電網(wǎng)智能化進(jìn)程提速，芯片廠商挑戰(zhàn)與機(jī)遇并存

智能電網(wǎng)經(jīng)過三年多全面規(guī)劃與示范試點(diǎn)工作，目前，中國智能電網(wǎng)建設(shè)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”專項(xiàng)規(guī)劃》，指出了中國電網(wǎng)從傳統(tǒng)電網(wǎng)向高效、經(jīng)濟(jì)、清潔、互動(dòng)的現(xiàn)代電網(wǎng)升級(jí)和跨越的總體發(fā)展目標(biāo)，以及未來五年間在“發(fā)”、“輸”、“配”等環(huán)節(jié)上的九項(xiàng)重點(diǎn)工作任務(wù)。

根據(jù)國網(wǎng)2010年規(guī)劃，在2010-2020年期間，堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)將拉動(dòng)數(shù)萬億的投資，預(yù)計(jì)將帶來近8400億元的智能電網(wǎng)設(shè)備需求。其中堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)部分，即指特高壓輸電網(wǎng)，預(yù)計(jì)將在2012-2015年迎來建設(shè)高峰，2020年完全建成，將帶來總計(jì)近2200億元的電力設(shè)備需求；電網(wǎng)智能化包括發(fā)電、輸電、變電、配電、用電、調(diào)度等六大部分，預(yù)計(jì)將在2015年前后迎來建設(shè)投資高峰、2020年前后初步建成，將帶來超過6200億元的電力設(shè)備需求。其中交流特高壓主設(shè)備總需求將超過740億元。直流特高壓一二次主設(shè)備總需求將超過1300億元。換流變壓器、換流閥、直流場(chǎng)設(shè)備、交流設(shè)備、二次設(shè)備是特高壓直流項(xiàng)目主要采購的設(shè)備。

如此大規(guī)模的設(shè)備需求同樣刺激芯片市場(chǎng)的需求，為芯片廠商帶來大量機(jī)會(huì)，但是，隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展越來越快，我國智能電網(wǎng)的發(fā)展也遇到了一系列的問題：國內(nèi)能源分配不均，調(diào)節(jié)能力不足；在發(fā)電、輸電、變電、配電、用電環(huán)節(jié)中實(shí)現(xiàn)信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化還殛需標(biāo)準(zhǔn)的支持；與國外智能電網(wǎng)部署進(jìn)度還有差距等，而這些問題同樣給智能電網(wǎng)的設(shè)備廠商和芯片供應(yīng)商帶來困擾。

挑戰(zhàn)：安全性問題突顯，區(qū)域化需求差異大

節(jié)能減排是我們所處時(shí)代的發(fā)展主題，而我國能源結(jié)構(gòu)主要以煤為主，而且能源資源分布不均，負(fù)荷增長過快。如何減少碳排放、保護(hù)環(huán)境、接納風(fēng)電及太陽能等大規(guī)?？稍偕茉闯蔀樨酱鉀Q的問題之一。在保證環(huán)保的同時(shí)，提供高穩(wěn)定性、高可靠性、低功耗的產(chǎn)品也是智能電網(wǎng)設(shè)備的關(guān)鍵芯片供應(yīng)商在設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)需要考慮的重點(diǎn)。

通過這幾年的智能電網(wǎng)建設(shè)，國內(nèi)涌現(xiàn)出一批優(yōu)秀的IC設(shè)計(jì)公司，計(jì)量芯片供應(yīng)商銳能微科技算是其一，回顧取得的成績，深圳銳能微科技市場(chǎng)部負(fù)責(zé)人苗書立表示：“在這次智能電網(wǎng)建設(shè)過程中，取得一些成績的同時(shí)也看到一些不足，智能電表屬于高可靠、高穩(wěn)定性的工業(yè)級(jí)產(chǎn)品，對(duì)于電子元器件、PCB材料、結(jié)構(gòu)件、電源系統(tǒng)、被動(dòng)器件等都有著非常高的要求，由于智能電表屬于新興產(chǎn)品，原材料供應(yīng)商和整機(jī)廠商在設(shè)計(jì)、制造過程中存在經(jīng)驗(yàn)不足以及追求低價(jià)等因素，也存在一些質(zhì)量問題，這是智能電表發(fā)展的重大挑戰(zhàn)之一，只有那些重視質(zhì)量的廠商也能在大浪淘沙中存活并壯大?！?

