智能電表/智能能源的技術(shù)市場(chǎng)

　　摘要：三家市場(chǎng)分析機構及部分半導體公司對智能電網(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。

　　我國智能電網(wǎng)的特點(diǎn)

　　“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，到用電和調度的6個(gè)環(huán)節的全面智能化，規劃分三步走戰略[1]：2009~2010年規劃試點(diǎn);2011~2015大規模建設;2020基本完成。那么智能電網(wǎng)的競爭態(tài)勢如何?

　　北京賽迪世紀信息工程顧問(wèn)有限公司能源咨詢(xún)中心高級咨詢(xún)師路遠稱(chēng)，行業(yè)競爭方面主要體現三個(gè)特點(diǎn)：

　　1.智能電表市場(chǎng)進(jìn)入適度增長(cháng)期。目前傳統電能表市場(chǎng)已經(jīng)從高速增長(cháng)期進(jìn)入適度增長(cháng)期，整個(gè)行業(yè)產(chǎn)能過(guò)剩，競爭更加激烈，行業(yè)利潤率下降;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(cháng)。

　　2.市場(chǎng)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(yíng)能力的競爭將更加激烈。

　　國內需求平穩，出口增長(cháng)

　　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字，隨著(zhù)智能電網(wǎng)建設被提升到國家戰略，預計到2020年，中國對智能電網(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)展勢頭良好。

　　2011年國內電表總產(chǎn)量1.02億只，其中智能表約8300萬(wàn)只。2011年國家電網(wǎng)采購逾6800萬(wàn)只電表，其中智能表5900多萬(wàn)只。預計今年國內總產(chǎn)量1.09億只，其中約9200萬(wàn)只智能表，增勢趨緩。由于2010和2011年智能電表市場(chǎng)發(fā)展迅速，電表廠(chǎng)商紛紛擴張產(chǎn)能，現在為保證產(chǎn)能利用率，紛紛加速開(kāi)拓海外市場(chǎng)。保守估計，今年將有2800萬(wàn)只電表出口。

　　TI負責智能電表市場(chǎng)拓展的工程師孫東解釋了國內需求基本和去年持平或略有增長(cháng)的原因，因為國家對智能電網(wǎng)的換裝是從2009年開(kāi)始進(jìn)行的，已經(jīng)持續了兩三年。國家電網(wǎng)去年有5000多萬(wàn)支的換裝，今年第一次招標1600萬(wàn)只，這次招標也有2000多萬(wàn)只，到年底還將有一次招標，所以總量應該有5000～6000萬(wàn)只。南方電網(wǎng)的市場(chǎng)也基本保持了比較平穩的態(tài)勢，因為南網(wǎng)主要是在云貴等地區，大部分還是以機械為主的，少部分地區會(huì )用到電子表。

　　IHS iSuppli朱慧分析道，從出口地區來(lái)看，東南亞和中東地區居多。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。預計今年下半年和明年會(huì )加快推進(jìn)速度。

　　MCU和計量芯片、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)、計量芯片和PLC通訊模塊。MCU主要由海外廠(chǎng)商主導，計量和PLC則以本土廠(chǎng)商為主。

　　電表的MCU市場(chǎng)上，國內廠(chǎng)商中只有復旦微電子擠入前三。日本的瑞薩電子市場(chǎng)份額領(lǐng)先。

　　隨著(zhù)國網(wǎng)對智能電表采購標準的提高，不久的將來(lái)，MCU領(lǐng)域將加速洗牌。

　　電表的計量芯片市場(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。兩家的市場(chǎng)份額正在不斷擴大，相互滲透。

　　在PLC(電力線(xiàn)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(zhù)技術(shù)的升級，以及對PLC指定的逐步放開(kāi)，市場(chǎng)競爭格局會(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可以提供把計量芯片、MCU、液晶驅動(dòng)、RTC(實(shí)時(shí)時(shí)鐘)集成在一起的SoC(系統芯片)，后續TI打算把PLC也集成進(jìn)來(lái)。因為中國國內市場(chǎng)有一個(gè)強制性要求，一定要把PLC跟SoC/ MPU隔離開(kāi)，所以，目前國內市場(chǎng)上暫時(shí)沒(méi)有這種PLC、MCU和計量集成起來(lái)的芯片。

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

　　網(wǎng)絡(luò )化、SoC化

　　賽迪世紀的路遠稱(chēng)，模塊化、系統化、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 )層和數據管理平臺層，通過(guò)數據共享和綜合分析實(shí)現智能電表的功能，簡(jiǎn)化智能電表的設計。目前，可利用的通信網(wǎng)絡(luò )有：電力線(xiàn)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(xiàn)移動(dòng)(GSM/GPRS/CDMA)網(wǎng)。

　　IHS iSuppli的朱慧預測，MCU目前還是以8位為主，將來(lái)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(lái)越普及型，例如MCU與RTC、LCD驅動(dòng)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(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，例如向國外出口的電表對于某些協(xié)議棧的要求會(huì )比較復雜，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(huì )較高，所以會(huì )選擇32位的平臺。而對于傳統的國內市場(chǎng)，還停留在8位、16位的平臺上。

　　Gartner的半導體和電子研究總監Adib Carl Ghubril稱(chēng)，智能電表中所采用的電子元器件應能實(shí)現如下各項功能：1.能在分時(shí)計價(jià)中計算功耗——意味著(zhù)能夠處理電流和電壓信號;2.保護數據安全——意味著(zhù)能夠進(jìn)行數據的加密解密;3.傳輸數據并接收指令——意味能夠執行某些通訊協(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(gè)或多個(gè))、穩壓器、傳感器以及無(wú)線(xiàn)電收發(fā)器。

　　與其它實(shí)現方式相比，理想的實(shí)現可能會(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。