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目前，汽车行业正在经历转型。电动化、智能化、网联化已成为汽车行业的长期演进趋势。从内燃机到纯电驱动中控楼宇自控，从分布式架构到集中控制域，汽车正在成为继电脑、智能手机之后的第三代大规模移动智能。终端。
这一变化将引发产业链的一系列连锁反应，带动车用半导体市场迎来新一波爆发。 IHS Makit数据预测，随着汽车电子需求持续旺盛，2030年汽车半导体市场有望达到1100亿美元。其中，MCU作为汽车电子控制系统的核心，广泛应用于汽车、涵盖车身控制、信息娱乐系统、驾驶辅助、动力总成控制等各个领域。在当前汽车“四化”的趋势下，汽车级MCU迎来了巨大的增量需求。
在传统燃油车中，每辆车的MCU数量约为50-100个，智能电动车有望翻倍甚至更多。据IC预测，2023年全球汽车级MCU市场规模有望增长至88亿美元。
其中，汽车智能化的发展推动了人机交互的创新，汽车中的传统按键向智能按键、智能表面的转变成为新的发展趋势。
例如在汽车钥匙应用中，将传统的机械按键替换为压力按键，可以实现全防水设计；汽车驾驶舱也开始迅速从传统的静态表面向集成座椅调节、智能B柱、车内环境照明和视听娱乐等控制功能的智能表面发展。
智能触控按键除了提供传统机械按键的功能外，还打造了无实体按键、一体化、防误触的座舱人机交互界面，实现更高级、更简约、更人性化设计要求。增强驾驶员和乘员的用户体验。此外，在结构件体积小、重量轻方面也表现出越来越明显的优势。
从目前的市场情况来看，压感触控按键在汽车上的应用只是替代了机械按键的部分功能，而自行车的替代率不到25%。方向盘、车灯、雨刷、座椅、车窗、空调、娱乐中心控制、门把手、启停、智能标志等传统汽车机械按钮，以及阅读灯/天窗等顶部控制器和档位控制踢球控制器的按钮等几十个按钮，正在从机械开关逐渐演变为智能开关。
可以预见，未来两三年，车载智能触控领域有望迎来爆发式增长。这一系列应用场景的变化，增加了汽车对智能触控MCU的需求。据相关数据显示，现阶段自行车上触控MCU的平均使用量约为4-5个，未来有望增加到20多个。一个新的蓝海市场正在诞生。
触控MCU的挑战与趋势
基于汽车级MCU的高设计门槛和对产品开发能力的高要求，与通用MCU相比，目前汽车级MCU的供应商较少。从目前车规级触控MCU市场来看，供应商主要是英飞凌等海外厂商。大多数触摸开关都是基于纯电容解决方案的参考设计。
不过，有业内人士告诉笔者，从实际应用中的经验和感受来看，纯电容触控MCU方案在检测灵敏度、防水性、防误触和电磁干扰（EMI）等方面存在不足和优化。空间。
在灵敏度方面，希望触控电极的设计能够对地寄生电容最小，这样在触控状态下会产生较大的相对电容变化，灵敏度高；触摸传感器在接触时，电容值会增大，容易造成对触摸反馈的误判。
在EMC抗干扰，特别是抗射频干扰方面，希望触控电极对地阻抗低，减少射频能量的接收。一般的做法是在触控电极周围加一个接地屏蔽环或者在PCB的另一面加一个接地屏蔽层，但这必然会增加对地的寄生电容，降低灵敏度，与上述相反灵敏度要求。此外，在汽车电子应用中，触控电极往往采用单层ITO或其他薄膜的形式，无法添加接地屏蔽层，进一步增加了EMC设计的难度和复杂性。
一般来说，简单的电容式触摸可能会由于无意的身体触摸、水滴覆盖或外部噪声或电磁干扰而导致误触发。因此，要实现可靠的电容式触控按键功能，需要硬件经验的积累和软件算法的多轮优化，往往是多项性能指标、可靠性和抗干扰性之间的折衷。
面对这些技术挑战，引入两种不同的检测方法可以大大简化硬件和软件的设计难度。在达到高灵敏度的情况下，还可以满足抗干扰性能，实现可靠的触摸检测。目前，压力传感器+电容触控的技术融合已成为汽车压敏触控的创新技术方案。采用高灵敏度压力检测识别按压动作，电容触控定位按压位置。两者是“和”的关系。
