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4月26日，上海證券交易所科創(chuàng)板上市委員會(huì)召開2022年第32次上市委員會(huì)審議會(huì)議，審議鉅泉光電上會(huì)事宜，認(rèn)為鉅泉光電科技（上海）股份有限公司符合發(fā)行條件、上市條件和信息披露要求。據(jù)悉，鉅泉光電的主營業(yè)務(wù)為智能電表相關(guān)芯片。
智能電表是提高電力的利用率的關(guān)鍵產(chǎn)品之一。智能電表可以使用在電動(dòng)汽車的充電中，可以讓客戶避免用電高峰，以提高電網(wǎng)設(shè)備利用率，滿足不同設(shè)備的充電需求。同時(shí)，通過搜集用電數(shù)據(jù)，記錄用戶家庭電器習(xí)慣。此外，智能電表還可以記錄用戶消耗的水、燃?xì)獾绕渌茉吹臄?shù)據(jù)。電表的智能化，有助于對(duì)電力系統(tǒng)的管理。
智能電表的發(fā)展，是智慧城市的重要組成部分，也是物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的結(jié)果之一。而隨著電表的電子化程度逐漸增加，智能電表中集成電路的含量也在增加。
而由于電力系統(tǒng)與國家安全息息相關(guān)，智能電表中芯片產(chǎn)品的國產(chǎn)化也十分重要。因此，智能電表相關(guān)芯片成為一部分國產(chǎn)半導(dǎo)體公司發(fā)力的賽道。2018年第四季度，國網(wǎng)僅對(duì)HPLC模塊進(jìn)行的招標(biāo)金額就達(dá)到了24.6億元。4月27日，復(fù)旦微發(fā)布2022年第一季度財(cái)報(bào)，顯示智能電表芯片業(yè)務(wù)收入約為1.02億元。
那么智能電表的普及會(huì)帶動(dòng)哪些芯片的需求，其景氣又能持續(xù)多久呢？
智能電表中的主要三類芯片
載波通信及相關(guān)芯片
載波通信芯片電力線載波通信技術(shù)是指以電力線為信息傳輸媒介，信號(hào)經(jīng)過載波調(diào)制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)在電網(wǎng)各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸的一種通信技術(shù)。電力線載波通信技術(shù)依托電力線網(wǎng)絡(luò)，無需重新布線，具有投資小、運(yùn)行成本低等優(yōu)勢(shì)。
載波通信的實(shí)現(xiàn)包括OFDM載波芯片、HPLC芯片、BPSK芯片以及PA芯片等。
OFDM載波芯片是為了實(shí)現(xiàn)OFDM技術(shù)。OFDM，Orthogonal Frequency Division Multiplexing正交頻分復(fù)用，是指多載波調(diào)制技術(shù)。采用OFDM技術(shù)可以提高電力線網(wǎng)絡(luò)傳輸質(zhì)量，提供較高帶寬并且保證帶寬傳輸效率，而且適當(dāng)?shù)募m錯(cuò)技術(shù)可以確?？煽康臄?shù)據(jù)傳輸。
OFDM芯片國外的主要廠商有Semtech、瑞薩電子、ST等；國內(nèi)廠商包括東軟載波、鉅泉光電、力合微。
HPLC芯片是為了實(shí)現(xiàn)高速電力線載波的功能。高速電力線載波（HPLC）也被稱作為寬帶電力線載波，是在低壓電力線上進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶拵щ娏€載波技術(shù)。HPLC是以電力線作為通信媒介實(shí)現(xiàn)低壓電力用戶電信息傳輸、交互的通信網(wǎng)絡(luò)。和傳統(tǒng)的低速窄帶電力線載波技術(shù)相比，HPLC技術(shù)具有傳輸速率高、帶寬大的特點(diǎn)，能夠滿足低壓電力線載波通信的高要求。
BPSK芯片則是為了支持BPSK調(diào)制解調(diào)方式的芯片，采用雙載波BPSK調(diào)制解調(diào)方式的SoC電力線載波通信芯片，可以實(shí)現(xiàn)基于電力線的可靠通信，芯片內(nèi)置調(diào)制解調(diào)器、MCU、FLASH存儲(chǔ)單元以及ADC/DAC等功能單元。
PA芯片是線性放大器，與高速電力線載波通信主芯片配套使用，是保障高速電力線載波通信模塊性能不可缺少的組成部分。國網(wǎng)各大供應(yīng)商在供應(yīng)HPLC芯片的同時(shí)，需要采購PA芯片。目前國外廠商有德州儀器，而國內(nèi)方面有載波通信芯片產(chǎn)品的廠商也基本都提供PA芯片。
