機遇與挑戰：

• 傳統電表在向智能電表演進
• 電表成本是企業面臨主要挑戰
• SoC方案未來兩年將取得市場突破
• 局部器件也走向集成

傳統電表在向智能電表演進

去年，國家電網公司(以下簡稱國網公司)關于堅強智能電網的發展規劃確定之后，電網智能化的升級工作已經在有條不紊地進行之中。據悉，國網公司智能電網相關部門正在積極推進相關標準建設，有望在2010年底全部完成。與此同時，國網公司對智能電表的招標工作正在分階段實施，智能電站的升級改造預計在今年也將有實質性進展。而局部智能電網的示范點工程已經在上海、北京等省市推廣，尤其是服務上海世博會的智能電網工程受到了各界的關注。

電表成本是企業面臨主要挑戰

• 電表成為智能電網發展的排頭兵。
• 眾多廠商參與競爭使成本競爭不斷加劇。

智能電網涵蓋的技術和涉及的產業非常廣泛，它從概念走向實踐帶動了很多產業的發展，智能電表就是其中最早受益的市場之一。由于與用電消費直接相關，也是用戶和電網公司之間的一個紐帶，智能電表成為智能電網發展的排頭兵，“智能電表相關行業未來將面臨一個每年超過50億元規模的市場。”許繼集團智能電網研究中心主任周逢權表示。

智能電表不同于傳統電表之處在于它是雙向實時通信，具有互動的特征，能夠提供實時數據，為實施階梯電價提供了可能。因此，智能電表在設計中強調了更強的信息處理、交互、計量和通信能力，在國家電網公司公布的智能電網標準中，對這些指標也都作出了詳細的規定。

新的標準增加了產品設計的難度，給電表企業帶來了技術和成本上的挑戰。“目前的電表標準使得生產成本、材料成本都大幅度提升，同時使交貨周期變長。”電表領域的專家羅冬生告訴記者。與此同時，為快速參與國家電網的智能電表招標，電表企業提供的智能電表產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準要求，但成本較高。
而智能電表招標的數量有限，參與競標的企業數量卻眾多，為獲得市場份額，廠商在競標中不得不打價格戰，中標的產品價格處于低位，企業的利潤空間很小。除了在技術壁壘較高的三相智能電表領域中標企業較為集中以外，二項、單項電表的中標企業數量都為數較多，市場份額較為分散，企業要想通過規模效應取得更多的利潤很困難。而從設計方案上看，改良的技術方案也有待進一步發展，形成更為成熟的架構。

因此，針對研發更為成熟的方案和降低成本的迫切要求，智能電表領域似乎正在醞釀著一場變革，SOC電表方案就是這次變革的中心話題之一。從很多應用領域的發展來看，SoC是必然趨勢，它作為高度集成的方案，被認為不但可以簡化設計，而且大大降低產品的成本，理論上說，電表設計同樣可以采用SoC方案。

SoC方案未來兩年將取得市場突破

• SoC提出多年，但因種種原因未被實踐。
• 成本壓力使集成的SoC方案再次被關注。

智能電表SoC的設計思路其實并非現在才提出，這種提法在業界已經存在很多年，但由于種種原因，并未在中國市場得到真正的實踐。“在中國，電表SoC方案的提出已經有很多年了，但在本地市場的發展卻是步履維艱。在10年前全電子表剛剛興起的時候，由于各地方電力局出于諸多考慮而對某些關鍵功能芯片(例如計量芯片或時鐘芯片)作出了硬性選型要求，而打消了各廠家針對國內市場進行SoC方案設計研發的想法。”飛思卡爾半導體微控制器部資深產品經理張明峰告訴記者。
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上海貝嶺股份有限公司電能計量部副總經理費宇航分析說，電力部門之所以還沒有接受SoC方案，主要是對該方案的可靠性尚心存疑慮，因為對于電表而言，計量功能的可靠性是第一位的，單獨的計量芯片經過20多年的發展，其主要生產企業在產品設計、生產制造、質量控制及服務等各方面已十分成熟，而SoC為近幾年出現的方案，其產品的長期可靠性尚待驗證，因此電力部門前期保持了謹慎態度。“集成越多的內容，可靠性的考核標準就越復雜。”銳能微總經理陳強告訴記者。羅冬生舉例說，表計對計量要求高，μV信號要計量準確，SoC在處理數電與模電相互干擾方面難度較大，這是目前沒有被采用的原因之一。

