12月16日，由半导体投资联盟主办、爱集微承办的2024年半导体投资年会暨IC风云榜颁奖典礼在北京圆满落幕。中微半导体（深圳）股份有限公司（以下简称：中微半导 股票代码：688380）再传喜讯，车规系列BAT32A237凭借优势市场份额及好评荣获“年度车规芯片市场突破奖”。

本届“IC风云榜”评选由半导体投资联盟超100家会员单位及500多位半导体行业CEO共同担任评委，旨在鼓励和表彰过去一年中，在半导体技术创新和产品设计制造、行业资本管理及运作、产业链上下游集群建设、企业财务表现等方面，作出突出贡献、取得优异成绩的个人、企业及机构，以期增强我国半导体产业的竞争力，推进产业繁荣发展。中微半导专注于8位及32位MCU、SoC、ASIC等芯片设计，在汽车电子市场领域，产品线BAT32A系列已量产4个系列共计10余款产品型号，广泛应用于车身域及辅助驾驶域等执行器/控制器。此次BAT32A237斩获"年度车规芯片市场突破奖"，从同类产品中脱颖而出，彰显其设计创新性与优异性。

BAT32A237秉持车规标准、追求卓越的设计理念，是一款车规级高品质等级的32位通用MCU，芯片基于Arm Cortex®-M0+内核，工作频率48 MHz，配备128KB Flash，12KB SRAM和1.5KB专用 Data Flash，内置大容量存储空间以支撑汽车高效运算需求。工作温度-40℃~125℃，并符合AEC-Q100 Grade 1车规标准，达到车规级可靠性和安全性标准。自上市以来，基于可靠性、一致性、安全性、稳定性和长效性等出众性能表现，得到了整车企业客户及Tier 1厂商的广泛认可，目前已在客户端应用开发项目中全面量产，获得了不斐的市场成绩。未来，中微半导仍将坚持"以客户为中心"的理念，稳步布局汽车电子市场，对核心技术持续的研发投入，致力保持先发优势，深入整车厂商需求，携手汽车产业链生态合作伙伴，共同为行业提供高性能、高安全、高可靠性的车规芯片与优秀的解决方案，助力车规芯更智能、安全地加速前进。

随着当前国内汽车MCU "平替"浪潮的发展，越来越多的国内芯片设计公司正在逐步进军车规MCU设计领域，希望能够在汽车进入新能源与智能网联的大时代背景下取得一席之地。与成熟的工业和消费级MCU市场相比，车规MCU是一个全新的领域，因为新的需求和应用场景的出现，对汽车MCU的要求也大幅提升（这也是为什么将其称为车规）。

经过上百年的发展，汽车产业形成了非常成熟的设计、研发和制造体系。然而，在这个体系中，庞大而复杂的供应链体系让后来者很难在最初的阶段就全面了解汽车产业链的整体情况，尤其是对自身所在细分领域产品的定义，很难准确识别需求以及需求背后的原因。

相比于直接面向终端市场的主机厂OEM和知名品牌车企，消费者对一级供应商（Tier1）的了解甚少，而芯片设计公司更处在难以被察觉的上游（Tier2）地位。正因如此，在越来越电子化的汽车产业链中，芯片企业承担了更多的工作，但却与真实的客户需求越来越远。由于对终端应用了解不足，在芯片市场调研和产品规格定义阶段，往往会与最终应用产生一定的脱节，导致上市后无法很好地适应应用需求的情况。

笔者现针对汽车安全领域的话题，探讨了车规芯片为什么满足了AEC-Q100这么严苛的标准，同时还需要满足功能安全。

01、车规芯片为什么要满足功能安全

当前中国的汽车市场正经历着从功能车到智能车的转型浪潮。一些整车企业或供应链汽车，如华为、小鹏、特斯拉，正在推动汽车智能化水平的快速提升，对传统汽车形态的定义产生了深远影响。

