電網(wǎng)智能化進(jìn)程提速，芯片廠(chǎng)商挑戰與機遇并存

智能電網(wǎng)經(jīng)過(guò)三年多全面規劃與示范試點(diǎn)工作，目前，中國智能電網(wǎng)建設已全面進(jìn)入高速發(fā)展的階段。2012年5月，國家科技部正式發(fā)布《智能電網(wǎng)重大科技產(chǎn)業(yè)化工程“十二五”專(zhuān)項規劃》，指出了中國電網(wǎng)從傳統電網(wǎng)向高效、經(jīng)濟、清潔、互動(dòng)的現代電網(wǎng)升級和跨越的總體發(fā)展目標，以及未來(lái)五年間在“發(fā)”、“輸”、“配”等環(huán)節上的九項重點(diǎn)工作任務(wù)。

根據國網(wǎng)2010年規劃，在2010-2020年期間，堅強智能電網(wǎng)建設將拉動(dòng)數萬(wàn)億的投資，預計將帶來(lái)近8400億元的智能電網(wǎng)設備需求。其中堅強電網(wǎng)部分，即指特高壓輸電網(wǎng)，預計將在2012-2015年迎來(lái)建設高峰，2020年完全建成，將帶來(lái)總計近2200億元的電力設備需求；電網(wǎng)智能化包括發(fā)電、輸電、變電、配電、用電、調度等六大部分，預計將在2015年前后迎來(lái)建設投資高峰、2020年前后初步建成，將帶來(lái)超過(guò)6200億元的電力設備需求。其中交流特高壓主設備總需求將超過(guò)740億元。直流特高壓一二次主設備總需求將超過(guò)1300億元。換流變壓器、換流閥、直流場(chǎng)設備、交流設備、二次設備是特高壓直流項目主要采購的設備。

如此大規模的設備需求同樣刺激芯片市場(chǎng)的需求，為芯片廠(chǎng)商帶來(lái)大量機會(huì )，但是，隨著(zhù)智能電網(wǎng)的發(fā)展越來(lái)越快，我國智能電網(wǎng)的發(fā)展也遇到了一系列的問(wèn)題：國內能源分配不均，調節能力不足；在發(fā)電、輸電、變電、配電、用電環(huán)節中實(shí)現信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化還殛需標準的支持；與國外智能電網(wǎng)部署進(jìn)度還有差距等，而這些問(wèn)題同樣給智能電網(wǎng)的設備廠(chǎng)商和芯片供應商帶來(lái)困擾。

挑戰：安全性問(wèn)題突顯，區域化需求差異大

節能減排是我們所處時(shí)代的發(fā)展主題，而我國能源結構主要以煤為主，而且能源資源分布不均，負荷增長(cháng)過(guò)快。如何減少碳排放、保護環(huán)境、接納風(fēng)電及太陽(yáng)能等大規?？稍偕茉闯蔀樨酱鉀Q的問(wèn)題之一。在保證環(huán)保的同時(shí)，提供高穩定性、高可靠性、低功耗的產(chǎn)品也是智能電網(wǎng)設備的關(guān)鍵芯片供應商在設計產(chǎn)品時(shí)需要考慮的重點(diǎn)。

通過(guò)這幾年的智能電網(wǎng)建設，國內涌現出一批優(yōu)秀的IC設計公司，計量芯片供應商銳能微科技算是其一，回顧取得的成績(jì)，深圳銳能微科技市場(chǎng)部負責人苗書(shū)立表示：“在這次智能電網(wǎng)建設過(guò)程中，取得一些成績(jì)的同時(shí)也看到一些不足，智能電表屬于高可靠、高穩定性的工業(yè)級產(chǎn)品，對于電子元器件、PCB材料、結構件、電源系統、被動(dòng)器件等都有著(zhù)非常高的要求，由于智能電表屬于新興產(chǎn)品，原材料供應商和整機廠(chǎng)商在設計、制造過(guò)程中存在經(jīng)驗不足以及追求低價(jià)等因素，也存在一些質(zhì)量問(wèn)題，這是智能電表發(fā)展的重大挑戰之一，只有那些重視質(zhì)量的廠(chǎng)商也能在大浪淘沙中存活并壯大?！?

產(chǎn)品質(zhì)量安全問(wèn)題不僅在智能電表設備中突出，其它電網(wǎng)設備也需要加強對安全產(chǎn)品的重視。ADI公司技術(shù)業(yè)務(wù)經(jīng)理張松剛介紹：“目前電網(wǎng)供電質(zhì)量及安全性等問(wèn)題已浮出水面，需要智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈上各方共同努力，進(jìn)而促進(jìn)智能電網(wǎng)的發(fā)展。針對這些問(wèn)題，ADI公司通過(guò)在輸配電、繼電保護、測控系統、電能計量及能量控制等方面的技術(shù)積累，提供從能源計量芯片到全面參與能源及電力系統各個(gè)環(huán)節的控制系統方案，能夠滿(mǎn)足市場(chǎng)對低功耗、小封裝、低成本以及安全性方面的要求?！?