產(chǎn)品質(zhì)量安全問題不僅在智能電表設(shè)備中突出，其它電網(wǎng)設(shè)備也需要加強(qiáng)對(duì)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(duì)這些問題，ADI公司通過在輸配電、繼電保護(hù)、測(cè)控系統(tǒng)、電能計(jì)量及能量控制等方面的技術(shù)積累，提供從能源計(jì)量芯片到全面參與能源及電力系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)的控制系統(tǒng)方案，能夠滿足市場(chǎng)對(duì)低功耗、小封裝、低成本以及安全性方面的要求?！?

愛特梅爾亞洲區(qū)智能電力系統(tǒng)高級(jí)業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理吳煥軍

除了對(duì)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)合作的愛特梅爾亞洲區(qū)智能電力系統(tǒng)高級(jí)業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理吳煥軍表示：“與專門針對(duì)城市而開發(fā)的國家電網(wǎng)與南方電網(wǎng)相比，農(nóng)村電網(wǎng)面臨著不同的挑戰(zhàn)，比如更分散的用戶和更遠(yuǎn)的數(shù)據(jù)傳輸距離?！?

這種情況下一般采用基于GPRS調(diào)制解調(diào)器的典型解決方案。吳煥軍指出，對(duì)于這些市場(chǎng)應(yīng)用，相比主流實(shí)現(xiàn)方案，愛特梅爾可提供多功能性的通用產(chǎn)品來滿足各種特殊的要求。如針對(duì)國內(nèi)AMI工程及高端國際市場(chǎng)，開發(fā)0.2/0.5級(jí)單相智能電表，突破雙向高速通訊技術(shù)瓶頸。在國內(nèi)推出高品質(zhì)用電量信息采集系統(tǒng)，包括基于正交頻分復(fù)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(yuǎn)程寬帶無線 (4G) 電力專用通訊方式。

另外，IEEE 802.15(TM)工作組和中國WPAN工作組正在合作開發(fā)一個(gè)共同的解決方案，實(shí)現(xiàn)IEEE和中國本地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)WPAN 的兼容，此兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)工作也在同時(shí)進(jìn)行。吳煥軍表示：“IEEE 802.15.4c補(bǔ)充協(xié)議在2009年9月獲中央政府通過，愛特梅爾也密切跟進(jìn)PLC和RF規(guī)范的后續(xù)進(jìn)展，向市場(chǎng)提供與IEEE 802.15.4c補(bǔ)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(quán)頻段的運(yùn)行需要?！?

對(duì)于芯片廠商而言，不論是主控芯片、電能計(jì)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(zhàn)，這也是目前行業(yè)內(nèi)的一大問題。一家本土電力線載波芯片供應(yīng)商瑞斯康微電子總裁岳京興在接受采訪時(shí)表示：“載波芯片供應(yīng)商之間的價(jià)格戰(zhàn)，以及不斷涌現(xiàn)出的電力載波新技術(shù)，新方案對(duì)市場(chǎng)的沖擊是當(dāng)前我們面臨的主要挑戰(zhàn)。雖然國網(wǎng)招標(biāo)中電力線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(guī)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(zhàn)，岳京興介紹瑞斯康的策略：一是加強(qiáng)研發(fā)投入，從產(chǎn)品功能、性能、功耗等方面提升，在保障現(xiàn)有產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量和供貨周期的前提下，努力開發(fā)新一代產(chǎn)品。符合國際標(biāo)準(zhǔn)（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(diào)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(jī)會(huì)多

經(jīng)歷三年智能電表的部署和建設(shè)，本土芯片廠商與整機(jī)廠商一起與堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)同步并取得了快速的發(fā)展。深圳銳能微苗書立認(rèn)為“在此過程中，那些善于抓住機(jī)會(huì)的芯片廠商和電表整機(jī)廠商都取得了長足的進(jìn)步。就智能電表市場(chǎng)來說，本土芯片廠商在計(jì)量芯片、通信芯片、ESAM芯片、顯示芯片、存儲(chǔ)芯片等領(lǐng)域占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，與國際廠商相比，在CPU芯片、時(shí)鐘芯片領(lǐng)域利用SOC集成優(yōu)勢(shì)已有后來居上之勢(shì)。這在高科技領(lǐng)域尤其是工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域是不多見的?！?

