USB-IF在2022/10宣布USB4 V2做為下一世代USB的串流標準，由於歐盟訂於從2024年開始，USB Type-C connector將做為手機或其他可攜式產品的統一充電接口。為了符合歐盟市場的需求，將影響早先未支持Type-C接口的公司，改採Type-C接口來作為充電以及資料傳輸的介面，市場預期此變革將使得使用USB Type-C接口的產品數量有顯著的成長。
由於近年來各影音平台的高密度串流需求與日俱增，使得資料中心以及周邊裝置皆需要提升傳輸速度以應對資料傳輸的需求。因此USB-IF將已發布將近四年的USB4提升至 V2版本，最大的變更即為將資料傳輸速率倍增為80 Gb/s。在不希望變更cable、connector以及PCB設計的前提下，USB4 V2是率先採用脈衝調變技術的USB通信標準。因為PAM-2的傳輸方式在舊有物理層的設計中訊號衰減過大，很難透過IC補償來解決傳輸損耗的問題；而PAM-4的眼高又僅為傳統NRZ的1/3，導致接收端信號還原相對困難，且對於雜訊的耐受餘量過低。故在考量整體SNDR (Signal-to-Noise-and-Distortion Ratio)後選用PAM-3的傳輸以支援25.6 Gbaud/s的資料流，來實現每個時脈週期可傳輸兩倍的資料量，並在訊號頻率不提升的情況下讓頻寬加倍。由於未提升訊號頻率，訊號的傳輸距離即不會受到衰減的影響，便可以繼續沿用既有的物理層設計。USB4 V2利用PAM-3三進制的編碼方式進行傳輸時，可以將25.6 GBaud/s延伸至 40.22 Gbps Data Rate，再利用雙通道的傳輸來達成80Gbps的超高資料速率。(USB4 V2標示如圖一)
圖一 、USB4 V2 Logo
USB4 V2利用高速連接的特性來整合其他傳輸介面，藉以完成資料傳輸、高畫質影音以及快速充電等需求，未來隨著Host端晶片配置於PC、NB等產品上，也將同步帶動周邊相關應用例如USB Hub、Docking等周邊裝置的需求起飛。早期USB會廣受好評的主因為使用者的體驗，尤其是隨插隨用及良好的相容性，為長期獲採用的關鍵因素。一般消費者對於外部儲存應用的存取速度需求，將有助於下一世代的USB4用量成長，例如外接式硬碟或NAS如採用USB4 V2，可以有效下降存讀取的時間。另由於現今筆電及平板的設計講究薄型化以及簡約的俐落風格，相對來說對於其他介面的支援就受到限縮，企業級用戶即往往需要使用Docking來對接USB4 V2擴充諸如HDMI、VGA、LAN等等的傳輸需求，也成為USB4 V2的另一個發展機會。
晶焱科技著眼於80Gbps高速訊號所帶來的設計瓶頸，開發出僅有0.18pF寄生電容的單通道TVS AZ5B0S-01F (如圖二) ，確保不會因傳輸路徑上的阻抗突變造成信號完整度的issue，且由於PAM-3的眼高僅為NRZ傳輸方式的一半，故對於noise的耐受需更為謹慎。而DFN0603P2Y的小封裝可提供PCB layout時較好的設計彈性(如圖三)，也可將crosstalk的影響控制在容限內。另外AZ5B0S-01F操作電壓為2.0V，能夠支援USB Type-C alt mode的DP output，且在靜電槍8kV轟擊下箝位電壓僅有5.5V，是兼具信號品質的可靠靜電防護元件。
圖二、Type-C ESD/EOS solution parameters
圖三、USB4 V2 Type-C ESD/EOS solution layout
此外，因Type-C支援PD快充的功能，故VBUS 現今大多數客戶會採用20V的設計，然而在Type-C每天多次的插拔後，因機構件鬆脫導致斜插，使得VBUS 誤觸到相鄰的CC、SBU而產生返修的案件時有所聞。為避免上述的燒毀維修問題，許多產品品牌皆不約而同地建置了20V短路測試的內部規範，而為了防止直流20V燒毀操作電壓僅為5V的TVS，晶焱科技特別開發Vrwm =5V、Vbr =26.5V的AZ5H25-01B，在20V短路測試時並不會誤動作，有效降低了TVS的燒毀機率。
Type-C中的USB2.0應用是返修率最高的介面，經市場實證，提升TVS的Ipp值將可有效降低返修率。在此背景下晶焱科技推出AZ5515-02F將Ipp提高至11A，並採用DFN1006P3X的雙通道封裝，在保護能力提升的同時，也確保能滿足客戶緊湊型設計的需求。而在VBUS 的保護方案方面，晶焱科技推薦AZ4524-01F，其Ipp達到50A，可以有效防治電源插拔或是電壓不穩所造成的突波危害。
對於USB4 V2 Type-C中的各訊號線以及VBUS，晶焱科技皆有最妥適的解決方案以及市場經驗提供防治的建議。晶焱科技將持續進行新世代保護元件的開發，在日新月異的高速訊號發展上，相信能即時因應客戶的新需求與挑戰。