智能電表/智能能源的技術(shù)市場

　　摘要：三家市場分析機構(gòu)及部分半導(dǎo)體公司對智能電網(wǎng)/智能電表的芯片/模塊的技術(shù)市場進行了分析和展望。

　　我國智能電網(wǎng)的特點

　　“智能電網(wǎng)”的概念是2009年5月由國家電網(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;2011~2015大規(guī)模建設(shè);2020基本完成。那么智能電網(wǎng)的競爭態(tài)勢如何?

　　北京賽迪世紀(jì)信息工程顧問有限公司能源咨詢中心高級咨詢師路遠稱，行業(yè)競爭方面主要體現(xiàn)三個特點：

　　1.智能電表市場進入適度增長期。目前傳統(tǒng)電能表市場已經(jīng)從高速增長期進入適度增長期，整個行業(yè)產(chǎn)能過剩，競爭更加激烈，行業(yè)利潤率下降;與此同時，智能電表為電能表市場注入新的活力，市場有望大幅增長。

　　2.市場份額將向大企業(yè)集中，行業(yè)重組勢在必行。

　　3.產(chǎn)品成本、質(zhì)量及企業(yè)整體運營能力的競爭將更加激烈。

　　國內(nèi)需求平穩(wěn)，出口增長

　　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)被提升到國家戰(zhàn)略，預(yù)計到2020年，中國對智能電網(wǎng)的總投入將超過4萬億元。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)展進度，未來3~5年發(fā)展勢頭良好。

　　2011年國內(nèi)電表總產(chǎn)量1.02億只，其中智能表約8300萬只。2011年國家電網(wǎng)采購逾6800萬只電表，其中智能表5900多萬只。預(yù)計今年國內(nèi)總產(chǎn)量1.09億只，其中約9200萬只智能表，增勢趨緩。由于2010和2011年智能電表市場發(fā)展迅速，電表廠商紛紛擴張產(chǎn)能，現(xiàn)在為保證產(chǎn)能利用率，紛紛加速開拓海外市場。保守估計，今年將有2800萬只電表出口。

　　TI負責(zé)智能電表市場拓展的工程師孫東解釋了國內(nèi)需求基本和去年持平或略有增長的原因，因為國家對智能電網(wǎng)的換裝是從2009年開始進行的，已經(jīng)持續(xù)了兩三年。國家電網(wǎng)去年有5000多萬支的換裝，今年第一次招標(biāo)1600萬只，這次招標(biāo)也有2000多萬只，到年底還將有一次招標(biāo)，所以總量應(yīng)該有5000～6000萬只。南方電網(wǎng)的市場也基本保持了比較平穩(wěn)的態(tài)勢，因為南網(wǎng)主要是在云貴等地區(qū)，大部分還是以機械為主的，少部分地區(qū)會用到電子表。

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

　　MCU和計量芯片、PLC模塊市場

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

　　電表的MCU市場上，國內(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份額領(lǐng)先。

　　隨著國網(wǎng)對智能電表采購標(biāo)準(zhǔn)的提高，不久的將來，MCU領(lǐng)域?qū)⒓铀傧磁啤?/p>

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

　　在PLC(電力線載波)通訊模塊市場上，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，以及對PLC指定的逐步放開，市場競爭格局會有較大變化。

　　但是，一些企業(yè)也開始做二合一芯片。例如TI可以提供把計量芯片、MCU、液晶驅(qū)動、RTC(實時時鐘)集成在一起的SoC(系統(tǒng)芯片)，后續(xù)TI打算把PLC也集成進來。因為中國國內(nèi)市場有一個強制性要求，一定要把PLC跟SoC/ MPU隔離開，所以，目前國內(nèi)市場上暫時沒有這種PLC、MCU和計量集成起來的芯片。

　　那么，我國為什么要把PLC模塊單獨列出來?可能主要是由于產(chǎn)業(yè)分工的原因，因為現(xiàn)在做載波的供應(yīng)商不做計量芯片，也不做MCU;做MCU和做計量的也不做載波。另外一個是考慮到安全，因為載波一般是掛在220V的電力線上，它需要和MCU控制端保護數(shù)控儀器。

　　網(wǎng)絡(luò)化、SoC化

　　賽迪世紀(jì)的路遠稱，模塊化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化是智能電表的發(fā)展趨勢。其中網(wǎng)絡(luò)化的優(yōu)勢，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)管理平臺層，通過數(shù)據(jù)共享和綜合分析實現(xiàn)智能電表的功能，簡化智能電表的設(shè)計。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(PSTN)網(wǎng)、無線移動(GSM/GPRS/CDMA)網(wǎng)。

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

　　TI的孫東認為，目前基本上單向電90%是8位或16位的水平，因為它們已經(jīng)完全滿足這個需求了;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，例如向國外出口的電表對于某些協(xié)議棧的要求會比較復(fù)雜，通訊功能較弱(像G3-PLC可能對于高速通信限制)，因此對MCU的要求會較高，所以會選擇32位的平臺。而對于傳統(tǒng)的國內(nèi)市場，還停留在8位、16位的平臺上。

　　Gartner的半導(dǎo)體和電子研究總監(jiān)Adib Carl Ghubril稱，智能電表中所采用的電子元器件應(yīng)能實現(xiàn)如下各項功能：1.能在分時計價中計算功耗——意味著能夠處理電流和電壓信號;2.保護數(shù)據(jù)安全——意味著能夠進行數(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項功能的主電子裝置上較好地組合了MCU(一個或多個)、穩(wěn)壓器、傳感器以及無線電收發(fā)器。

　　與其它實現(xiàn)方式相比，理想的實現(xiàn)可能會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。