智能电表/智能能源的技术市场

　　摘要：三家市场分析机构及部分半导体公司对智能电网/智能电表的芯片/模块的技术市场进行了分析和展望。

　　我国智能电网的特点

　　“智能电网”的概念是2009年5月由国家电网提出的，覆盖从发电、输电、变电、配电，到用电和调度的6个环节的全面智能化，规划分三步走战略[1]：2009~2010年规划试点;2011~2015大规模建设;2020基本完成。那么智能电网的竞争态势如何?

　　北京赛迪世纪信息工程顾问有限公司能源咨询中心高级咨询师路远称，行业竞争方面主要体现三个特点：

　　1.智能电表市场进入适度增长期。目前传统电能表市场已经从高速增长期进入适度增长期，整个行业产能过剩，竞争更加激烈，行业利润率下降;与此同时，智能电表为电能表市场注入新的活力，市场有望大幅增长。

　　2.市场份额将向大企业集中，行业重组势在必行。

　　3.产品成本、质量及企业整体运营能力的竞争将更加激烈。

　　国内需求平稳，出口增长

　　IHS iSuppli公司工业电子行业分析师朱慧给我们了一些具体数字，随着智能电网建设被提升到国家战略，预计到2020年，中国对智能电网的总投入将超过4万亿元。作为智能电网的一部分，智能电表的发展取决于电网的发展进度，未来3~5年发展势头良好。

　　2011年国内电表总产量1.02亿只，其中智能表约8300万只。2011年国家电网采购逾6800万只电表，其中智能表5900多万只。预计今年国内总产量1.09亿只，其中约9200万只智能表，增势趋缓。由于2010和2011年智能电表市场发展迅速，电表厂商纷纷扩张产能，现在为保证产能利用率，纷纷加速开拓海外市场。保守估计，今年将有2800万只电表出口。

　　TI负责智能电表市场拓展的工程师孙东解释了国内需求基本和去年持平或略有增长的原因，因为国家对智能电网的换装是从2009年开始进行的，已经持续了两三年。国家电网去年有5000多万支的换装，今年第一次招标1600万只，这次招标也有2000多万只，到年底还将有一次招标，所以总量应该有5000～6000万只。南方电网的市场也基本保持了比较平稳的态势，因为南网主要是在云贵等地区，大部分还是以机械为主的，少部分地区会用到电子表。

　　IHS iSuppli朱慧分析道，从出口地区来看，东南亚和中东地区居多。大家也很看好南美的巴西市场，但目前推进还有些困难。预计今年下半年和明年会加快推进速度。

　　MCU和计量芯片、PLC模块市场

　　IHS iSuppli主要关注智能表的三大类：MCU(单片机)、计量芯片和PLC通讯模块。MCU主要由海外厂商主导，计量和PLC则以本土厂商为主。

　　电表的MCU市场上，国内厂商中只有复旦微电子挤入前三。日本的瑞萨电子市场份额领先。

　　随着国网对智能电表采购标准的提高，不久的将来，MCU领域将加速洗牌。

　　电表的计量芯片市场上，单相表和三相表领域分别由锐能微和钜泉光电主导。两家的市场份额正在不断扩大，相互渗透。

　　在PLC(电力线载波)通讯模块市场上，东软载波、福星晓程、弥亚微仍然保持前三。随着技术的升级，以及对PLC指定的逐步放开，市场竞争格局会有较大变化。

　　但是，一些企业也开始做二合一芯片。例如TI可以提供把计量芯片、MCU、液晶驱动、RTC(实时时钟)集成在一起的SoC(系统芯片)，后续TI打算把PLC也集成进来。因为中国国内市场有一个强制性要求，一定要把PLC跟SoC/ MPU隔离开，所以，目前国内市场上暂时没有这种PLC、MCU和计量集成起来的芯片。

　　那么，我国为什么要把PLC模块单独列出来?可能主要是由于产业分工的原因，因为现在做载波的供应商不做计量芯片，也不做MCU;做MCU和做计量的也不做载波。另外一个是考虑到安全，因为载波一般是挂在220V的电力线上，它需要和MCU控制端保护数控仪器。

　　网络化、SoC化

　　赛迪世纪的路远称，模块化、系统化、网络化是智能电表的发展趋势。其中网络化的优势，可以将智能电表的部分功能从接入层上移到网络层和数据管理平台层，通过数据共享和综合分析实现智能电表的功能，简化智能电表的设计。目前，可利用的通信网络有：电力线载波(PLC)网、光纤与同轴电缆(HFC) 网、固定电话(PSTN)网、无线移动(GSM/GPRS/CDMA)网。

　　IHS iSuppli的朱慧预测，MCU目前还是以8位为主，将来由于有更多的连接，将升级到32位。MCU的SoC化在智能电表中越来越普及型，例如MCU与RTC、LCD驱动集成在一起。

　　TI的孙东认为，目前基本上单向电90%是8位或16位的水平，因为它们已经完全满足这个需求了;在三相电表方面，大部分也是8位、16位，还有一小部分是32位。这取决于电表的功能要求和变化，例如向国外出口的电表对于某些协议栈的要求会比较复杂，通讯功能较弱(像G3-PLC可能对于高速通信限制)，因此对MCU的要求会较高，所以会选择32位的平台。而对于传统的国内市场，还停留在8位、16位的平台上。

　　Gartner的半导体和电子研究总监Adib Carl Ghubril称，智能电表中所采用的电子元器件应能实现如下各项功能：1.能在分时计价中计算功耗——意味着能够处理电流和电压信号;2.保护数据安全——意味着能够进行数据的加密解密;3.传输数据并接收指令——意味能够执行某些通讯协议。

　　能够支持所有上述3项功能的主电子装置上较好地组合了MCU(一个或多个)、稳压器、传感器以及无线电收发器。

　　与其它实现方式相比，理想的实现可能会集成更多的电子元器件，例如，Maxim公司推出的用于智能电表的Teredian SoC方案。