機(jī)遇與挑戰(zhàn)：

• 傳統(tǒng)電表在向智能電表演進(jìn)
• 電表成本是企業(yè)面臨主要挑戰(zhàn)
• SoC方案未來(lái)兩年將取得市場(chǎng)突破
• 局部器件也走向集成

傳統(tǒng)電表在向智能電表演進(jìn)

去年，國(guó)家電網(wǎng)公司(以下簡(jiǎn)稱國(guó)網(wǎng)公司)關(guān)于堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的發(fā)展規(guī)劃確定之后，電網(wǎng)智能化的升級(jí)工作已經(jīng)在有條不紊地進(jìn)行之中。據(jù)悉，國(guó)網(wǎng)公司智能電網(wǎng)相關(guān)部門(mén)正在積極推進(jìn)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，有望在2010年底全部完成。與此同時(shí)，國(guó)網(wǎng)公司對(duì)智能電表的招標(biāo)工作正在分階段實(shí)施，智能電站的升級(jí)改造預(yù)計(jì)在今年也將有實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。而局部智能電網(wǎng)的示范點(diǎn)工程已經(jīng)在上海、北京等省市推廣，尤其是服務(wù)上海世博會(huì)的智能電網(wǎng)工程受到了各界的關(guān)注。

電表成本是企業(yè)面臨主要挑戰(zhàn)

• 電表成為智能電網(wǎng)發(fā)展的排頭兵。
• 眾多廠商參與競(jìng)爭(zhēng)使成本競(jìng)爭(zhēng)不斷加劇。

智能電網(wǎng)涵蓋的技術(shù)和涉及的產(chǎn)業(yè)非常廣泛，它從概念走向?qū)嵺`帶動(dòng)了很多產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，智能電表就是其中最早受益的市場(chǎng)之一。由于與用電消費(fèi)直接相關(guān)，也是用戶和電網(wǎng)公司之間的一個(gè)紐帶，智能電表成為智能電網(wǎng)發(fā)展的排頭兵，“智能電表相關(guān)行業(yè)未來(lái)將面臨一個(gè)每年超過(guò)50億元規(guī)模的市場(chǎng)。”許繼集團(tuán)智能電網(wǎng)研究中心主任周逢權(quán)表示。

智能電表不同于傳統(tǒng)電表之處在于它是雙向?qū)崟r(shí)通信，具有互動(dòng)的特征，能夠提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，為實(shí)施階梯電價(jià)提供了可能。因此，智能電表在設(shè)計(jì)中強(qiáng)調(diào)了更強(qiáng)的信息處理、交互、計(jì)量和通信能力，在國(guó)家電網(wǎng)公司公布的智能電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)這些指標(biāo)也都作出了詳細(xì)的規(guī)定。

新的標(biāo)準(zhǔn)增加了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的難度，給電表企業(yè)帶來(lái)了技術(shù)和成本上的挑戰(zhàn)。“目前的電表標(biāo)準(zhǔn)使得生產(chǎn)成本、材料成本都大幅度提升，同時(shí)使交貨周期變長(zhǎng)。”電表領(lǐng)域的專家羅冬生告訴記者。與此同時(shí)，為快速參與國(guó)家電網(wǎng)的智能電表招標(biāo)，電表企業(yè)提供的智能電表產(chǎn)品很多是由原有電表方案改良而成的，雖然在性能上滿足了標(biāo)準(zhǔn)要求，但成本較高。
而智能電表招標(biāo)的數(shù)量有限，參與競(jìng)標(biāo)的企業(yè)數(shù)量卻眾多，為獲得市場(chǎng)份額，廠商在競(jìng)標(biāo)中不得不打價(jià)格戰(zhàn)，中標(biāo)的產(chǎn)品價(jià)格處于低位，企業(yè)的利潤(rùn)空間很小。除了在技術(shù)壁壘較高的三相智能電表領(lǐng)域中標(biāo)企業(yè)較為集中以外，二項(xiàng)、單項(xiàng)電表的中標(biāo)企業(yè)數(shù)量都為數(shù)較多，市場(chǎng)份額較為分散，企業(yè)要想通過(guò)規(guī)模效應(yīng)取得更多的利潤(rùn)很困難。而從設(shè)計(jì)方案上看，改良的技術(shù)方案也有待進(jìn)一步發(fā)展，形成更為成熟的架構(gòu)。