通过各种智能化的加持，无论是智能座舱还是自动驾驶，都让汽车变得更加聪明。例如，小鹏G6的最新发布，XNGP定义了全新的“通勤模式”，让交通变得更智能，提升了乘员的出行安全性。基本的辅助驾驶功能LCC，可以让车辆保持到道路标线内居中行驶。同时，当有大型车辆贴近或者切入自车前方时，系统会提示危险并辅助驾驶员适当减速，提高驾驶员的安全感。此外，尽管更高等级的自动驾驶汽车（L3+）目前还没有真正意义上的量产车问世，但相关法规已经陆续出台，相信未来可期。

如今，智能网联汽车的出现，将数字平台搬到了汽车上，增加了四个轮子，可以控制车辆在路上跑，可以辅助驾驶员开车，这是一项前所未有的变革，为人们提供了巨大的福利。然而，随之而来的一个问题是，我们所熟悉的数字平台在工作过程中，难免会出现故障或缺陷。如果这些故障出现在普通的消费电子产品上，可能只会导致功能失效，但对人员本身没有太大的危害。但对于汽车这种主打安全的汽车来说，出现不可预期的故障可能会导致各种道路事故，严重影响驾驶人及乘员的人身安全，产生巨大的社会影响。

以汽车MCU为例，该器件在实现诸如ACC、AEB等车辆ADAS功能时，容易发生故障。如CPU计算指令的错误或延迟，直接影响ADAS控制器（ECU)对底盘发出刹车指令的有效性和及时性，在分秒之间，就可能因为未能及时识别MCU故障，可能导致严重的整车危害。此外，如果是汽车模块或者其他驾驶场景下，也会有其他各种的危害事件。

通过上述所述，我们可以看出，对于功能实现至关重要的关键器件，例如汽车MCU，其安全性、故障检测能力和设计能力直接影响到终端用户的安全。同时，从市场和终端用户的角度来看，对汽车MCU芯片研发企业提出了更高的要求，即需满足汽车芯片的功能安全性。

在当下的时代背景下，汽车MCU作为汽车各个系统的关键器件，受到了国产替代的重点关注。一些具备研发能力的主机厂开始进军自研车规MCU芯片领域，同时也有一些主机厂选择与国内芯片设计公司合作，定制生产他们所需的芯片产品。这既是一个机遇，也是一个巨大的挑战。为了确保芯片的成功，并最终保证商业上的成功，那些之前没有涉足该领域的芯片设计企业需要关注其中之一的关键特性，即功能安全。

02、功能安全： 降低因为电子器件失效引起的不合理风险

在汽车电子产品应用中，芯片故障可以从两个宏观维度进行分类：一是由于汽车芯片设计漏洞或错误实现所引入的人为系统性故障，二是由于芯片老化和电子迁移等事件导致的随机硬件失效故障。为了解决这两类故障，汽车安全芯片设计企业必须严格遵循ISO26262功能安全标准。该标准建立了一整套风险分类体系，并提供了基于汽车安全完整性等级（ASIL）的方法论指导，从流程和技术角度指导如何降低电气和电子故障所造成的潜在危险。

在芯片设计层面，功能安全是RTL-GDS流程中的一项新指标，在原有的芯片设计流程基础上，新增了FUSA验证（如通过FPGA工具执行仿真验证），fusa分析（如失效模式分析，诊断分析等）及fusa实现（如通过后端插入TMR等安全机制）的内容。

以上每个阶段的流程是紧密集成的，通过有效的实施，可以实现以下目标：

1.  实现追溯性和安全要求的合规，降低上游客户的顾虑

2.  减少开发工作量

3.  提升设计的鲁棒性

在具体的故障防护机制设计中，功能安全标准同样要求满足一些量化指标，如SPFM、LFM和PMHF。这些指标需要在芯片层级和IP层级均得到遵守并可追溯。

针对系统性失效，通常使用DFMEA方法来识别各种可能的设计失效，并提出相应的设计预防和探测措施，以避免问题芯片的产生。其中，DFMEA的重要作用是通过结构化方法，帮助设计团队识别和解决实际错误或潜在错误源头。

