智能电表的普及会带动哪些芯片的需求？

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智能电表是提高电力的利用率的关键产品之一。智能电表可以使用在电动汽车的充电中，可以让客户避免用电高峰，以提高电网设备利用率，满足不同设备的充电需求。同时，通过搜集用电数据，记录用户家庭电器习惯。此外，智能电表还可以记录用户消耗的水、燃气等其他能源的数据。电表的智能化，有助于对电力系统的管理。 智能电表的发展，是智慧城市的重要组成部分，也是物联网产业发展的结果之一。而随着电表的电子化程度逐渐增加，智能电表中集成电路的含量也在增加。 而由于电力系统与国家安全息息相关，智能电表中芯片产品的国产化也十分重要。因此，智能电表相关芯片成为一部分国产半导体公司发力的赛道。2018年第四季度，国网仅对HPLC模块进行的招标金额就达到了24.6亿元。4月27日，复旦微发布2022年第一季度财报，显示智能电表芯片业务收入约为1.02亿元。 那么智能电表的普及会带动哪些芯片的需求，其景气又能持续多久呢？
智能电表中的主要三类芯片

载波通信及相关芯片
载波通信芯片电力线载波通信技术是指以电力线为信息传输媒介，信号经过载波调制技术，实现在电网各个节点之间进行数据传输的一种通信技术。电力线载波通信技术依托电力线网络，无需重新布线，具有投资小、运行成本低等优势。 载波通信的实现包括OFDM载波芯片、HPLC芯片、BPSK芯片以及PA芯片等。 OFDM载波芯片是为了实现OFDM技术。OFDM，Orthogonal Frequency Division Multiplexing正交频分复用，是指多载波调制技术。采用OFDM技术可以提高电力线网络传输质量，提供较高带宽并且保证带宽传输效率，而且适当的纠错技术可以确保可靠的数据传输。 OFDM芯片国外的主要厂商有Semtech、瑞萨电子、ST等；国内厂商包括东软载波、钜泉光电、力合微。 HPLC芯片是为了实现高速电力线载波的功能。高速电力线载波（HPLC）也被称作为宽带电力线载波，是在低压电力线上进行数据传输的宽带电力线载波技术。HPLC是以电力线作为通信媒介实现低压电力用户电信息传输、交互的通信网络。和传统的低速窄带电力线载波技术相比，HPLC技术具有传输速率高、带宽大的特点，能够满足低压电力线载波通信的高要求。 BPSK芯片则是为了支持BPSK调制解调方式的芯片，采用双载波BPSK调制解调方式的SoC电力线载波通信芯片，可以实现基于电力线的可靠通信，芯片内置调制解调器、MCU、FLASH存储单元以及ADC/DAC等功能单元。 PA芯片是线性放大器，与高速电力线载波通信主芯片配套使用，是保障高速电力线载波通信模块性能不可缺少的组成部分。国网各大供应商在供应HPLC芯片的同时，需要采购PA芯片。目前国外厂商有德州仪器，而国内方面有载波通信芯片产品的厂商也基本都提供PA芯片。

