智能電表/智能能源的技術(shù)市場(chǎng)

　　摘要：三家市場(chǎng)分析機(jī)構(gòu)及部分半導(dǎo)體公司對(duì)智能電網(wǎng)/智能電表的芯片/模塊的技術(shù)市場(chǎng)進(jìn)行了分析和展望。

　　我國(guó)智能電網(wǎng)的特點(diǎn)

　　“智能電網(wǎng)”的概念是2009年5月由國(guó)家電網(wǎng)提出的，覆蓋從發(fā)電、輸電、變電、配電，到用電和調(diào)度的6個(gè)環(huán)節(jié)的全面智能化，規(guī)劃分三步走戰(zhàn)略[1]：2009~2010年規(guī)劃試點(diǎn);2011~2015大規(guī)模建設(shè);2020基本完成。那么智能電網(wǎng)的競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)如何?

　　北京賽迪世紀(jì)信息工程顧問(wèn)有限公司能源咨詢(xún)中心高級(jí)咨詢(xún)師路遠(yuǎn)稱(chēng)，行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)方面主要體現(xiàn)三個(gè)特點(diǎn)：

　　1.智能電表市場(chǎng)進(jìn)入適度增長(zhǎng)期。目前傳統(tǒng)電能表市場(chǎng)已經(jīng)從高速增長(zhǎng)期進(jìn)入適度增長(zhǎng)期，整個(gè)行業(yè)產(chǎn)能過(guò)剩，競(jìng)爭(zhēng)更加激烈，行業(yè)利潤(rùn)率下降;與此同時(shí)，智能電表為電能表市場(chǎng)注入新的活力，市場(chǎng)有望大幅增長(zhǎng)。

　　2.市場(chǎng)份額將向大企業(yè)集中，行業(yè)重組勢(shì)在必行。

　　3.產(chǎn)品成本、質(zhì)量及企業(yè)整體運(yùn)營(yíng)能力的競(jìng)爭(zhēng)將更加激烈。

　　國(guó)內(nèi)需求平穩(wěn)，出口增長(zhǎng)

　　IHS iSuppli公司工業(yè)電子行業(yè)分析師朱慧給我們了一些具體數(shù)字，隨著智能電網(wǎng)建設(shè)被提升到國(guó)家戰(zhàn)略，預(yù)計(jì)到2020年，中國(guó)對(duì)智能電網(wǎng)的總投入將超過(guò)4萬(wàn)億元。作為智能電網(wǎng)的一部分，智能電表的發(fā)展取決于電網(wǎng)的發(fā)展進(jìn)度，未來(lái)3~5年發(fā)展勢(shì)頭良好。

　　2011年國(guó)內(nèi)電表總產(chǎn)量1.02億只，其中智能表約8300萬(wàn)只。2011年國(guó)家電網(wǎng)采購(gòu)逾6800萬(wàn)只電表，其中智能表5900多萬(wàn)只。預(yù)計(jì)今年國(guó)內(nèi)總產(chǎn)量1.09億只，其中約9200萬(wàn)只智能表，增勢(shì)趨緩。由于2010和2011年智能電表市場(chǎng)發(fā)展迅速，電表廠商紛紛擴(kuò)張產(chǎn)能，現(xiàn)在為保證產(chǎn)能利用率，紛紛加速開(kāi)拓海外市場(chǎng)。保守估計(jì)，今年將有2800萬(wàn)只電表出口。

　　TI負(fù)責(zé)智能電表市場(chǎng)拓展的工程師孫東解釋了國(guó)內(nèi)需求基本和去年持平或略有增長(zhǎng)的原因，因?yàn)閲?guó)家對(duì)智能電網(wǎng)的換裝是從2009年開(kāi)始進(jìn)行的，已經(jīng)持續(xù)了兩三年。國(guó)家電網(wǎng)去年有5000多萬(wàn)支的換裝，今年第一次招標(biāo)1600萬(wàn)只，這次招標(biāo)也有2000多萬(wàn)只，到年底還將有一次招標(biāo)，所以總量應(yīng)該有5000～6000萬(wàn)只。南方電網(wǎng)的市場(chǎng)也基本保持了比較平穩(wěn)的態(tài)勢(shì)，因?yàn)槟暇W(wǎng)主要是在云貴等地區(qū)，大部分還是以機(jī)械為主的，少部分地區(qū)會(huì)用到電子表。

　　IHS iSuppli朱慧分析道，從出口地區(qū)來(lái)看，東南亞和中東地區(qū)居多。大家也很看好南美的巴西市場(chǎng)，但目前推進(jìn)還有些困難。預(yù)計(jì)今年下半年和明年會(huì)加快推進(jìn)速度。

　　MCU和計(jì)量芯片、PLC模塊市場(chǎng)

　　IHS iSuppli主要關(guān)注智能表的三大類(lèi)：MCU(單片機(jī))、計(jì)量芯片和PLC通訊模塊。MCU主要由海外廠商主導(dǎo)，計(jì)量和PLC則以本土廠商為主。