張明峰認為，盡管謹慎的做法對前期電表產品的可靠性和穩定性起到一定的作用，但卻壓制了技術方案的多樣性發展，以至于近10年來中國本地市場的全電子電表設計除了功能在不斷增強外，在技術方案上卻沒有太大的創新。

而在當前降低成本成為智能電表行業要面對的最大挑戰的形勢之下，要獲得競爭優勢和更多的利潤空間，業界不得不再次關注SOC方案。更加重要的是，此次國網公司的智能電表標準似乎也對SoC未做排斥。張明峰告訴記者，從國網電表產品標準的制定角度看，新標準完全摒棄了以前那些不合理的芯片選型規定，轉而強調明確功能要求和設定統一的技術規范。他認為，只要SoC方案完全符合標準中所規定的功能和技術要求，就可以被采用。因此飛思卡爾積極投入電表SoC的研發，最近就推出了兩款新的SoC芯片。而據悉，除了MCU廠商之外，一些計量芯片廠商也在開發SoC方案，這兩種企業形成了SoC領域中的兩個陣營。

針對SoC方案的可靠性疑慮，張明峰表示，SoC方案中電量計量的軟件算法是保證精準度的關鍵。為此，飛思卡爾基于其微處理器架構，專門開發了針對電表計量的各種軟件算法，并通過實物樣表和客戶側進行完整的驗證。目前基于其軟硬件算法能保證達到三相有功計量0.5級、無功2級的計量精度。

采用SoC方案的電表產品在很多國外市場并不受限制，因此發展相對較快，國內相當一部分電表企業的產品出口海外，SoC方案受到了這些企業的歡迎。費宇航認為，隨著SoC方案的逐漸成熟，以及在國外部分市場的批量使用帶來的示范效應，在國內電表產品成本壓力日趨增大的情況之下，SoC方案會在未來2～3年內取得實質性的突破。

局部器件也走向集成

• 存儲和無線抄表方案也走向集成。
• 產業健康發展需“游戲規則”的正確引導。

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，比如在無線抄表和存儲方面。存儲器廠商美光推出了PCM（相變存儲器）。美光亞洲區嵌入式業務總經理徐宏來告訴記者，“通過對目前電表中的存儲器的整合，由一顆PCM芯片就可以完成所有的存儲功能，比傳統存儲方案中芯片成本可降低30%～50%；同時相關的隱性成本也得到改善，比如PCB上SPI接口數量將減少，斷電保護電容或電池可以選擇較小容值的產品等等。”據他介紹，PCM由于采用先進的90納米工藝，具備高擦寫次數、位改寫以及快速接口功能，可以對目前的存儲架構起到統一整合的作用。另外PCM較大的容量也為未來存儲更多的數據提供了保障。

　SiliconLabs則針對智能電表集抄市場推出了集成RF的MCU。“SiliconLabs的Si10xx無線MCU系列，集成了超低功耗MCU及高穿透力的RF芯片，發射功率高達+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鏈路負載，不需要外部主動元器件。這些性能為無線應用帶來了更長的傳輸距離，更高的帶寬和更低的整體功耗，非常適合集中抄表的應用。”益登科技產品經理陳波告訴記者。

當然，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品的成本，并不能根本解決行業的價格戰問題。要維持行業的健康有序發展，就需要規則的制定者來做很多工作。費宇航提出，招標方應從招投標規則入手，通過這些規則鼓勵企業在產品技術創新方面作長期的投入和積累，防止生產企業只打價格一張牌，造成競相低價投標的局面。