愛(ài)特梅爾亞洲區智能電力系統高級業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理吳煥軍

除了對產(chǎn)品安全性、可靠性方面的要求，地域分布的不同，產(chǎn)品需求也有很大差異。正在與國家電網(wǎng)及南方電網(wǎng)合作的愛(ài)特梅爾亞洲區智能電力系統高級業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理吳煥軍表示：“與專(zhuān)門(mén)針對城市而開(kāi)發(fā)的國家電網(wǎng)與南方電網(wǎng)相比，農村電網(wǎng)面臨著(zhù)不同的挑戰，比如更分散的用戶(hù)和更遠的數據傳輸距離?！?

這種情況下一般采用基于GPRS調制解調器的典型解決方案。吳煥軍指出，對于這些市場(chǎng)應用，相比主流實(shí)現方案，愛(ài)特梅爾可提供多功能性的通用產(chǎn)品來(lái)滿(mǎn)足各種特殊的要求。如針對國內AMI工程及高端國際市場(chǎng)，開(kāi)發(fā)0.2/0.5級單相智能電表，突破雙向高速通訊技術(shù)瓶頸。在國內推出高品質(zhì)用電量信息采集系統，包括基于正交頻分復用(OFDM) 高速窄帶載波通訊技術(shù)的本地自動(dòng)抄表方式和遠程寬帶無(wú)線(xiàn) (4G) 電力專(zhuān)用通訊方式。

另外，IEEE 802.15(TM)工作組和中國WPAN工作組正在合作開(kāi)發(fā)一個(gè)共同的解決方案，實(shí)現IEEE和中國本地區標準WPAN 的兼容，此兩個(gè)標準的開(kāi)發(fā)工作也在同時(shí)進(jìn)行。吳煥軍表示：“IEEE 802.15.4c補充協(xié)議在2009年9月獲中央政府通過(guò)，愛(ài)特梅爾也密切跟進(jìn)PLC和RF規范的后續進(jìn)展，向市場(chǎng)提供與IEEE 802.15.4c補充協(xié)議物理層兼容的RF收發(fā)器方案，支持中國市場(chǎng)在1GHz亞頻段免授權頻段的運行需要?！?

對于芯片廠(chǎng)商而言，不論是主控芯片、電能計量芯片還是載波芯片等，都因參與者甚多，面臨不同程度的價(jià)格戰，這也是目前行業(yè)內的一大問(wèn)題。一家本土電力線(xiàn)載波芯片供應商瑞斯康微電子總裁岳京興在接受采訪(fǎng)時(shí)表示：“載波芯片供應商之間的價(jià)格戰，以及不斷涌現出的電力載波新技術(shù)，新方案對市場(chǎng)的沖擊是當前我們面臨的主要挑戰。雖然國網(wǎng)招標中電力線(xiàn)載波芯片已基本國產(chǎn)化，主要以北京福星曉程、青島東軟、鼎信以及瑞斯康為主，但由于電力線(xiàn)載波技術(shù)參差不齊，市場(chǎng)上至少有十幾種不同載波方案，一些不規范的電力載波方案擾亂市場(chǎng)，不太利于行業(yè)良性發(fā)展?！?

為提升行業(yè)競爭力，避免深度價(jià)格戰，岳京興介紹瑞斯康的策略：一是加強研發(fā)投入，從產(chǎn)品功能、性能、功耗等方面提升，在保障現有產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量和供貨周期的前提下，努力開(kāi)發(fā)新一代產(chǎn)品。符合國際標準（PRIME,ERDF-G3, G.hnem, IEEE-1901.2）的窄帶電力載波（N-PLC）技術(shù)也正在積極研發(fā)中；二是關(guān)注國際新技術(shù)的進(jìn)展，如寬帶電力載波技術(shù)，以及基于OFDM調制方式的窄帶載波技術(shù)。

較量：國外公司技術(shù)好，本土公司機會(huì )多

經(jīng)歷三年智能電表的部署和建設，本土芯片廠(chǎng)商與整機廠(chǎng)商一起與堅強智能電網(wǎng)建設同步并取得了快速的發(fā)展。深圳銳能微苗書(shū)立認為“在此過(guò)程中，那些善于抓住機會(huì )的芯片廠(chǎng)商和電表整機廠(chǎng)商都取得了長(cháng)足的進(jìn)步。就智能電表市場(chǎng)來(lái)說(shuō)，本土芯片廠(chǎng)商在計量芯片、通信芯片、ESAM芯片、顯示芯片、存儲芯片等領(lǐng)域占據絕對優(yōu)勢，與國際廠(chǎng)商相比，在CPU芯片、時(shí)鐘芯片領(lǐng)域利用SOC集成優(yōu)勢已有后來(lái)居上之勢。這在高科技領(lǐng)域尤其是工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域是不多見(jiàn)的?！?