　　電表的MCU市場(chǎng)上，國(guó)內(nèi)廠商中只有復(fù)旦微電子擠入前三。日本的瑞薩電子市場(chǎng)份額領(lǐng)先。

　　隨著國(guó)網(wǎng)對(duì)智能電表采購(gòu)標(biāo)準(zhǔn)的提高，不久的將來(lái)，MCU領(lǐng)域?qū)⒓铀傧磁啤?/p>

　　電表的計(jì)量芯片市場(chǎng)上，單相表和三相表領(lǐng)域分別由銳能微和鉅泉光電主導(dǎo)。兩家的市場(chǎng)份額正在不斷擴(kuò)大，相互滲透。

　　在PLC(電力線載波)通訊模塊市場(chǎng)上，東軟載波、福星曉程、彌亞微仍然保持前三。隨著技術(shù)的升級(jí)，以及對(duì)PLC指定的逐步放開(kāi)，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局會(huì)有較大變化。

　　但是，一些企業(yè)也開(kāi)始做二合一芯片。例如TI可以提供把計(jì)量芯片、MCU、液晶驅(qū)動(dòng)、RTC(實(shí)時(shí)時(shí)鐘)集成在一起的SoC(系統(tǒng)芯片)，后續(xù)TI打算把PLC也集成進(jìn)來(lái)。因?yàn)橹袊?guó)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)有一個(gè)強(qiáng)制性要求，一定要把PLC跟SoC/ MPU隔離開(kāi)，所以，目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上暫時(shí)沒(méi)有這種PLC、MCU和計(jì)量集成起來(lái)的芯片。

　　那么，我國(guó)為什么要把PLC模塊單獨(dú)列出來(lái)?可能主要是由于產(chǎn)業(yè)分工的原因，因?yàn)楝F(xiàn)在做載波的供應(yīng)商不做計(jì)量芯片，也不做MCU;做MCU和做計(jì)量的也不做載波。另外一個(gè)是考慮到安全，因?yàn)檩d波一般是掛在220V的電力線上，它需要和MCU控制端保護(hù)數(shù)控儀器。

　　網(wǎng)絡(luò)化、SoC化

　　賽迪世紀(jì)的路遠(yuǎn)稱(chēng)，模塊化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化是智能電表的發(fā)展趨勢(shì)。其中網(wǎng)絡(luò)化的優(yōu)勢(shì)，可以將智能電表的部分功能從接入層上移到網(wǎng)絡(luò)層和數(shù)據(jù)管理平臺(tái)層，通過(guò)數(shù)據(jù)共享和綜合分析實(shí)現(xiàn)智能電表的功能，簡(jiǎn)化智能電表的設(shè)計(jì)。目前，可利用的通信網(wǎng)絡(luò)有：電力線載波(PLC)網(wǎng)、光纖與同軸電纜(HFC) 網(wǎng)、固定電話(huà)(PSTN)網(wǎng)、無(wú)線移動(dòng)(GSM/GPRS/CDMA)網(wǎng)。

　　IHS iSuppli的朱慧預(yù)測(cè)，MCU目前還是以8位為主，將來(lái)由于有更多的連接，將升級(jí)到32位。MCU的SoC化在智能電表中越來(lái)越普及型，例如MCU與RTC、LCD驅(qū)動(dòng)集成在一起。

　　TI的孫東認(rèn)為，目前基本上單向電90%是8位或16位的水平，因?yàn)樗鼈円呀?jīng)完全滿(mǎn)足這個(gè)需求了;在三相電表方面，大部分也是8位、16位，還有一小部分是32位。這取決于電表的功能要求和變化，例如向國(guó)外出口的電表對(duì)于某些協(xié)議棧的要求會(huì)比較復(fù)雜，通訊功能較弱(像G3-PLC可能對(duì)于高速通信限制)，因此對(duì)MCU的要求會(huì)較高，所以會(huì)選擇32位的平臺(tái)。而對(duì)于傳統(tǒng)的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，還停留在8位、16位的平臺(tái)上。

　　Gartner的半導(dǎo)體和電子研究總監(jiān)Adib Carl Ghubril稱(chēng)，智能電表中所采用的電子元器件應(yīng)能實(shí)現(xiàn)如下各項(xiàng)功能：1.能在分時(shí)計(jì)價(jià)中計(jì)算功耗——意味著能夠處理電流和電壓信號(hào);2.保護(hù)數(shù)據(jù)安全——意味著能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)的加密解密;3.傳輸數(shù)據(jù)并接收指令——意味能夠執(zhí)行某些通訊協(xié)議。

　　能夠支持所有上述3項(xiàng)功能的主電子裝置上較好地組合了MCU(一個(gè)或多個(gè))、穩(wěn)壓器、傳感器以及無(wú)線電收發(fā)器。

　　與其它實(shí)現(xiàn)方式相比，理想的實(shí)現(xiàn)可能會(huì)集成更多的電子元器件，例如，Maxim公司推出的用于智能電表的Teredian SoC方案。