2025年5月8日，工業(yè)和信息化部公開征集對(duì)《汽車車門把手安全技術(shù)要求》強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制修訂計(jì)劃項(xiàng)目的意見，擬對(duì)電動(dòng)式、隱藏式車門把手的布置、標(biāo)志、安全功能、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等作出規(guī)定，征求意見截止日期為2025年11月22日。

強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)的影響作用

該強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)為汽車門把手安全劃定底線，核心聚焦機(jī)械冗余裝置配置，也就是說，所有車門內(nèi)外均需保留手動(dòng)開啟方式，并明確2027年1月起所有新車必須達(dá)標(biāo)，旨在解決電動(dòng)隱藏式門把手的安全隱患，筑牢汽車安全底線。

受以上標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)起和落地影響，各大主機(jī)廠均啟動(dòng)了對(duì)于門把手的安全和冗余設(shè)計(jì)的全方位考慮和標(biāo)準(zhǔn)提升。包括對(duì)于新技術(shù)的安全和可靠性的升級(jí)，這其中就包括外門把手的電容觸摸性能的提升，主要聚焦在誤觸方面的性能改善。

導(dǎo)致電容觸摸誤觸的主要誘因有2個(gè)，分別是水流（尤其是高壓水槍和流水等）和電磁干擾。本文主要探討觸控把手涉及到水流相關(guān)的問題以及通過解決常見問題形成的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

PART 01

電容觸控基本原理

電容觸控的工作原理是：通過布置在PCB上的SENSOR PAD，檢測(cè)人手與金屬觸摸感應(yīng)電極之間的電場(chǎng)變化，導(dǎo)致電容充放電電壓波形以及頻率發(fā)生變化，從而推出相對(duì)基準(zhǔn)產(chǎn)生的差異量化檢測(cè)PAD對(duì)地電容的變化值，如圖1所示：

圖1 電容傳感器檢測(cè)電場(chǎng)示意圖

未觸摸狀態(tài)下，電容感應(yīng)PAD上寄生電容值為Cx，當(dāng)人手觸摸感應(yīng)區(qū)域時(shí)，會(huì)將人體對(duì)地的電容Cn并入電容檢測(cè)系統(tǒng)，使得系統(tǒng)內(nèi)等效電容值變成Cy(Cy=Cx+Cn)，通過對(duì)電容增量Cn=Cy-Cx進(jìn)行計(jì)算，可以實(shí)時(shí)獲得人手觸摸至離開的Cn的電容變化量和波形，如圖2所示：

圖2 電容傳感器檢測(cè)等效模型

PART 02

行業(yè)痛點(diǎn)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)升級(jí)

受到早期進(jìn)口芯片和算法的性能局限性影響，傳統(tǒng)電容觸摸門把手方案只能單純檢測(cè)電容信號(hào)強(qiáng)弱變化。而包括流水在內(nèi)的諸多場(chǎng)景也同樣會(huì)引起電容信號(hào)的變化，只通過檢測(cè)電容變化很難有效區(qū)分出觸發(fā)源是人體還是水介質(zhì)等，因此無法實(shí)現(xiàn)對(duì)水流場(chǎng)景的精準(zhǔn)判斷，這就是傳統(tǒng)觸摸把手流水誤觸發(fā)的根源所在，也給觸摸把手這一本來可以大大提升人機(jī)交互體驗(yàn)的功能部件的推廣和普及造成了一定的障礙。

隨著相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)安全要求的進(jìn)一步提升，以及國(guó)產(chǎn)芯片和系統(tǒng)方案的技術(shù)突破和本質(zhì)性提升，使得行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)從只追求高觸摸靈敏度向同時(shí)實(shí)現(xiàn)高靈敏度、嚴(yán)格的沖水誤觸以及最高等級(jí)的EMC抗擾能力的全面要求提升成為現(xiàn)實(shí)。雖然目前尚未有正式標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)，但隨著進(jìn)階的國(guó)產(chǎn)芯片和配套方案成熟度持續(xù)提升，一套較為嚴(yán)苛的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)也逐漸成型，并在行業(yè)中形成一定共識(shí)，無法100%通過所有測(cè)試項(xiàng)的方案很難在新的項(xiàng)目中予以采用。

本文主要聚焦在流水相關(guān)的技術(shù)探討，將流水和靈敏度測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)總結(jié)如下：