对于随机硬件失效，结合各种安全分析和DFA分析，能够全面覆盖随机故障，并在芯片设计过程中确定需要增加的安全设计措施。

完整的故障避免（fault avoidance）和故障容忍（fault tolerance）措施，不仅仅限于以上的简要说明的内容，实际项目开发要遵循完整的流程去执行和落地。

如今，尽管完全无人驾驶的智能网联汽车尚未实现，但对于辅助驾驶和其他相关应用，我们可以看到车规电子器件对于提升驾驶安全性和舒适性的重要性。车规级功能安全芯片为实现这些功能的安全运行提供了系统保障。因此，确保这些芯片设计符合质量、可靠性和安全性要求，将有助于打造更智能、更安全的汽车。

在推出满足AEC-Q100标准的车规级汽车MCU芯片后，芯海科技正在继续进军车规功能安全MCU领域。在确保产品可靠性的基础上，芯海科技汽车电子产品线将持续加强汽车电子MCU系列化、产品研发平台化以及车规功能安全体系的建设。针对智慧座舱、人机交互、车载PD快充、电池管理、车身控制、驾驶安全等应用场景，实现系列化汽车MCU芯片的研发和市场开拓。

近年来国产厂商积极布局各系列MCU产品线，开始逐渐在特定细分领域实现突破。而最近两年来下游需求强劲，供应端却吃紧，国内设计公司面临着极大的Time to Market的时间压力，高端领域的MCU对质量的诉求也极高。如何高效地进行测试开发，快速定位芯片失效问题并进行质量把控，是MCU芯片厂商急切希望解决的问题。

其中车规MCU方面，与消费级、工业级芯片相比，其行业认证难度大、周期长，例如可靠性相关的AEC-Q 100以及汽车功能安全验证相关的ISO26262等，因而对测试的要求更加严苛。研发实验室不仅需要解决产品复杂度变高、验证项目增多等挑战，更要解决如何用标准易用的工具完成对测试数据的收集、分析和合规评审，如何实现Design Spec需求跟踪与覆盖，做到需求可闭环、可追溯。

难点与挑战

MCU测试对自动化要求极高

对于MCU芯片来说进行大而全的Full  Characterization 的全覆盖的测试是进行失效暴露和定位的有效手段。MCU相对于其他类型的芯片在测试上有特别的需求点：

• 内部功能模块多

• 测试用例多

• 每个测试用例都需要对大部分引脚进行遍历

因此对于芯片Full Characterization的测试来说，现在绝大多数芯片设计公司都希望用一种高效的自动化测试方案。但由于没有合适的软硬件工具，编写和维护测试用都需要大量的手动操作，并且不同外设都是由不同工程师开发，如何有效进行测试用例自动化组织也是一大难题。如果不能够进行高效地全引脚全测试用例遍历，将会耗费大量的人工时间，拖慢整个芯片开发的周期。

MCU测试在特定的应用场景下需要深度的软硬件定制开发

以MCU数字通信接口测试为例，经常会在特定应用场景下遇到非标准通信协议的支持，通常设计公司工程师会自己定制MCU/FPGA测试板对这些非标协议进行测试，这样耗费了大量工程师时间进行专用测试板的开发，而这本非芯片测试的主要目的。

以智能电表类的MCU为例，其应用场景需要监测三相交流电，因此对引脚之间的同步性能要求较高，而这对于测试设备来说，不同仪表的高精度测试性能和低延迟同步能力要求也较高。

MCU测试对于数据分析的处理能力要求极高

以车规应用为例，车规MCU芯片对于Spec的卡控要求很高，基于AECQ100的质量诉求均要求车规芯片达到0 DPPM，因此在进行车规MCU测试的时候需要反复进行数据分析，从而对Test Limit、对测试项进行调整分析，并快速定位Failure Pattern进行研发改进。而目前绝大多数实验室的数据分析都是工程师通过大量的手动excel分析，如何对大量的数据进行管理和多维度灵活变化（不同测试程序、不同测试硬件、不同温度、工艺、电压、激励条件等等）则显得非常困难。

