Der Erfolg des USB 3.0-Marktes – Aufbau eines vollständigen Ökosystems
2021-09-27 10:46
Der Markt für USB 3.0 scheint endlich abzuheben – kürzlich hat das USB Implementers Forum (USB-IF) fast 120 Produkte zertifiziert, die die USB 3.0-Spezifikation (SuperSpeed USB) erfüllen. Die Übertragungsrate von USB 3.0 kann von den ursprünglichen 480 Mbit/s von USB 2.0 auf 5 Gbit/s erhöht werden. Das USB-IF gibt an, dass diese zertifizierten Produkte Mainboards, Laptops, Speichercontroller, Festplatten, PCI Express und einzelne Chips umfassen. Laut IDC, einem internationalen Marktforschungsunternehmen, wird die Nachfrage nach USB 3.0-Chips im Jahr 2010 bei 12,45 Millionen Stück liegen, im Jahr 2011 könnte sie auf 100 Millionen Stück sprunghaft ansteigen. USB 3.0 hat eine vielversprechende Zukunft, und verschiedene Akteure drängen auf den Markt für diese bahnbrechende Übertragungstechnologie.
Intel fördert die Verbreitung
Kürzlich gab Intel auf dem Herbst-Developer-Forum (IDF) bekannt, dass neben den Mainboards mit Sandy Bridge, die im nächsten Jahr auf den Markt kommen und USB 3.0 in das Referenzdesign aufnehmen werden, auch die im vierten Quartal in Serie gefertigten Westmere-Mainboards einen unabhängigen USB 3.0-Host-Controller enthalten werden. Dies wird dazu beitragen, die Verbreitung von USB 3.0 zu beschleunigen.
Ein Blick auf die Entwicklung von USB 2.0 zeigt, dass die Technologie nach ihrer Einführung im Jahr 2000 innerhalb von nur vier Jahren eine Durchdringungsrate von über 80 % erreichte. Der Schlüssel zur schnellen Verbreitung von USB 2.0 auf dem Markt lag in der schnellen Integration von USB 2.0 in den Southbridge-Chip durch Intel. Daher ist die Haltung von Intel entscheidend dafür, ob sich die Geschäftsmöglichkeiten von USB 3.0 schnell entwickeln werden. Der neue Prozessor Sandy Bridge von Intel, der Anfang nächsten Jahres auf den Markt kommen wird, enthält im Cougar Point-Chipsatz keinen integrierten USB 3.0-Host-Controller, was in der Branche auf Kritik gestoßen ist. Viele PC- und Laptop-Hersteller haben USB 3.0 bereits als Standardausstattung aufgenommen. Gleichzeitig hat AMD, der größte Konkurrent von Intel, beschlossen, im zweiten Quartal des nächsten Jahres den HudsON-Chipsatz mit integriertem USB 3.0-Controller auf den Markt zu bringen und wird auch mit Renesas zusammenarbeiten, um USB 3.0-Controller in Mainboards zu integrieren und USB 3.0-Schnittstellen vollständig einzuführen. In dieser Situation ist Intels Unterstützung von USB 3.0 ein logischer Schritt.
Es ist erwähnenswert, dass die von Intel eingeführte LightPeak-Glasfaser-Schnittstelle aufgrund der noch nicht abgeschlossenen Spezifikationserstellung ins Hintertreffen geraten ist und sich voraussichtlich bis Anfang 2012 verzögern wird. LightPeak wird den gleichen Stecker wie USB 3.0 verwenden. Intel gab auch an, dass LightPeak und USB 3.0 in Zukunft koexistieren und nicht miteinander konkurrieren werden.
Die Lage auf dem Chipmarkt spitzt sich zu
Der bevorstehende Wechsel zu USB 3.0 lockt Chiphersteller an. Der Markt für USB 3.0-Controller-Chips ist derzeit in drei Segmente unterteilt: Host-Controller-Chips, Hubs und Device-Controller-Chips.
Bisher dominierten japanische Großunternehmen den Markt für Host-Controller-Chips. Fresco Logic brachte Anfang Juni zwei Host-Controller-Chips für USB 3.0 für die PCI Express II-Schnittstelle auf den Markt und verringerte damit den Abstand zu den japanischen Herstellern. Mehrere taiwanesische Chiphersteller haben angekündigt, in großem Umfang in den Markt einzusteigen, darunter Risc, ein Lizenznehmer von Faraday Technology, ASRock, eine Tochtergesellschaft von Asustek, VIA Technologies und Etron Technology. Nach dem derzeitigen Stand werden die taiwanesischen Unternehmen voraussichtlich ab Oktober schrittweise in kleinen Mengen ausliefern.