PART 03

國(guó)產(chǎn)進(jìn)階方案實(shí)踐

泰矽微TCAE10系列觸摸芯片針對(duì)汽車門把手高防水的應(yīng)用場(chǎng)景，內(nèi)置了專用硬件處理模塊，采用獨(dú)特的檢測(cè)方式對(duì)同一個(gè)觸摸電極進(jìn)行檢測(cè)，可有效識(shí)別出人體或水的物理特征值差異。搭載泰矽微自主專利和知識(shí)產(chǎn)權(quán)的門把手算法，可極大程度解決防水誤觸問題，穩(wěn)定通過以上新升級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的每一個(gè)測(cè)試項(xiàng)的測(cè)試（如下方視頻展示）。同時(shí)也可滿足觸摸100ms以內(nèi)的快速響應(yīng)要求，以及全溫范圍內(nèi)100uA以內(nèi)的平均待機(jī)功耗要求。

下為視頻鏈接，可點(diǎn)擊觀看

泰矽微TCAE10內(nèi)置了LIN收發(fā)器，免除外部收發(fā)器需求，對(duì)于需要支持LIN通信的應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)全溫范圍內(nèi)150uA的平均待機(jī)功耗，滿足高效能與低功耗并存的需求。

與此同時(shí)，泰矽微方案在EMC方面也有非常優(yōu)異的表現(xiàn)，可通過包括難度極高的BCI動(dòng)態(tài)觸摸響應(yīng)以及手持發(fā)射機(jī)測(cè)試項(xiàng)的EMC測(cè)試要求。基于TCAE10芯片的泰矽微電容觸摸門把手方案，是目前國(guó)內(nèi)極少數(shù)可以無瑕疵完全通過以上所有測(cè)試的芯片方案。極低的BOM成本，加上優(yōu)異的性能表現(xiàn)贏得了越來越多客戶的認(rèn)可，目前已在包括吉利和賽力斯等在內(nèi)的多個(gè)車廠項(xiàng)目上批量量產(chǎn)，TCAE10是目前行業(yè)內(nèi)首個(gè)符合新測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)并已達(dá)到數(shù)百萬顆用量的觸控門把手芯片方案。

泰矽微的電容觸摸門把手方案針對(duì)不同結(jié)構(gòu)、不同尺寸觸摸區(qū)域的傳統(tǒng)內(nèi)外殼門把手、隱藏式、半隱藏式觸摸門把手應(yīng)用，都可無差別、無瑕疵通過以上所有測(cè)試，不存在挑結(jié)構(gòu)，挑類型，挑尺寸等問題。為了加快客戶開發(fā)進(jìn)度，泰矽微還會(huì)提供完整的門把手傳感器硬件參考設(shè)計(jì)、完整的防水觸摸軟件算法，有效縮短客戶項(xiàng)目開發(fā)周期，降低整個(gè)項(xiàng)目的開發(fā)成本。

隨著類似于泰矽微這樣領(lǐng)先芯片以及方案的快速崛起，國(guó)產(chǎn)芯片已全面超越相關(guān)進(jìn)口芯片，成為觸摸把手傳感檢測(cè)芯片的主流選擇，電容觸控門把手也將不可避免的面臨著全面標(biāo)準(zhǔn)升級(jí)和性能提升，為觸摸把手的全面普及掃清了最后的障礙！

2019年9月泰矽微正式成立，總部位于上海張江，目前在北京、南京、深圳均設(shè)有分子公司。公司核心團(tuán)隊(duì)成員來自Atmel、TI、Marvell、On Semi、海思等國(guó)際知名芯片廠商，均擁有20多年芯片、產(chǎn)品研發(fā)經(jīng)驗(yàn)和銷售資源。

公司成立以來始終專注于各類高性能專用模擬、模數(shù)混合芯片，聚焦車規(guī)和工業(yè)類專用芯片，致力于打造具有國(guó)際水準(zhǔn)的平臺(tái)型芯片企業(yè)，通過自主創(chuàng)新已積累了近百項(xiàng)發(fā)明專利，并已經(jīng)獲得數(shù)十項(xiàng)行業(yè)領(lǐng)域的重要獎(jiǎng)項(xiàng)。短短幾年時(shí)間已經(jīng)完成十余款產(chǎn)品流片，并在車規(guī)觸控、氛圍燈、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)、信號(hào)鏈、電池管理等方向的產(chǎn)品成功實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，卓越的產(chǎn)品及服務(wù)獲得了多個(gè)頭部客戶的認(rèn)可。

泰矽微在創(chuàng)立之初即獲得資本青睞，目前連續(xù)完成數(shù)輪重量級(jí)融資，累計(jì)超4億元，分別引入了包括武岳峰、浦東國(guó)資委、韋爾半導(dǎo)體、科博達(dá)、星宇股份、重慶睿博、聯(lián)益控股等各類產(chǎn)業(yè)資本與資源平臺(tái)，打通產(chǎn)業(yè)鏈上下游，加速泰矽微進(jìn)入國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體頭部企業(yè)的發(fā)展步伐。