MCU测试需要多个团队协作配合完成

MCU本身测试开发经常将不同测试项分配给不同工程师，在数据分析处理上也包含研发工程师、产品工程师、测试工程师、质量工程师等不同角色的配合。不同工程师的经验不同，导致测试开发的质量和对芯片的理解存在偏差，组合起来的测试方案和对问题的追溯往往需要大量的联合调试反复沟通确认，导致了大量时间和人力的浪费。业界都期望有高效的工具缩短整个产品和测试开发的时间。

解决方案

孤波基于对MCU测试的深度理解给上述的痛点和问题提出了解决方案。孤波的MCU测试方案是由高度可配置化、高效自动化执行的软件和可定制的硬件方案组成，结合孤波业界领先理念的研发测试协同软件OneTest及OneData，更可快速达到上述的目标。

基于测试用例IP化管理、可支持不同硬件快速添加的测试开发执行软件OneTest

孤波的OneTest研发测试协作开发工具能极大地提高开发效率和MCU自动化程度。OneTest以产品Spec为驱动，支持研发测试计划导入，可将不同仪器设备（包括自定义测试板）快速添加，单个测试用例的深度调试，并且基于测试用例IP化的思想可将测试用例进行有效组织实现自动化序列构建，并且这些测试用例IP可复用到不同MCU外设和不同项目中。

基于OneTest的平台特性，工程师将MCU设计公司现有不同厂商的仪器利用统一定义的驱动API控制，并且抽象出其多个产品线通用的标准化测试方法IP。工程师可以在OneTest中调用任意的测试方法，并且组合任意的参数扫描组合，甚至是温箱的温度控制序列，在5分钟内就能完成一次参数遍历所需要的配置。

OneTest特性参数扫描图形化显示

调试器如J-link、测试板如自制单片机板抽象均可添加到OneTest的仪器种类中。在此基础上，OneTest测试流可以控制自动化的MCU固件加载和烧写，结合客户固件源码的版本控制策略，实现了芯片回归测试过程。

针对特定应用而开发的硬件方案

在MCU Power（电源类）测试中，工程师以往受仪器功能和对仪器使用熟悉程度的限制，对复杂上电条件的测试用例覆盖率不足。我们基于多个仪器间共享时基、路由采集事件信号作触发的方式，实现多引脚的同步、不同斜率、可自定波形的电源上电和实时电压电流测量。

两路不同斜率上电，同时采集三路电压

类似地，我们利用共享时钟和触发的方式，结合对测试引擎并行度的设计优化，为不同并行度设计的仪器提供了统一的并行执行度。

在数字和串口通讯应用上，孤波与仪器厂商合作重新定制了数字总线仪器的FPGA IP，向待测MCU芯片提供了基于边沿采样的仪器数字从机接口。这使得MCU作串口通讯主机的验证，不再需要客户自行定制FPGA或单片机程序实现。实时获取MCU串口发送数据流并进行交互后，仪器还可定制对特定时序和指令的应答，支持了非标协议从机的快速原型和测试接口实现。

定制数字通信从机原型

高效的数据分析和处理

在新一版的芯片开始调试时，以往每个工程师拿到自己的测试数据后，会分别制成表格再收集进行评审。现在工程师可利用孤波OneData数据分析工具，构建快速实验室数据管理和报表分析。工程师可轻松在数据工具上进行多维度数据处理，从而快速观察产品PVT趋势，不同测试之间差异。针对大批量的数据处理，更可帮助工程师快速向研发端提供失效模型分析和数据溯源，指导产品设计迭代和工艺检查。

利用OneData检视查找数据异常峰值

孤波的MCU测试方案建立在与MCU厂商实际工作落地执行中的认知与洞察基础上，并深度结合了业界领先理念的基于数据与软件平台基建的方式，使得客户在研发测试各个环节中的效率与质量大大提高。

近日，苏州云途半导体有限公司（下称：云途）宣布完成数亿元人民币A+轮融资。小米产投和联新资本持续加注，劲邦资本、北汽产投、芯动能、汇添富、永鑫资本等新机构加码投资。成立于2020年的云途，短短两年时间，获得众多一线资本青睐，完成5轮融资，并率先实现产品量产出货，充分证明了其作为顶尖车规芯片选手的实力，吸引了众多投资者与行业相关企业的目光。