采用压力触控和电容触控融合的双模方案具有诸多优势，可以很好地解决上述挑战：
防水效果好：水流容易造成电容的误触，但很难造成压触的误触。压力与电容采用“与”方式，显着降低了水滴或水流同时触发的概率。另外，触发器的精确时间和波形形状通过二次软件算法以两种方式生成过滤判断，可以彻底杜绝因进水而可能造成的误触现象。
减少误触：压力+电容触摸可以消除静电、干扰和误触造成的误触，大大提高可靠性。
更容易通过EMC测试：压力检测为差分输入，对共模干扰具有良好的抑制作用。此外，电桥等效阻抗低，接收干扰功率小，抗电磁干扰性能好。电容电极类似于天线，更容易受到干扰，EMC难以通过，但实现成本低。通过结合压力和电容，可以利用各自的优势来缩短开发和测试周期。
压力检测的灵活组装方式：可采用明装或悬臂梁、简支梁等结构，使用方便。
整体而言，双模触控方案具有可靠性高、应用简单、性价比高等诸多优势。在这场人机交互的变革中，双模车载压力触控技术将发挥不可或缺的作用，进而带动车载智能触控产业链技术的创新发展。
车规级双模触控MCU，本土厂商的新突破
从MCU产业模式来看，传统的汽车电子MCU供应商主要是IDM。基于以往半导体市场盛衰周期的经验，IDM厂商在扩产时会考虑产能利用率和投资回报。谨慎，新的技术浪潮下新产能投资缓慢。从几家主要MCU厂商发布的信息来看，随着当前市场需求的快速增长，整车级MCU的供应形势更加紧张。周期也在不断拉长，预计这一趋势还将持续很长时间。
因此，面对从车规级触控MCU向更具技术优势的双模MCU过渡，以及这个市场的增量需求，英飞凌等国外厂商已经“力不从心”。一方面，他们还不能提供创新的车载级双模触控MCU产品；另一方面，国外厂商在产能、交货周期、价格和技术支持等方面面临挑战。目前，客户正在积极寻找替代方案来满足快速增长的需求。
同时，在近两年一系列汽车供应链危机之后，越来越多的自动驾驶车企从提升供应链安全的角度，开始有意识地培育本土供应商，这也考虑到国产芯片。商务演示的好机会。此外，芯片的持续缺货也在一定程度上倒逼本土企业独立突围。多重因素叠加下，为本土芯片供应商提供了良好的发展机遇。
对于车用触控MCU，国内芯片厂商近年来也在积极布局，取得新突破。
作为本土智能触控芯片赛道的代表厂商，台芯微在今年3月正式量产了两款车用智能表面和智能触控开关专用MCU芯片-QDA2和-QDA2，可以部分解决问题。由于触控专用MCU供应不足，替代品少，两款芯片均通过AEC-Q100 2级完整可靠性认证测试。
其中是纯电容触控芯片，最多支持10个电容触控通道，在功能上完全可以替代国外品牌；全球首款同时支持电容触控和压力感应的车规级MCU芯片，目前国内外尚无此类车规级芯片。
据了解，MCU是台思微创新整合压力触控和电容触控形成单片机方案的技术成果，充分考虑了实际应用中可能面临的复杂变化元素，实时动态补偿结合智能算法实现压力检测的持续可靠性。结合电容触控通道实现电容+压敏复合智能按键，真正实现汽车应用的高抗干扰、防误触、防水等高可靠性要求。适用于智能表面、智能B柱、智能中控、智能标识、智能门把手等复杂内外饰应用环境。
作为传统机械按钮或旋钮的替代品，可简化面板结构设计，降低成本，同时提升用户体验。此外，还具有防尘、防水、防静电等保护功能。压力和电容检测的融合可以避免误判，提高检测的可靠性。
泰熙微电子创始人熊海峰向笔者强调，单芯片可同时实现两路压力感应和10路电容感应，在兼顾良好控制的同时可以实现高性能。耗电量。
此外，它在成本方面具有优势。台芯微自主研发的车规级压力电容触控二合一双模芯片性价比相对较高。搭载车规级压力触控薄膜传感器，整体成本与传统国外品牌纯电容触控芯片价格相当，但整体可靠性和人机交互体验大幅提升，性价比高.