电能计量芯片

计量芯片最基础的功能是测量用电量、功率、有效电流和有效电压，这是计量芯片最基础的测量功能。还有一些计量芯片除了基础的测量功能外，还可以测量功率因素、市电的线性频率、相角、过零点、视在功率等参数。 市电分为单相电和三相电因此电能计量芯片分为单相、三相计量芯片。在单、三相计量芯片主要的国外厂商包括ADI、TDK、Atmel、Cirrus Logic ；国内公司复旦微、上海贝岭、钜泉光电占据了国内统招市场绝大部分市场份额。 智能电表 MCU 智能电表MCU是智能电表的控制中心。 智能电表对主控MCU有较高的可靠性要求，必须满足工业级温度范围-40—+85℃，支持1.8-5.5V宽电压工作，并且要求不少于10年的长期稳定运行。随着新一代智能电表技术规范的实施，智能电表对主控MCU的速度、运算能力、存储容量和工作寿命等，都会进一步提出更高的要求，相应的工艺技术也在向55nm及以下的嵌入式闪存工艺转移。
相关赛道现状：国产化程度高，竞争激励
在智能电表相关领域，国内在技术上并不逊色于国外厂商。 在单相SoC芯片市场，钜泉不断占据德州仪器、矽力杰和瑞萨电子的市场空间，占有率逐步攀升至出口市场第一位；在单、三相计量芯片市场，ADI、TDK、Atmel、CirrusLogic等国际芯片厂商已经逐渐被国产厂商替代；在智能电表MCU市场，原先由瑞萨电子、OKI和ST占据的市场空间，现在则被以复旦微为代表的国产公司占据国内统招市场的大部分份额；在OFDM载波芯片市场，国内也有满足G3-PLC国际标准的芯片与Semtech、瑞萨电子、ST 等国际厂商进行直接竞争。 国产化程度高的也就意味着这条赛道上国产厂商的竞争的激烈。由于智能电表的使用量非常大，一年采购量有几千万只，面对这样一块蛋糕，厂家之间竞争的激烈程度可想而知。 2015年招标中有120余家企业参与投标,到现在2021年仅剩下80多家。除了技术的迭代留下真正有实力的厂商，这一市场的还有国家电网下属的大部分市场被国网下属的智芯微占据。 但重要的是智能电表相关芯片的性能、标准、发展方向完全取决于于国家电网对智能物联表和双模通信单元的推进速度和推行力度，这也是智芯微在竞争者中独有的优势。 国内、国外电网新标准、新规划也在不断更新，对电网终端设备及其核心芯片的技术要求也随之不断提高。业内企业经过长时间的业务实践和自主研发才能逐渐掌握相关产品核心技术，新进入的企业难以在短时间内完成技术沉淀和经验积累，很难在短期内取得技术竞争优势并对现有竞争。对于在这条赛道的厂商们，如何在激烈的竞争中突出重围是关键问题。

能耗管理的大背景下，行业周期仍向上

 

2018年开始，首轮建设的智能电表开始进入更换的高峰期，国网智能电表招标总额整体处于上升通道。2020年第二批招标开始，国网开始全面实行 698-IR46 规格的智能电表。相比上一代电表，还增加了远程抄表及电能质量监测等功能，单表价值量普遍提升30%-50%。2021年前11个月，国网智能电表招标总额达到200亿元，较2020年全年提升50%。 2019年3月，国家电网发布了《泛在电力物联网建设大纲》，计划分两阶段推进泛在电力物联网建设：（1）2019至2021年为战略突破期，将重点应用物联网、大数据、人工智能等新技术，提升电网泛在物联和深度感知能力，于2021年初步建成泛在电力物联网；（2）再通过三年的持续提升，到2024年建成泛在电力物联网。 节能降耗是实现“碳达峰、碳中和”的重要路径。2021年10月，国务院发布《2030年前碳达峰行动方案》，提出提高节能管理信息化水平，完善重点用能单位能耗在线监测系统，建立全国性、行业性节能技术推广服务平台，推动高耗能企业建立能源管理中心。 可以看到，在政策的直接推动下，智能电表产业未来仍有向上增长的空间，而这也是支撑相关芯片企业上市的背书之一。

 

智能电表背后的无限潜力
智能电表的发展的背后是物联网市场的潜移默化。随着物联网的发展，电能计量芯片还应用在了充电桩、智能交通灯等产品。 可以看到智能电表的系统进步将有可能在未来与智能家居、智慧交通等等产业发生紧密联系。 国网公司启动的下一代基于IR46协议的电能表方案，双芯电表的设计原则为法制计量功能与非计量功能相互独立。非计量部分软件在线升级，不影响法制计量部分的准确性和稳定性。计量芯片独立运行，法制认证，不允许软件升级；管理芯软件允许升级，管理芯的故障不影响计量芯的运行。 管理芯片的设置预示着围绕着智能电网在未来会向着更加智能的方向前行。这也解释了华为旗下的海思半导体为何也在智能电表相关芯片上推出PLC-IoT芯片。 2022年4月华为将消费者业务更名为终端业务，重点为政府和教育、医疗、制造、交通、金融、能源等六大行业提供商用办公解决方案。在华为受到制裁后，现在的华为将终端从手机方面扩大，认为终端并不仅仅是手机，人们需要的是更多的以人为中心的更好的体验，提出了全场景智慧化发展战略。华为的多个动作都显示了华为对物联网业务的看好。 智能电表是物联网大潮推进的一小步，但也是关键一步。以此为起点的中国物联网之路，还有许多风景。
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