凭实力出圈力争产品达到国际一线水准

云途凭着专业背景及深厚技术底蕴，不到两年的时间里完成了两款高品质车规级MCU的量产，填补了我国车规级中高端MCU的空白。云途首款车规级系列产品YTM32B1L可满足于各类传感器、车灯、车窗、座椅、电动尾门等应用，已拿到数十家整车厂及Tier 1的定点并实现批量出货。第二款高端车规级M系列产品YTM32B1ME，应用更加广泛，是目前国内唯一量产的符合AEC-Q100和ISO26262 ASIL-B双重认证的高性能、高可靠性、高安全性的车规级MCU产品。

从4月量产至今仅用了3个月的时间，已送样100+以上的重点客户，并获得了数千万的客户订单，产品已应用于多家整车厂及Tier 1，预计第四季度开始批量出货。

瞄准车规增量市场，加速全场景覆盖

车规MCU是汽车电子的核心元件，是汽车控制的核心器件，在汽车的各个应用场景扮演着非常重要的角色。随着汽车智能化、网联化的深度发展，各应用场景对于新功能需求越来越多，整车需要更多的MCU来控制各个功能节点。我们可以明显看到，智能汽车对于车规级MCU的需求呈现快速增长态势。据中信证券的数据，每辆传统汽车平均用到70颗以上MCU，而现在的智能汽车预估单车MCU用量会超过300颗。同时若要改变车规级MCU市场长期被外资巨头垄断的局面，必须有能力建立全面完善的产品体系，支持产品系列的多样化，能够覆盖绝大多数的应用领域。

因此云途半导体规划了4个系列的产品，分别是YTM32B1L系列、YTM32B1M系列、YTM32B1H系列和YTM32Z1系列，旨为逐步覆盖整车五大域90%的应用功能。云途已成为目前国内车规芯片产品系列最全面的半导体企业。

北汽产投投资总监庞博：车规芯片门槛非常高，量产的稳定性和一致性极为重要。云途团队不仅是国内稀缺的车规级芯片团队，具备深厚的设计和量产经验，同时也是具备高效落地执行力的团队，在成立后两年时间内就完成了两颗车规级MCU的量产，具备抓住行业机遇的能力，因此我们十分认可云途团队在车规芯片研发上的技术水准。希望我们可以上下游产业链共同协同，推进国产汽车芯片从自主可控到技术领先的跨越发展。

劲邦资本合伙人王荣进及投资部副总经理贡玺表示：要打破国际企业垄断的长期局面，车规MCU是解决缺芯难题的破局点，需长期持续投入。成绩的取得主要得益于云途团队长期的技术积累，对于车规MCU的设计、制造、封测全流程地理解深刻，我们非常看好云途团队，相信云途在不久的将来会成为全球汽车芯片市场上的一颗闪亮的中国之星。

芯动能董事总经理周立先生表示：云途半导体是由顶尖的成建制车规技术团队组建，也是国内稀缺的具备完整车规量产经验的团队。凭借着扎实的技术和量产能力，云途半导体用两年的时间，真正实现了车规芯从0到1的质的飞跃。芯动能投资非常期待云途半导体未来的发展，希望通过赋能、助力云途半导体成为国内汽车芯片的领军企业，并共同推进汽车中国芯稳步走向时代的舞台。

汇添富投资汪颖博博士表示：云途半导体是国内稀缺的拥有车规级芯片量产经验的整建制团队，在新能源智能化汽车产业的浪潮下，云途把握机遇实现国产高端车规级MCU的零突破，并广获合作伙伴的认可。汽车MCU国产化是一场持久战，我们坚定看好云途继续向中高端车规MCU进击，成为汽车MCU芯片的优秀领军企业。

云途半导体董事长王建中表示：云途半导体团队不忘初心，每一步都走得踏实而坚定，始终确保产品的高可靠性、高安全性、高一致性。非常地感谢投资界对于云途的青睐，也感谢各位合作伙伴及客户对云途的信任和支持，云途一定不负众望，将打造安全、可靠、稳定、全面的汽车芯片作为团队首要任务，致力于用卓越的产品为中国汽车客户保驾护航。

