国产芯片大赛道？看智能电表计量/MCU芯片市场及上市企业分析

　　智能芯片是智能电表的重要组成部分，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，智能芯片主要包括电能计量芯片、智能电表MCU和载波通信芯片等，本篇主要围绕计量芯片和MCU芯片进行介绍。
 

　　电能计量芯片在智能电表中实现以微电子电路为基础的电能数据计量，主要用于工业和家庭用电户的用电信息计量。计量芯片是智能电网用电信息计量系统的核心元器件，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。计量芯片直接关系电能表的计量精度和工作可靠性、稳定性等产品品质，其产品用量与下游智能电表行业市场规模高度匹配：
 

　　精确度方面，电能计量芯片使得电能表的计量精度较以往有大幅提升，并且能够在复杂、恶劣的应用条件下精确地计量用电量；
 

　　可靠性方面，电能计量芯片要能够保证计量精度长时间稳定，不受安装、运输影响；
 

　　在应用方面，电能计量芯片的功能集成可以实现集中抄表、多费率、预付费、防窃电、双向计量等多重功能。
 

　　各计量芯片的市场
 

　　电能计量芯片产品主要包括三相电能计量芯片、单相电能计量芯片、单相电能表SoC芯片。
 

　　在单、三相计量芯片主要的国外厂商包括ADI、TDK、Atmel、Cirrus Logic ；国国内公司包括复旦微电、上海贝岭(锐能微)、钜泉光电等，基本上占据了国内绝大部分市场份额，其中，上海贝岭，矩泉光电位居但市场占有率的一二位。
 

　　SoC芯片是在单相电能计量芯片的基础上，通过集成 MCU 芯片、时钟芯片(RTC)等相关模块的整合芯片，能够在提供完整的智能电表芯片解决方案的同时，有效降低智能电表的芯片成本。SoC中集成了计量单元，这个单芯片SoC解决方案的成本优势会更高。钜泉光电、上海贝岭和智芯微分别位居市场占有率第一、第二和第三。海外出口也还是以单芯片SoC为主；在单相SoC芯片市场，钜泉光电不断蚕食德州仪器、矽力杰、瑞萨电子的市场空间，占有率逐步达到出口市场的第一位。
 

　　物联网的兴起为 MCU产品带来了更加广阔的应用领域和更为丰富的终端场景，庞大的下游市场需求为MCU 产业的稳步增长提供了有力支撑，智能电表 MCU 是 MCU 的一种细分产品形式，是电能表内的主控核心芯片，在智能电表中发挥控制、协调及调度的功能，所以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，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。
 

　　MCU的市场
 

　　国内智能电表MCU市场，原先由瑞萨电子、OKI、ST占据的市场被复旦微电为代表的国产公司占据大部分份额。目前复旦微电、矩泉光电、上海贝岭分别位居市场占有率第一、第二和第三。
 

　　电能表(计量/MCU)芯片企业的市场情况
 

　　受芯片价格上涨影响，电能计量芯片从每颗2.31元上涨至3.45元，上涨50%；智能MCU芯片从每颗3.26元上涨至4.01元。
 

　　上海贝岭(600171)
 

　　根据上海贝岭2021年年报显示，2019年、2020年和2021年归属上市公司股东的扣除非经常性损益的净利润分别为13,23万 元、17,732万元和 39,773万元。2019年、2020年和2021年扣除非经常性损益后的加权平均净资产收益率分别为4.22%、5.59%和11.08%。深圳锐能微是上海贝岭下属的主要从事电力计量芯片的企业，该公司2019-2020年营收分别为1.80亿元、1.66亿元，2021未披露。
 

　　2021报告期内，上海贝岭用于物联网电表(多芯方案)的计量芯SoC芯片和 2021版升级表中的计量芯片已完成全面布局，在已完成的送检表中，公司仍占据统招市场的最大份额。2021年4月，上海贝岭在国家电网物联表试点招标中占据最大的市场份额，计量芯SoC已经实现批量出货。此外，智能电表海外市场处快速发展阶段，2021年出口订单猛增，上海贝岭面向智能电能表海外市场的单相SoC芯片销售量再创历史新高。
 

　　报告期内，上海贝岭研发成功的IR46计量芯片+计量MCU一体集成的计量芯SoC物联表解决方案实现批量出货。在上海贝岭成熟的计量芯片技术基础上，以支持“城市数字化”和双碳战略为契机， 将相关技术拓展到充电桩、智能家居、数据中心等领域，使充电桩、数据中心等用电场所的能耗可测，使用更加安全，多路交直流计量产品在物联网应用中实现量产销售。针对充电桩应用，上海贝岭开展了直流计量技术的研究和储备，以满足高精度直流计量的需求；上海贝岭隔离类产品研发持续 进行中。
 