當然，關(guān)注這些成績(jì)的同時(shí)，我們也看到一些不足。在技術(shù)成熟度和完整解決方案方面，我們還有差距。國內公司如何借助本土優(yōu)勢與國際公司競爭，除了提供更好地技術(shù)支持，加之對本地市場(chǎng)的熟悉度，更能幫助開(kāi)發(fā)出符合市場(chǎng)需求的產(chǎn)品。

瑞斯康微電子總裁岳京興

針對載波芯片市場(chǎng)，瑞斯康岳京興認為僅靠物理層的點(diǎn)對點(diǎn)通訊能力不能保證整體網(wǎng)絡(luò )的通訊效果，必須要有靈活，高效和自適應的網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的支持。也就是說(shuō)，載波芯片廠(chǎng)商不僅要提供芯片，還要提供網(wǎng)絡(luò )解決方案，才能保證通訊效果。他指出國內的芯片廠(chǎng)商給客戶(hù)提供的整體方案要優(yōu)于國外的芯片廠(chǎng)商，原因有如下幾點(diǎn)：國內的電力網(wǎng)環(huán)境比國外的更惡劣，國內的芯片廠(chǎng)商始終在惡劣的環(huán)境下開(kāi)發(fā)載波方案。而國外廠(chǎng)商不具備相應條件，開(kāi)發(fā)出的方案在國內應用的實(shí)際效果差異較大，有水土不服現象；國內主流的芯片廠(chǎng)商已經(jīng)有數百萬(wàn)，上千萬(wàn)片芯片的現場(chǎng)應用經(jīng)驗，基本上所有的復雜環(huán)境都碰到過(guò)了，已經(jīng)積累了豐富的實(shí)戰經(jīng)驗，載波方案也由此不斷地完善；國內的芯片廠(chǎng)商，相對于國外廠(chǎng)商，更接近客戶(hù)，更了解客戶(hù)的需求，對客戶(hù)提出的要求能夠在最短的時(shí)間內給予相應；國內芯片的價(jià)格通常優(yōu)于國外同類(lèi)產(chǎn)品的價(jià)格。

臺灣瓷微科技總經(jīng)理曾明煌則認為國際大廠(chǎng)有過(guò)度專(zhuān)業(yè)分工之弊，他作出三點(diǎn)解釋?zhuān)菏袌?chǎng)上國際一線(xiàn)大廠(chǎng)及其系統整合商，挾著(zhù)其制造與專(zhuān)業(yè)分工優(yōu)勢不斷攻城略地。然而，過(guò)度強調專(zhuān)業(yè)分工體系，在系統設計上容易缺乏彈性。而國內廠(chǎng)商也大多抱有專(zhuān)業(yè)分工思維，縱使相較國際大廠(chǎng)較有價(jià)格優(yōu)勢，但在整合設計上仍需花費相當時(shí)間與資源，總體持有成本依舊相差不多。

若拋開(kāi)純粹硬件設計，而以整體系統提供者的角度來(lái)看，國內廠(chǎng)商的優(yōu)勢才會(huì )浮現。以瓷微為例，從芯片層級的整合設計開(kāi)始，我們成功地整合了無(wú)線(xiàn)射頻芯片、微處理器、內存與周邊線(xiàn)路組件，將其微縮在小于10*10mm 的空間內，讓產(chǎn)品設計成本與時(shí)間大幅降低。在與終端產(chǎn)品結合時(shí)，由于從芯片、韌體與通信協(xié)議的編程，以至于上層API 都由單一廠(chǎng)商提供，對電網(wǎng)所需規格的了解、部署時(shí)程的掌控都能夠更精確地配合。

再者，本土廠(chǎng)商的優(yōu)勢不僅僅在于價(jià)格，而在于機動(dòng)性與技術(shù)支持度高，以十二五規劃如此龐大規模的智能電網(wǎng)架構，若關(guān)鍵技術(shù)掌握在自家人手中，無(wú)論規格制訂、后續設備布建、技術(shù)支持等項目上都能夠充分發(fā)揮，除提升整體技術(shù)力量外，也直接或間接培養更多相關(guān)產(chǎn)業(yè)的人才，厚植產(chǎn)業(yè)實(shí)力與外競爭。

可以看出，本土芯片廠(chǎng)商僅在技術(shù)上處于劣勢，但在技術(shù)支持、市場(chǎng)認知度、以及政府對本土廠(chǎng)商支持力度上都處優(yōu)勢，而且越來(lái)越多的本土公司參與到智能電網(wǎng)相關(guān)標準的制訂工作當中，隨著(zhù)智能電網(wǎng)標準的研究和推進(jìn)，在先進(jìn)計量技術(shù)、32位CPU系統、先進(jìn)通信技術(shù)、系統軟件和控制技術(shù)等領(lǐng)域將涌現新的商機，也必將帶動(dòng)這些領(lǐng)域的極大發(fā)展。

正如銳能微苗書(shū)立所描述的未來(lái)中國智能電網(wǎng)前景：未來(lái)中國智能電網(wǎng)的發(fā)展必然是標準先行，電網(wǎng)公司、學(xué)術(shù)機構、設備整機廠(chǎng)商、芯片廠(chǎng)商需要合力推進(jìn)新標準的建立，積極參與國際標準的制定，使中國具備制定國際標準的能力，只有標準領(lǐng)先的電網(wǎng)才是真正的智能電網(wǎng)。