當(dāng)然，關(guān)注這些成績的同時(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(nèi)公司如何借助本土優(yōu)勢(shì)與國際公司競爭，除了提供更好地技術(shù)支持，加之對(duì)本地市場(chǎng)的熟悉度，更能幫助開發(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(duì)載波芯片市場(chǎng)，瑞斯康岳京興認(rèn)為僅靠物理層的點(diǎn)對(duì)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(yīng)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支持。也就是說，載波芯片廠商不僅要提供芯片，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(nèi)的芯片廠商給客戶提供的整體方案要優(yōu)于國外的芯片廠商，原因有如下幾點(diǎn)：國內(nèi)的電力網(wǎng)環(huán)境比國外的更惡劣，國內(nèi)的芯片廠商始終在惡劣的環(huán)境下開發(fā)載波方案。而國外廠商不具備相應(yīng)條件，開發(fā)出的方案在國內(nèi)應(yīng)用的實(shí)際效果差異較大，有水土不服現(xiàn)象；國內(nèi)主流的芯片廠商已經(jīng)有數(shù)百萬，上千萬片芯片的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，基本上所有的復(fù)雜環(huán)境都碰到過了，已經(jīng)積累了豐富的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，載波方案也由此不斷地完善；國內(nèi)的芯片廠商，相對(duì)于國外廠商，更接近客戶，更了解客戶的需求，對(duì)客戶提出的要求能夠在最短的時(shí)間內(nèi)給予相應(yīng)；國內(nèi)芯片的價(jià)格通常優(yōu)于國外同類產(chǎn)品的價(jià)格。

臺(tái)灣瓷微科技總經(jīng)理曾明煌則認(rèn)為國際大廠有過度專業(yè)分工之弊，他作出三點(diǎn)解釋：市場(chǎng)上國際一線大廠及其系統(tǒng)整合商，挾著其制造與專業(yè)分工優(yōu)勢(shì)不斷攻城略地。然而，過度強(qiáng)調(diào)專業(yè)分工體系，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)上容易缺乏彈性。而國內(nèi)廠商也大多抱有專業(yè)分工思維，縱使相較國際大廠較有價(jià)格優(yōu)勢(shì)，但在整合設(shè)計(jì)上仍需花費(fèi)相當(dāng)時(shí)間與資源，總體持有成本依舊相差不多。

若拋開純粹硬件設(shè)計(jì)，而以整體系統(tǒng)提供者的角度來看，國內(nèi)廠商的優(yōu)勢(shì)才會(huì)浮現(xiàn)。以瓷微為例，從芯片層級(jí)的整合設(shè)計(jì)開始，我們成功地整合了無線射頻芯片、微處理器、內(nèi)存與周邊線路組件，將其微縮在小于10*10mm 的空間內(nèi)，讓產(chǎn)品設(shè)計(jì)成本與時(shí)間大幅降低。在與終端產(chǎn)品結(jié)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 都由單一廠商提供，對(duì)電網(wǎng)所需規(guī)格的了解、部署時(shí)程的掌控都能夠更精確地配合。

再者，本土廠商的優(yōu)勢(shì)不僅僅在于價(jià)格，而在于機(jī)動(dòng)性與技術(shù)支持度高，以十二五規(guī)劃如此龐大規(guī)模的智能電網(wǎng)架構(gòu)，若關(guān)鍵技術(shù)掌握在自家人手中，無論規(guī)格制訂、后續(xù)設(shè)備布建、技術(shù)支持等項(xiàng)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(yǎng)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，本土芯片廠商僅在技術(shù)上處于劣勢(shì)，但在技術(shù)支持、市場(chǎng)認(rèn)知度、以及政府對(duì)本土廠商支持力度上都處優(yōu)勢(shì)，而且越來越多的本土公司參與到智能電網(wǎng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制訂工作當(dāng)中，隨著智能電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的研究和推進(jìn)，在先進(jìn)計(jì)量技術(shù)、32位CPU系統(tǒng)、先進(jìn)通信技術(shù)、系統(tǒng)軟件和控制技術(shù)等領(lǐng)域?qū)⒂楷F(xiàn)新的商機(jī)，也必將帶動(dòng)這些領(lǐng)域的極大發(fā)展。

正如銳能微苗書立所描述的未來中國智能電網(wǎng)前景：未來中國智能電網(wǎng)的發(fā)展必然是標(biāo)準(zhǔn)先行，電網(wǎng)公司、學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)、設(shè)備整機(jī)廠商、芯片廠商需要合力推進(jìn)新標(biāo)準(zhǔn)的建立，積極參與國際標(biāo)準(zhǔn)的制定，使中國具備制定國際標(biāo)準(zhǔn)的能力，只有標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)先的電網(wǎng)才是真正的智能電網(wǎng)。