作為智能電網(wǎng)建設(shè)的重要一環(huán)，去年10月,，國家電網(wǎng)公司出臺了新一代智能電表標(biāo)準(zhǔn)，并于去年11月進(jìn)行了第一次智能電表招標(biāo),。新標(biāo)準(zhǔn)對智能電表技術(shù)性能提出高要求,，這將引發(fā)智能電表制造業(yè)及相關(guān)芯片業(yè)的洗牌。
style-span" style="font-weight: bold; "> 國家電網(wǎng)公司新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范
《智能電能表功能規(guī)范》《單相智能電能表型式規(guī)范》《三相智能電能表型式規(guī)范》《0.2S級三相智能電能表技術(shù)規(guī)范》《0.5S級三相智能電能表技術(shù)規(guī)范》《0.5S級三相費控智能電能表(無線)技術(shù)規(guī)范》《1級三相費控智能電能表(無線)技術(shù)規(guī)范》《1級三相費控智能電能表(載波)技術(shù)規(guī)范》《1級三相費控智能電能表技術(shù)規(guī)范》《1級三相智能電能表技術(shù)規(guī)范》《單相智能電能表技術(shù)規(guī)范》《智能電能表信息交換安全認(rèn)證技術(shù)規(guī)范》
智能電表新標(biāo)準(zhǔn)具前瞻性
2009年10月,，國家電網(wǎng)公司公布了智能電表新標(biāo)準(zhǔn),。新標(biāo)準(zhǔn)包括12個規(guī)范，細(xì)化了單相智能電表和三相智能電表設(shè)計,、制造,、管理和維護(hù)的各項指標(biāo)。
行業(yè)人士對新標(biāo)準(zhǔn)均給予了高度評價,。“國家電網(wǎng)公司制定的標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)走在了歐美各國的前面,。”飛思卡爾半導(dǎo)體微控制器事業(yè)部亞太區(qū)市場部經(jīng)理曾勁濤表示，“雖然一些歐洲國家也曾經(jīng)出臺一些智能電表標(biāo)準(zhǔn),，但中國的國家電網(wǎng)公司的新標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該是全球首個如此細(xì)化,、功能要求如此之高的智能電表標(biāo)準(zhǔn)。”據(jù)悉,，該標(biāo)準(zhǔn)不僅對單相智能電表和三相智能電表的規(guī)格提出具體要求,，還對智能電表的顯示、外觀結(jié)構(gòu)和安裝尺寸,、材料及工藝等型式提出了細(xì)致的要求,。
很顯然，此次國家電網(wǎng)公司制定新標(biāo)準(zhǔn)有兩大意圖：首先,，新標(biāo)準(zhǔn)對智能電表行業(yè)提出了統(tǒng)一的要求，將為國家電網(wǎng)公司正在規(guī)劃部署的智能電網(wǎng)打下基礎(chǔ),。因為目前全國各省市都有自己的智能電表標(biāo)準(zhǔn),，各種各樣的標(biāo)準(zhǔn)無法把全國電網(wǎng)互聯(lián)在一起。標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一,，將是智能電網(wǎng)建設(shè)的重要一環(huán),。其次，新標(biāo)準(zhǔn)對規(guī)范智能電表市場起到一定作用,。目前,，我國電表市場較為混亂，電表企業(yè)大大小小有上千家,，價格也無規(guī)律可循,。一些電力系統(tǒng)的下屬電表制造企業(yè)一年也就生產(chǎn)幾萬臺智能電表，這一局面并不利于產(chǎn)業(yè)發(fā)展,。新標(biāo)準(zhǔn)對電表企業(yè)的綜合實力有基本的要求,，因此新標(biāo)準(zhǔn)對于整頓市場、培育有創(chuàng)新能力的大廠有積極推動作用,。
未來5年是換表高峰期
2010年～2014年,，中國將進(jìn)入智能電表更換高峰期,。但5年內(nèi)可能更換新表的數(shù)量，目前還沒有統(tǒng)一的說法,。根據(jù)國家電網(wǎng)公司5年685億元的投資,，業(yè)內(nèi)人士估計國家電網(wǎng)公司將采購1.7億臺左右的AMR/AMI電表。其中75%是單項智能電表,，25%是三項智能電表,。2009年11月，在新標(biāo)準(zhǔn)出臺僅一個月之后,，國家電網(wǎng)公司進(jìn)行了智能電表的首輪招標(biāo),。有說此次招標(biāo)的數(shù)量是300萬臺單相表和26.4萬臺三相表，也有說是200萬臺單相表和60萬臺三相表,。最終有10多家電表企業(yè)中標(biāo),，但數(shù)量尚無統(tǒng)一說法。
2010年,，國家電網(wǎng)公司肯定會在春節(jié)后進(jìn)行多次招標(biāo),，預(yù)計今年國內(nèi)將更換3000萬臺到5000萬臺智能電表。
新標(biāo)準(zhǔn)對MCU提出高要求
此次智能電表新標(biāo)準(zhǔn)提出的技術(shù)要求非常高,，為此,，所有電表企業(yè)都需要重新設(shè)計方案。