　　钜泉光电(835933)
 

　　钜泉光电2022年8月1日取得核准/注册，在科创板上市，钜泉光电的芯片分为计量芯片、MCU芯片、载波及相关芯片三大类，2021年营业收入约4.99亿元，净利润约1.01亿元。从2019年至2021年，计量芯片的销量从6602万颗增长至7490万颗，金额增加至2.59亿元，其中三相电计量芯片是钜泉光电的主要收入来源，过去三年营收分别为6162万元、1.03亿元及1.33亿元，占营收的比例分别为20.53%、27.13%和26.69%；MCU芯片销量从2924万颗上涨至3484万颗，金额增加至1.38亿元；载波及相关芯片的销量从729万颗增长至1440万颗，金额增加至9009万元。
 

　　钜泉光电多产品线逐步完成进口替代并占据主要市场地位，三相计量芯片出货量在国内统招市场常年稳居第一、单相SoC芯片在出口市场排名第一、单相计量芯片和智能电表MCU芯片在国内统招市场排名第二；高速载波通信芯片获得国网首批认证并取得芯片级互联互通检验报告。公司累计供应芯片超过3亿颗，产品覆盖超过2亿台以智能电表为主的电网终端设备，已得到电能表厂商和电网企业的广泛认可。近三年营业收入复合增长率为28.98%。
 

　　复旦微电(688385)
 

　　复旦微电智能电表产品线已拥有 FM330x/331x/33A0xx/33A0xxB 系列智能电表 MCU 芯片、 FM3316/3313/3312、FM33A0xx/33G0xx 系列超低功耗 MCU 芯片，以及 FM38025T 高精度实时 时钟芯片、FM320x 系列电力载波芯片，MCU 核心系列产品涵盖了从 8 位机、16 位机到 32 位 ARM Cortex M0+平台，内嵌存储容量从 64K 直至最高的 512K，实现了产品的平台化、系列化，被广泛应用于智能电网、智能三表、智能路灯、智能家居、健康医疗等应用领域。
 

　　2021年报显示复旦微电实现营业收入约为25.77亿元，较上年同期增加 52.42%；实现归属于上市 公司股东的净利润约为5.14亿元，较上年同期增加 287.20%；智能电表芯片收入约2.96亿元，同期增加64.18%。复旦微电MCU芯片累计出货超过 5亿颗，其中，智能电表MCU出货量超4亿颗，在国家电网单相智能表MCU市场份额占比排名第一。
 

　　2022年半年报报告期内，复旦微电实现营业收入约为 17.02亿元，较上年同期增加 50.83%；智能电表产品线实现销售收入约为 2.76 亿元。报告期内智能电表：类别产品销售额较去年同期增加 177.86%，由于供应链改善，整 销量较去年同期增加，得益于新产品量产、价格调整及智能电表专用 MCU 芯片市场占有率高， 使该类别整体销售额及销售毛利取得可观业绩。
 

　　智能电表市场计量芯片和MCU的未来
 

　　2022年MCU市场，正从普涨走向分化，智能电表芯片属于特定细分领域产品，但国内市场销量受国网、南网招标计划影响较大。
 

　　计量芯片
 

　　在我国的坚强智能电网建设过程中，随着智能电网对电表终端综合功能的要求进一步提高，需要更高的计算能力，更多的存储器，更多的 I/O 以支持周边器件，以及随着国内厂商技术的进一步成熟，单一功能的计量芯片将逐步被集成了 MCU 及其他功能的 SoC 芯片取代。因此，兼具SoC设计能力的厂商将在市场中取得新的机会。
 

　　此外，随着物联网的发展，新能源、清洁能源和直流输电技术兴起，下游市场对直流计量功能的需求不断增加，各厂商在直流计量芯片领域将获得新的市场空间。直流计量芯片应用在充电桩、智能交通灯等产品。
 

　　MCU
 

　　国网、南网均在电能表国际建议IR46的框架下，积极预研下一代智能电表的技术、功能、标准等细则。根据 IR46 要求，智能电表的法制计量功能与管理功能需作物理分离，即“双芯”智能电表设计模式。未来，随着下一代智能电表在国网、南网体系内逐步推广，智能电表方案将发生本质的变化。在“双芯”智能电表模式中，原先的单 MCU 系统将分为双MCU系统，对应的智能电表 MCU 需求将大幅增长，对应的智能电表MCU厂商也将迎来业绩上升期。
 

　　原标题：国产芯片大赛道？看智能电表计量/MCU芯片市场及上市企业分析！