電能計(jì)量芯片
計(jì)量芯片最基礎(chǔ)的功能是測(cè)量用電量、功率、有效電流和有效電壓，這是計(jì)量芯片最基礎(chǔ)的測(cè)量功能。還有一些計(jì)量芯片除了基礎(chǔ)的測(cè)量功能外，還可以測(cè)量功率因素、市電的線性頻率、相角、過零點(diǎn)、視在功率等參數(shù)。
市電分為單相電和三相電因此電能計(jì)量芯片分為單相、三相計(jì)量芯片。在單、三相計(jì)量芯片主要的國外廠商包括ADI、TDK、Atmel、Cirrus Logic ；國內(nèi)公司復(fù)旦微、上海貝嶺、鉅泉光電占據(jù)了國內(nèi)統(tǒng)招市場(chǎng)絕大部分市場(chǎng)份額。
智能電表 MCU
智能電表MCU是智能電表的控制中心。
智能電表對(duì)主控MCU有較高的可靠性要求，必須滿足工業(yè)級(jí)溫度范圍-40—+85℃，支持1.8-5.5V寬電壓工作，并且要求不少于10年的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。隨著新一代智能電表技術(shù)規(guī)范的實(shí)施，智能電表對(duì)主控MCU的速度、運(yùn)算能力、存儲(chǔ)容量和工作壽命等，都會(huì)進(jìn)一步提出更高的要求，相應(yīng)的工藝技術(shù)也在向55nm及以下的嵌入式閃存工藝轉(zhuǎn)移。
相關(guān)賽道現(xiàn)狀：國產(chǎn)化程度高，競(jìng)爭(zhēng)激勵(lì)
在智能電表相關(guān)領(lǐng)域，國內(nèi)在技術(shù)上并不遜色于國外廠商。
在單相SoC芯片市場(chǎng)，鉅泉不斷占據(jù)德州儀器、矽力杰和瑞薩電子的市場(chǎng)空間，占有率逐步攀升至出口市場(chǎng)第一位；在單、三相計(jì)量芯片市場(chǎng)，ADI、TDK、Atmel、CirrusLogic等國際芯片廠商已經(jīng)逐漸被國產(chǎn)廠商替代；在智能電表MCU市場(chǎng)，原先由瑞薩電子、OKI和ST占據(jù)的市場(chǎng)空間，現(xiàn)在則被以復(fù)旦微為代表的國產(chǎn)公司占據(jù)國內(nèi)統(tǒng)招市場(chǎng)的大部分份額；在OFDM載波芯片市場(chǎng)，國內(nèi)也有滿足G3-PLC國際標(biāo)準(zhǔn)的芯片與Semtech、瑞薩電子、ST 等國際廠商進(jìn)行直接競(jìng)爭(zhēng)。
國產(chǎn)化程度高的也就意味著這條賽道上國產(chǎn)廠商的競(jìng)爭(zhēng)的激烈。由于智能電表的使用量非常大，一年采購量有幾千萬只，面對(duì)這樣一塊蛋糕，廠家之間競(jìng)爭(zhēng)的激烈程度可想而知。
2015年招標(biāo)中有120余家企業(yè)參與投標(biāo),到現(xiàn)在2021年僅剩下80多家。除了技術(shù)的迭代留下真正有實(shí)力的廠商，這一市場(chǎng)的還有國家電網(wǎng)下屬的大部分市場(chǎng)被國網(wǎng)下屬的智芯微占據(jù)。
但重要的是智能電表相關(guān)芯片的性能、標(biāo)準(zhǔn)、發(fā)展方向完全取決于于國家電網(wǎng)對(duì)智能物聯(lián)表和雙模通信單元的推進(jìn)速度和推行力度，這也是智芯微在競(jìng)爭(zhēng)者中獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)。
國內(nèi)、國外電網(wǎng)新標(biāo)準(zhǔn)、新規(guī)劃也在不斷更新，對(duì)電網(wǎng)終端設(shè)備及其核心芯片的技術(shù)要求也隨之不斷提高。業(yè)內(nèi)企業(yè)經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的業(yè)務(wù)實(shí)踐和自主研發(fā)才能逐漸掌握相關(guān)產(chǎn)品核心技術(shù)，新進(jìn)入的企業(yè)難以在短時(shí)間內(nèi)完成技術(shù)沉淀和經(jīng)驗(yàn)積累，很難在短期內(nèi)取得技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)并對(duì)現(xiàn)有競(jìng)爭(zhēng)。對(duì)于在這條賽道的廠商們，如何在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中突出重圍是關(guān)鍵問題。
能耗管理的大背景下，行業(yè)周期仍向上