因此，針對(duì)研發(fā)更為成熟的方案和降低成本的迫切要求，智能電表領(lǐng)域似乎正在醞釀著一場(chǎng)變革，SOC電表方案就是這次變革的中心話題之一。從很多應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展來(lái)看，SoC是必然趨勢(shì)，它作為高度集成的方案，被認(rèn)為不但可以簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，而且大大降低產(chǎn)品的成本，理論上說(shuō)，電表設(shè)計(jì)同樣可以采用SoC方案。

SoC方案未來(lái)兩年將取得市場(chǎng)突破

• SoC提出多年，但因種種原因未被實(shí)踐。
• 成本壓力使集成的SoC方案再次被關(guān)注。

智能電表SoC的設(shè)計(jì)思路其實(shí)并非現(xiàn)在才提出，這種提法在業(yè)界已經(jīng)存在很多年，但由于種種原因，并未在中國(guó)市場(chǎng)得到真正的實(shí)踐。“在中國(guó)，電表SoC方案的提出已經(jīng)有很多年了，但在本地市場(chǎng)的發(fā)展卻是步履維艱。在10年前全電子表剛剛興起的時(shí)候，由于各地方電力局出于諸多考慮而對(duì)某些關(guān)鍵功能芯片(例如計(jì)量芯片或時(shí)鐘芯片)作出了硬性選型要求，而打消了各廠家針對(duì)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)進(jìn)行SoC方案設(shè)計(jì)研發(fā)的想法。”飛思卡爾半導(dǎo)體微控制器部資深產(chǎn)品經(jīng)理張明峰告訴記者。
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上海貝嶺股份有限公司電能計(jì)量部副總經(jīng)理費(fèi)宇航分析說(shuō)，電力部門(mén)之所以還沒(méi)有接受SoC方案，主要是對(duì)該方案的可靠性尚心存疑慮，因?yàn)閷?duì)于電表而言，計(jì)量功能的可靠性是第一位的，單獨(dú)的計(jì)量芯片經(jīng)過(guò)20多年的發(fā)展，其主要生產(chǎn)企業(yè)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、質(zhì)量控制及服務(wù)等各方面已十分成熟，而SoC為近幾年出現(xiàn)的方案，其產(chǎn)品的長(zhǎng)期可靠性尚待驗(yàn)證，因此電力部門(mén)前期保持了謹(jǐn)慎態(tài)度。“集成越多的內(nèi)容，可靠性的考核標(biāo)準(zhǔn)就越復(fù)雜。”銳能微總經(jīng)理陳強(qiáng)告訴記者。羅冬生舉例說(shuō)，表計(jì)對(duì)計(jì)量要求高，μV信號(hào)要計(jì)量準(zhǔn)確，SoC在處理數(shù)電與模電相互干擾方面難度較大，這是目前沒(méi)有被采用的原因之一。

張明峰認(rèn)為，盡管謹(jǐn)慎的做法對(duì)前期電表產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性起到一定的作用，但卻壓制了技術(shù)方案的多樣性發(fā)展，以至于近10年來(lái)中國(guó)本地市場(chǎng)的全電子電表設(shè)計(jì)除了功能在不斷增強(qiáng)外，在技術(shù)方案上卻沒(méi)有太大的創(chuàng)新。

而在當(dāng)前降低成本成為智能電表行業(yè)要面對(duì)的最大挑戰(zhàn)的形勢(shì)之下，要獲得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)和更多的利潤(rùn)空間，業(yè)界不得不再次關(guān)注SOC方案。更加重要的是，此次國(guó)網(wǎng)公司的智能電表標(biāo)準(zhǔn)似乎也對(duì)SoC未做排斥。張明峰告訴記者，從國(guó)網(wǎng)電表產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的制定角度看，新標(biāo)準(zhǔn)完全摒棄了以前那些不合理的芯片選型規(guī)定，轉(zhuǎn)而強(qiáng)調(diào)明確功能要求和設(shè)定統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)范。他認(rèn)為，只要SoC方案完全符合標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的功能和技術(shù)要求，就可以被采用。因此飛思卡爾積極投入電表SoC的研發(fā)，最近就推出了兩款新的SoC芯片。而據(jù)悉，除了MCU廠商之外，一些計(jì)量芯片廠商也在開(kāi)發(fā)SoC方案，這兩種企業(yè)形成了SoC領(lǐng)域中的兩個(gè)陣營(yíng)。

