1.1是USB 1.0的改良版。資料傳輸速度相同，但支援對低頻寬設備的更慢傳輸，提升了PC製造商淘汰傳統序列／並列埠的契機。USB 1.0/1.1使用的標準接頭為長方形的Type A與方形的Type B。

USB 2.0（2000年）

USB 2.0於2000年4月推出，資料傳輸速度提升至480Mbps（實際約280Mbps）。其對多媒體與儲存裝置的隨插即用支援，以及電力供應功能的強化促使業務應用日益擴大。USB On-the-Go功能使得不同設備間能直接進行資料交換，兼容Type A、B、C以及Mini與Micro A/B連接器。隨著2000年第一款USB隨身碟問世，也加快了USB的普及。

無線USB與USB Micro介紹（2005年）

2005年推出的無線USB（W-USB）為一項現今已被淘汰的10公尺、480Mbps短距無線網路規格。2007年推出的USB Micro連接頭體積更小於Mini B，為Android設備提供高速充電與資料傳輸。儘管其為物理連接器規格，與USB通信標準不同，USB Micro提升了手機設備連接效率，促進商務數位化。

USB-C 3.0/3.1/3.2與Type-C連接器的登場（2008年至2017年）

USB 3.0（現為USB 3.2 Gen 1）於2008年因應數位儲存與頻寬需求而出現，最大5Gbps（實際約3Gbps）傳輸速度並支援雙向傳輸。2017年，USB 3.2藉由取代USB 3.0與USB 3.1問世，速度提升至20Gbps，USB Type-C（USB-C）連接器也隨之登場，具備小型、可雙面插入的特性。

Type-C連接器正式上市。

最新的USB4.0標準（2019年～）

目前最新的標準為USB4。

USB 4.0於2019年發表，沿用Thunderbolt 3 協議，實現40Gbps資料傳輸與240W最大電力供應。使用現有的Type-C連接器，並與USB 2.0與3.2相容，但速度可能衰減。透過智慧電力分配，支援最大240瓦特的雙向供電。

（USB歷史年表）

與以往的連接器外形比較

從這張圖可以看出USB Type-C的連接器外形與Micro USB最為接近，為橢圓型且體積小巧。最左側圖像的連接器，很可能是一般使用者最熟悉的USB Type-A。
USB Type-A並非雙面可插，因此常常插錯方向，無法順利插入。但USB Type-C則可雙面使用，可解決這項困擾。

關於USB Type-C的引腳配置

USB Type-C的引腳配置具巧妙設計

Type-C的引腳配置如下所示：

配置中，TX1+/TX1-、RX1+/RX1-與RX2-/RX2+、TX2-/TX2+這8個為資料傳輸通道，中間的D+/D-負責USB 2.0傳輸；CC1/CC2用來偵測連線、設定與配置；Vbus為電源線路；GND為接地。就算反插，也能連接正確的TX/RX訊號路徑，這也是其設計巧妙之處。

依模式與用途而異的引腳使用比較

USB2.0/1.1裝置時

當連接USB 2.0／1.1設備時，其使用的通道如下：

VBUS與GND可提供最大5V 500mA的電流，使用D+/D-引腳進行傳輸。
若將USB-C主機連接USB2.0/1.1裝置，則需在CC引腳使用Rd。

USB 3.0/3.1/3.2裝置時

當使用USB 3.0/3.1/3.2通訊時，所使用的通道如下：

USB3.0/3.1/3.2模式中，為達5至20Gbps傳輸速率，使用最多4路雙向TX/RX高速通道。
CC引腳則作為協議交握用途。在使用USB3.1時，GND與Vbus可提供最多5V 900mA，也可提供5V 3A。

USB-C最適合小型、薄型設備

USB Type-A之後出現MicroUSB與Mini-USB，其原因在於設備日益小型、輕薄，導致Type-A插口過大無法嵌入。
USB-C連接器具備Type-A三分之一體積，能順利應用於輕薄型設備上，可完美因應。

支援替代模式，線材整潔有序

在顯示影像（如HDMI或DisplayPort）、VGA或Thunderbolt3等多種傳輸標準存在時，USB-C支援替代模式，涵蓋所有這類訊號，實現電力與資料的傳輸。

例如，左側的USB-A可為智慧手錶充電、中間的HDMI可輸出至顯示器、右側可給筆電與智慧手錶供電——本應需三條線，現在只需一條USB-C即可完成。 

替代模式下，部分USB-C 3.1傳輸線專用於主機傳輸協議訊號，共使用4條高速通道、2個Sideband引腳、2個USB2.0資料引腳與1個配置引腳。此模式由設備自定義訊息（VDM）透過設定通道來啟用。

2018年，出現定義5種系統的「替代模式夥伴」規範。替代模式為選擇性功能，USB-C設備並非必然支援。USB-IF亦與夥伴合作，確保接口標示正確。

替代模式下使用的通道如下：

替代模式時，SBU1與SBU2作為低速鏈路，高速鏈路最多使用4條，依傳輸方向而選用。若未使用兩路高速信道，仍可建立USB3.0/3.1鏈路。交握用引腳為CC，USB2.0可由D+/D-取得控制訊號。

音訊配件模式

搭載USB-C的設備中，有些配有選配的USB-C轉接頭，為支援3.5mm音訊轉接器用的類比耳機，且提供500mA的充電能力。智慧型手機邊充電邊使用耳機聽音樂也是可能的。未來可能會出現從USB-C介面聽音樂成主流、而取消3.5mm耳機孔的發展趨勢。

總結

USB-C與更常見的USB-A或USB Micro-B有何不同？請見以下總結：

• 支援雙面插拔（上下一致，易於插入）
• 供電能力強（5.0V/1.5A至5.0V/3A；PD最大支援100W（20V5A））
• 引腳增多（原本4～5個變為24個引腳）
• 主機與設備皆可採用Type-C
• 支援高速資料傳輸
• 可輸出影像訊號

USB-C照片與圖面

透過與傳統規格的比較，相信您也能清楚了解USB-C在便捷性上的提升。

本公司亦提供配備USB-C端子變壓器等製品的開發與客製化，敬請隨時與我們聯絡。

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