2018年開始，首輪建設(shè)的智能電表開始進(jìn)入更換的高峰期，國網(wǎng)智能電表招標(biāo)總額整體處于上升通道。2020年第二批招標(biāo)開始，國網(wǎng)開始全面實(shí)行 698-IR46 規(guī)格的智能電表。相比上一代電表，還增加了遠(yuǎn)程抄表及電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)等功能，單表價(jià)值量普遍提升30%-50%。2021年前11個(gè)月，國網(wǎng)智能電表招標(biāo)總額達(dá)到200億元，較2020年全年提升50%。
2019年3月，國家電網(wǎng)發(fā)布了《泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)大綱》，計(jì)劃分兩階段推進(jìn)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)：（1）2019至2021年為戰(zhàn)略突破期，將重點(diǎn)應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新技術(shù)，提升電網(wǎng)泛在物聯(lián)和深度感知能力，于2021年初步建成泛在電力物聯(lián)網(wǎng)；（2）再通過三年的持續(xù)提升，到2024年建成泛在電力物聯(lián)網(wǎng)。
節(jié)能降耗是實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”的重要路徑。2021年10月，國務(wù)院發(fā)布《2030年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案》，提出提高節(jié)能管理信息化水平，完善重點(diǎn)用能單位能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，建立全國性、行業(yè)性節(jié)能技術(shù)推廣服務(wù)平臺(tái)，推動(dòng)高耗能企業(yè)建立能源管理中心。
可以看到，在政策的直接推動(dòng)下，智能電表產(chǎn)業(yè)未來仍有向上增長(zhǎng)的空間，而這也是支撐相關(guān)芯片企業(yè)上市的背書之一。
智能電表背后的無限潛力
智能電表的發(fā)展的背后是物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)的潛移默化。隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，電能計(jì)量芯片還應(yīng)用在了充電樁、智能交通燈等產(chǎn)品。
可以看到智能電表的系統(tǒng)進(jìn)步將有可能在未來與智能家居、智慧交通等等產(chǎn)業(yè)發(fā)生緊密聯(lián)系。
國網(wǎng)公司啟動(dòng)的下一代基于IR46協(xié)議的電能表方案，雙芯電表的設(shè)計(jì)原則為法制計(jì)量功能與非計(jì)量功能相互獨(dú)立。非計(jì)量部分軟件在線升級(jí)，不影響法制計(jì)量部分的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。計(jì)量芯片獨(dú)立運(yùn)行，法制認(rèn)證，不允許軟件升級(jí)；管理芯軟件允許升級(jí)，管理芯的故障不影響計(jì)量芯的運(yùn)行。
管理芯片的設(shè)置預(yù)示著圍繞著智能電網(wǎng)在未來會(huì)向著更加智能的方向前行。這也解釋了華為旗下的海思半導(dǎo)體為何也在智能電表相關(guān)芯片上推出PLC-IoT芯片。
2022年4月華為將消費(fèi)者業(yè)務(wù)更名為終端業(yè)務(wù)，重點(diǎn)為政府和教育、醫(yī)療、制造、交通、金融、能源等六大行業(yè)提供商用辦公解決方案。在華為受到制裁后，現(xiàn)在的華為將終端從手機(jī)方面擴(kuò)大，認(rèn)為終端并不僅僅是手機(jī)，人們需要的是更多的以人為中心的更好的體驗(yàn)，提出了全場(chǎng)景智慧化發(fā)展戰(zhàn)略。華為的多個(gè)動(dòng)作都顯示了華為對(duì)物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的看好。
智能電表是物聯(lián)網(wǎng)大潮推進(jìn)的一小步，但也是關(guān)鍵一步。以此為起點(diǎn)的中國物聯(lián)網(wǎng)之路，還有許多風(fēng)景。
作者：六千