針對(duì)SoC方案的可靠性疑慮，張明峰表示，SoC方案中電量計(jì)量的軟件算法是保證精準(zhǔn)度的關(guān)鍵。為此，飛思卡爾基于其微處理器架構(gòu)，專門(mén)開(kāi)發(fā)了針對(duì)電表計(jì)量的各種軟件算法，并通過(guò)實(shí)物樣表和客戶側(cè)進(jìn)行完整的驗(yàn)證。目前基于其軟硬件算法能保證達(dá)到三相有功計(jì)量0.5級(jí)、無(wú)功2級(jí)的計(jì)量精度。

采用SoC方案的電表產(chǎn)品在很多國(guó)外市場(chǎng)并不受限制，因此發(fā)展相對(duì)較快，國(guó)內(nèi)相當(dāng)一部分電表企業(yè)的產(chǎn)品出口海外，SoC方案受到了這些企業(yè)的歡迎。費(fèi)宇航認(rèn)為，隨著SoC方案的逐漸成熟，以及在國(guó)外部分市場(chǎng)的批量使用帶來(lái)的示范效應(yīng)，在國(guó)內(nèi)電表產(chǎn)品成本壓力日趨增大的情況之下，SoC方案會(huì)在未來(lái)2～3年內(nèi)取得實(shí)質(zhì)性的突破。

局部器件也走向集成

• 存儲(chǔ)和無(wú)線抄表方案也走向集成。
• 產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展需“游戲規(guī)則”的正確引導(dǎo)。

除了整體方案走向高集成化外，局部的器件集成也成為趨勢(shì)，比如在無(wú)線抄表和存儲(chǔ)方面。存儲(chǔ)器廠商美光推出了PCM（相變存儲(chǔ)器）。美光亞洲區(qū)嵌入式業(yè)務(wù)總經(jīng)理徐宏來(lái)告訴記者，“通過(guò)對(duì)目前電表中的存儲(chǔ)器的整合，由一顆PCM芯片就可以完成所有的存儲(chǔ)功能，比傳統(tǒng)存儲(chǔ)方案中芯片成本可降低30%～50%；同時(shí)相關(guān)的隱性成本也得到改善，比如PCB上SPI接口數(shù)量將減少，斷電保護(hù)電容或電池可以選擇較小容值的產(chǎn)品等等。”據(jù)他介紹，PCM由于采用先進(jìn)的90納米工藝，具備高擦寫(xiě)次數(shù)、位改寫(xiě)以及快速接口功能，可以對(duì)目前的存儲(chǔ)架構(gòu)起到統(tǒng)一整合的作用。另外PCM較大的容量也為未來(lái)存儲(chǔ)更多的數(shù)據(jù)提供了保障。

　SiliconLabs則針對(duì)智能電表集抄市場(chǎng)推出了集成RF的MCU。“SiliconLabs的Si10xx無(wú)線MCU系列，集成了超低功耗MCU及高穿透力的RF芯片，發(fā)射功率高達(dá)+20dBm，該器件還集成了功率放大器(PA)和低噪聲放大器，支持大于140dB的RF鏈路負(fù)載，不需要外部主動(dòng)元器件。這些性能為無(wú)線應(yīng)用帶來(lái)了更長(zhǎng)的傳輸距離，更高的帶寬和更低的整體功耗，非常適合集中抄表的應(yīng)用。”益登科技產(chǎn)品經(jīng)理陳波告訴記者。

當(dāng)然，不管是采用SoC方案，還是采用其他集成度更高的芯片，都只能在一定程度上降低產(chǎn)品的成本，并不能根本解決行業(yè)的價(jià)格戰(zhàn)問(wèn)題。要維持行業(yè)的健康有序發(fā)展，就需要規(guī)則的制定者來(lái)做很多工作。費(fèi)宇航提出，招標(biāo)方應(yīng)從招投標(biāo)規(guī)則入手，通過(guò)這些規(guī)則鼓勵(lì)企業(yè)在產(chǎn)品技術(shù)創(chuàng)新方面作長(zhǎng)期的投入和積累，防止生產(chǎn)企業(yè)只打價(jià)格一張牌，造成競(jìng)相低價(jià)投標(biāo)的局面。