Hubs sind ein wichtiger Bestandteil der Entwicklung von USB 3.0. Sie sind eine wichtige Brücke zwischen Host und Device und spielen eine entscheidende Rolle für die Entwicklung der Technologien auf beiden Seiten. Der Markt wird derzeit noch von japanischen Herstellern dominiert.
Auf der Seite der Device-Controller-Chips beteiligen sich neben traditionellen japanischen und amerikanischen Herstellern auch taiwanesische IC-Design-Unternehmen wie Innofidei, Macronix, A-Data und Phison.
Die Anforderungen an Device-Controller sind Single-Chip-Design, niedrige Kosten, kleine Abmessungen, hohe Lese- und Schreibgeschwindigkeit mit zwei Kanälen und Unterstützung für möglichst viele Flash-Speichertypen. Einige taiwanesische Unternehmen haben ihre Strategie geändert und konzentrieren sich auf Flash-Speicher-bezogene USB 3.0-Device-Controller, beginnend mit USB 3.0-Controllern für USB-Sticks, in denen sie besonders stark sind. Silverton hat bereits USB 3.0-Chips in Serie produziert, und ein neuer Chip von VIA wird voraussichtlich im Oktober auf den Markt kommen. Branchenexperten zufolge verwenden die derzeit auf dem Markt erhältlichen USB 3.0-USB-Stick-Lösungen einen USB 3.0-SATA II-Brückenchip und einen SATA-Controller-Chip, was zu größeren Abmessungen und höheren Kosten aufgrund zusätzlicher Komponenten führt. Die Single-Chip-Lösungen von Silverton und VIA senken die Kosten und vereinfachen das Design.
Die Brückenchips, für die die Nachfrage nach USB 3.0 am größten ist, sind derzeit das umkämpfteste Gebiet. Fujitsu aus Japan und LucidPort aus den USA haben bereits USB 3.0-SATA-Brückenchips auf den Markt gebracht, und Faraday Electronics und PLX werden ebenfalls ihre eigenen USB 3.0-SATA-Brückenchips auf den Markt bringen. Auch taiwanesische Unternehmen wie VIA, ASRock, Silverton, Apacer und Innofidei bereiten sich aktiv vor. Brückenchips werden hauptsächlich in externen Speichergeräten oder optischen Laufwerken eingesetzt und werden in Zukunft möglicherweise auch in tragbaren Geräten und Festplattenplayern zum Einsatz kommen.
Ein vollständiges Ökosystem muss geschaffen werden
USB 3.0 ist schließlich eine völlig neue Spezifikation, die vor vielen Herausforderungen steht. Die Schaffung eines vollständigen Ökosystems ist von größter Bedeutung. Von Host-Controllern über Hubs bis hin zu Device-Controllern muss alles berücksichtigt werden. Um die zehnfache Übertragungsgeschwindigkeit von USB 2.0 zu erreichen, müssen USB 3.0-Controller-Chips fortschrittlichere Fertigungsprozesse verwenden. Neben den komplexen Spezifikationen und der vollständigen Kompatibilität mit USB 1.0 und USB 2.0 müssen auch die Anforderungen an niedrigen Stromverbrauch und intelligentes Energiemanagement erfüllt werden. Hersteller sollten sehr vorsichtig vorgehen.
Bei Hubs wird es in der Anfangsphase von USB 3.0 nicht viele Geräte geben, daher werden nicht viele Ports benötigt. Wenn es viele Ports gibt, ist der Stromverbrauch hoch und die Kompatibilität ist schwer zu gestalten. Daher gibt es viele Herausforderungen beim Design, insbesondere die Kompatibilitätstests des USB-IF und die zukünftigen Erfahrungen der Benutzer sind wichtige Aspekte.
Die Entwicklung von USB 3.0-Device-Controllern ist relativ einfach, aber derzeit herrscht ein „Hundertblüten-Wettbewerb“. Es geht entweder um die Produktionsgeschwindigkeit oder um die Senkung der Preise. Wei Junxiong, Senior Marketing Manager bei Innofidei Technology, sagte, dass USB 3.0-Device-Chips neben niedrigem Stromverbrauch, niedriger Temperatur und hoher Leistung auch die Kompatibilität mit USB 3.0 und USB 2.0 nicht vernachlässigen dürfen. Derzeit behindern jedoch die hohen Preise für Host-Controller-Chips und die noch nicht erfolgte Marktdurchdringung die Entwicklung von Device-Controller-Chips.
Auch bei wichtigen Zubehörteilen wie Steckverbindern und Hubs hat das USB-IF noch keinen Plan für Zertifizierungstests erstellt, und der Fortschritt des USB-IF hinkt der Marktentwicklung etwas hinterher. Der Aufbau eines Ökosystems erfordert die Zusammenarbeit von USB-IF, PC-Herstellern, Geräteherstellern und Chipherstellern, um eine Win-Win-Situation zu erreichen.
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