除芯片外，台思微还可为客户提供评估、测试、生产的全方位软硬件平台，涵盖芯片评估、垂直解决方案、生产、仿真调试下载工具，可简化代码开发，帮助客户实现高效的产品开发和引进。 Micro还可以根据客户的具体项目提供从原理图到PCB到EMC测试的完整解决方案，进一步缩短产品开发周期。
可以看出，与国外供应商相比，台硅不仅可以提供更具技术优势的双模触控MCU，而且在供货和支持方面也更加有保障，并且可以提供原厂保证和原厂直接技术支持.
正因为如此，-QDA2芯片推出后，在各种汽车智能钥匙应用中迅速得到了众多主机厂和Tier1厂商的认可和推出。目前已有50多家各类汽车客户和主机厂进入实质性发展阶段，并拥有多个定点项目。预计最快今年年内实现量产。
值得注意的是，在刚刚举办的第十二届“松山湖论坛”上，台芯微QDA2也是本次论坛的本土创新IC新品之一。可见其实力和价值正在获得市场和客户的认可。
熊海峰透露，在已有成果的基础上，泰思微也在围绕智能触控开发下一代产品。在兼容通用触控MCU芯片的同时，进一步集成更多功能，提高芯片集成度。给用户更好的人机交互体验，引领车载触控芯片市场。
写在最后
据IC统计，2021年整体MCU市场平均售价(ASP)将增长12%，创下25年来最大增幅。
MCU 市场历史和未来预测
（图片来源：IC）
在经历了2021年的全面缺货后，近期消费电子市场出现了较为明显的过剩，消费类MCU市场销售势头放缓。但相对于消费市场的疲软需求，以汽车为代表的高端应用场景的电子需求不断增加，尤其是车载MCU产品的景气度依然很高。
IC发布的《》报告指出，今年汽车MCU的增长将超过大多数其他终端市场，预计达到215亿美元，年增长10%，创历史新高。其中，车载MCU占比40%，将是未来五年增长最快的应用市场。
总体来看，全球MCU市场存在结构性失衡，消费市场对MCU的需求有所下降，但部分高端MCU市场依然供不应求，汽车级MCU首当其冲基于汽车级MCU的战略重要性和稀缺性，以及供应链安全的考虑，国内客户越来越愿意使用国产芯片，越来越多的OEM厂商倾向于优先使用国产MCU芯片。
在这个过程中，由于国内替代的主要对象是国际厂商，因此对产品质量的控制以及持续优化和分析可靠性的能力就显得尤为关键。其他包括敏锐的客户服务意识、深入的客户支持、提供整体解决方案的能力和充足的财务支持都是成功的关键要素
在这一趋势和机遇下，随着-QDA2系列的正式量产和车厂产品的推出，意味着泰思微电子在实现车规级MCU国产替代方面取得了重大进展，实现了“自造血”。 “能力。
台思微的突破，也代表着国产MCU的突破。下一步，在市场需求和国产替代的双重机遇下，国产MCU要着力进一步加大在车规级芯片领域的投入和创新，实现车规级MCU的新突破，有序进军国际市场。方式。在竞争与合作关系上迈上一个新台阶。