而對于電表MCU企業(yè)而言,，新標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求也具有巨大的挑戰(zhàn)性,。“從總的功能上來說，原來廠家設(shè)計的微控制器(MCU),，幾乎沒有能夠滿足國家電網(wǎng)公司新標(biāo)準(zhǔn)的,。”恩智浦半導(dǎo)體大中華區(qū)微控制器產(chǎn)品市場助理經(jīng)理王維表示，“因此,，每家企業(yè)現(xiàn)在都在針對新標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計新產(chǎn)品,。”
記者了解到，對比老標(biāo)準(zhǔn),，新標(biāo)準(zhǔn)對電表在計量,、費控、通信,、功耗,、電子線路布線上均有更高要求。“為此,，一些原先MCU的附加功能變成了必需的功能,。”意法半導(dǎo)體大中國區(qū)MCU產(chǎn)品市場經(jīng)理JamesWiart介紹說，“例如更高的計算能力(DMIPS)來滿足電表高性能的要求,；更多的存儲器使更復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理成為可能,；更多的I/O以支持周邊器件,，如SPI、I2C,、智能卡,、SUART以及RTC等。”
具體說來,，過去非常簡單的表需要8KFlashMCU,，現(xiàn)在，60KFlash以上的MCU才能滿足新標(biāo)準(zhǔn)的基本要求,。同時,，MCU的串口至少是3路甚至更多。而且,，由于新標(biāo)準(zhǔn)
要求在電池供電情況下電表至少運(yùn)行5年,，因此，平均來看,，整表的電流強(qiáng)度要低于30微安,。分配到MCU上，MCU的電流強(qiáng)度要在幾微安到10微安左右,。
電表MCU行業(yè)將重新洗牌
由于第一次招標(biāo)給予廠家的準(zhǔn)備時間非常短,，第一次中標(biāo)的方案并不是非常優(yōu)化的方案，這些方案主要以通過測試為主,。記者了解到,，在第一次招標(biāo)后，所有的智能電表企業(yè)和MCU企業(yè)進(jìn)行的大量設(shè)計都圍繞方案優(yōu)化和成本降低展開,。
根據(jù)市場調(diào)研公司iSuppli在2009年第二季度公布的調(diào)研數(shù)據(jù),，在單相表MCU市場上，日系企業(yè)NEC/瑞薩占有60%左右的市場,，接下來是微芯16%，德州儀器9%,，意法半導(dǎo)體5%,，飛思卡爾3%。在第一次招標(biāo)中,，由于時間緊迫,，多數(shù)客戶只能在已有方案上進(jìn)行改動，因此,，估計MCU的市場分布變化不大,。而第一次招標(biāo)之后，電表廠商要根據(jù)新標(biāo)準(zhǔn)開展新的設(shè)計,，MCU企業(yè)也會抓住新標(biāo)準(zhǔn)提供的新機(jī)遇,，展開新一輪激烈的競爭,。預(yù)計將會有大量的新方案進(jìn)入智能電表市場，參與未來的招標(biāo),。
市場上占有率較高的日系MCU產(chǎn)品存在一些典型的問題,。例如，日系MCU產(chǎn)品相對更加封閉,，軟件不太開放，客戶不易切換到其他平臺上,；與此同時,，日系產(chǎn)品8位和32位芯片采用不同平臺，客戶開發(fā)單相電表,、三相電表以及設(shè)備需要維護(hù)兩個獨立的開發(fā)平臺,，開發(fā)時間長，成本高,；而且,，日系產(chǎn)品沒有集成RTC和EEPROM，電表整體成本較高,。
而新智能電表MCU在上述問題上都有革命性創(chuàng)新,，因此，我們認(rèn)為智能電表MCU市場將進(jìn)行新一輪洗牌,。實際上,，像飛思卡爾這些動作較快的廠商，已經(jīng)推出新的產(chǎn)品系列,，其在第一次招標(biāo)中就成功將自己的市場占有率提高了一倍,。
特色MCU新方案挑戰(zhàn)老方案
目前，對比市場上的老方案,，一些新MCU（微控制器）方案提供了更加適合電表應(yīng)用的功能,。
方案一：飛思卡爾MZ系列單片機(jī)
設(shè)計細(xì)節(jié)貼近電表設(shè)計需求
該系列產(chǎn)品兼容性高。系列產(chǎn)品采用同一套開發(fā)工具,，軟件和模塊移植性強(qiáng),，大大減少開發(fā)時間，降低開發(fā)成本,。外置LCD驅(qū)動,，簡化電路板布線。讓客戶把LCD驅(qū)動和LCD放在一起,，減少布線,，提高方案抗干擾能力。5V芯片,。雖然3V芯片比5V芯片在降低功耗方面更有優(yōu)勢,，但是目前計量芯片和載波模塊都是5V的,，在同一方案中有兩個不同的電壓域就需要做各種轉(zhuǎn)換，增加了系統(tǒng)的成本并降低了可靠性,。為此,，MZ系列最終設(shè)計為5V芯片。
方案二恩智浦ARM核心單片機(jī)
ARM平臺易于開發(fā)
恩智浦Cortex-M0和Cortex-M3單片機(jī)方案,。目前重點方案包括LPC1700和LPC1100,。
恩智浦對Cortex-M0進(jìn)行了精簡處理，指令更易使用,，易于被原來使用8位和16位MCU的工程師接受,。而且，在M0核上采用C語言編程,，代碼效率更高,，程序所占容量更小，可節(jié)省綜合成本,。此外,，產(chǎn)品基于ARM平臺，可以做到無縫快速移植,。統(tǒng)一平臺可以節(jié)省研發(fā)成本,，降低研發(fā)時間?？蛻粢子讷@得相關(guān)代碼,、資料和其他信息。在工具,、軟件上易獲得更好的支持,。
方案三STM8L和STM32單片機(jī)
提供全系列智能電表元器件
意法半導(dǎo)體STM8L和基于ARMCortex-M3STM32的方案。
意法半導(dǎo)體提供全系列智能電表元器件,，包括MCU,、計量IC、電源供電,、實時時鐘,、電力線載波及存儲器等。而且,，各類元器件完全符合新標(biāo)準(zhǔn)要求。