关于云途

苏州云途半导体有限公司成立于2020年7月，是一家专注于车规级芯片的集成电路设计公司，致力于提供全面的车规级芯片解决方案，为全球智能化出行技术的创新提供保障。云途公司产品填补了中高端车规级MCU芯片的国内空白，应用场景广泛，打破了国际巨头长期垄断的局面。

云途公司的核心技术团队是拥有近20年的车规级芯片设计与量产经验成建制团队，截止目前两款系列产品已完成量产，并已获得近亿元的客户订单。用高品质产品向广大汽车客户证明了云途的技术实力，成为国内率先实现车规级MCU量产的Fabless公司。云途半导体在研发进度和量产品质上创造了国产车规级MCU产品的新高度。

泰矽微首颗车规级压力和触控单芯片方案日前通过第三方权威公司全部AEC-Q100 Grade2 认证，可靠性试验完全遵从AEC-Q100 对集成电路可靠性的要求包括对非易失性寄存器数据保证时间的要求，可用于环境温度范围-40°C到105°C的大部分车载应用环境。

电动化、智能化、网联化已成为汽车行业的长期演进趋势，智能化的发展带来人机交互方式的革新，其中也包括车内传统按键向智能按键的转变，车内传统机械按键部分如方向盘、车灯和雨刷、车窗、空调，娱乐中控，启动/停车，顶部控制器和挡位控制等按键逐渐由机械开关向智能开关的方向演变，智能按键除了提供传统机械按键的功能外，也可以增加触觉反馈，指示灯光提醒等交互功能，提升驾驶员和成员的乘车体验。

在座椅方面，新的智能座椅增加了成员检测，舒适性调节，座椅按摩 成员生理健康状况检测的功能，使得乘车舒适性和乘员健康得到很好照顾。其中成员姿态的检测可以用压力传感器的方式进行检测。

在车钥匙的应用中，传统的机械按键替代为压力按键可以实现全防水设计，不用担心下水游泳车钥匙没有地方放的问题。

TCAE31是适应汽车智能化的趋势即使推出的一颗支持2路压感和10路触摸的双模单芯片方案， 可以用于上述多种场景用于替代传统机械开光并具有以下突出优势：

·同时集成压感和电容触控，自有压感和触摸算法， 采用融合算法比单纯压力或电容方式检测结果更可靠；

· 同时支持电阻型压感和电压型压感方案；

· 单芯片可实现2路压感+10路电容触控；

· 通用性强，适用于车内几乎所有人机交互场景，无论是单压感，单电容触控还是二者融合场景都可以支持；

· 已应用于包括车窗控制、中控智能按键、车钥匙按键、座椅舒适度调节按键等多种场景，方案成熟度高；

· 高性能，信号链有效分辨率高达22位，两级可调增益放大器，满足宽动态高精度的压感检测；

· 8kV HMB ESD性能，同类产品中最高；

· 超低功耗设计，静态功耗低至3uA，工作功耗低至18.7uA；

· 易开发:提供标准的开发套件、完整的应用开发指导文档，及时的现场支持，确保从研发到产品化的全流程服务。

TCAE31A的关键指标：

· 高性能:基于Arm® Cortex®-M0 内核，工作主频高达32MHz。芯片内部集成64KB Flash 和 4 KB SRAM, 16b bit RTC, DMA 等；

· 超低功耗:基于专利技术Tinywork®，传感器应用中可实现μA级待机电流，功耗业界同等配置表现最优；

· ADC 通道提供22 bit 的检测分辨率和可调动态范围；

· 单芯片支持2两路桥式传感器和TinyTouch® 10路电容传感器， 支持压力，触摸和滑条三合一功能；

· ADC 10 Hz采样静态电流仅18.7uA；ü 简洁接口配置：1个UART + 2个I2C 接口；ü 满足AEC-Q100 Grade 2（-40 °C 到105°C）；

· QFN 28 4mm×4mm×0.75mm 封装。