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“十三五”中国智能电网领域集成电路市场分析与展望

2017-1-10

来源:中国半导体行业信息网

随着中国制造2025等国家战略的实施,工业领域的信息化自动化智能化改造进一步提速,工业领域的集成电路市场也保持了快速的增长,其中智能电网的建设则是重要的推动之一。

 

在我国,国网公司于20095月首次公布了智能电网的发展计划,并于20101月发布了《关于加快推进坚强智能电网建设的意见》,提出了到2020年基本建成坚强智能电网的目标。根据国家电网公司的智能电网建设规划,从2009年起,国网公司35年内投资近800亿元用于在系统下31个省网公司建立用电信息采集系统,其中用于用电自动化管理系统和数据采集终端的采购资金约230亿元,用于载波表的采购资金约270亿元。随着智能电网建设的推进,对智能电表的需求将会大幅度增加。南方电网公司方面,“十二五”期间,年均电网投资额达到1,000亿元。这些工程的推进都极大地拉动电能表的市场需求。

 

在智能电网系统中,涉及产品种类很多,其中智能电表以及相匹配的数据采集系统是最主要的部分,而他们所用到的电能计量芯片、MCU芯片以及电力载波芯片则是三类最重要集成电路产品。

电能计量芯片作为智能电表的核心器件,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,是智能电表的核心。由于国内智能电表招标存在一定的年份差异,电能计量芯片市场也随着有一定程度的波动。

 

20102015年中国电能计量芯片规模与发展(按销量)

20102015年中国电能计量芯片规模与增长(按销售额)

 

从产品构成来看,中国智能电表市场目前仍以单相电表为主。中国单相智能电能表市场,以国家电网和南方电网招标为主,其中国家电网占绝对多数。单相电能表作为智能电表中最基本的品种,随着大规模换表潮的结束,以及前期招标的电能表的更换需求的到来,将进入一个平稳发展的时期,出货量将基本保持稳定。

 

20102019年中国电能计量芯片单相计量芯片规模与发展(按销量)

20102019年中国电能计量芯片单相计量芯片规模与发展(按销售额)

 

从单相计量芯片的产品结构上看,随着国内厂商技术的进一步成熟,以及智能电网对单一芯片综合功能上的要求进一步提高,单一计量芯片市场将逐步萎缩,各个电表厂商将更多采用SoC方案。系统集成SoC方案将获得更大的市场空间。

 

20102019年中国普通单相计量芯片市场容量规模与发展(按销量)

 

20102019年中国普通单相计量芯片市场容量规模与发展(按销售额)

当前单相电能表SoC芯片以出口为主,但随着两网公司在采购成本及综合能力上对电能表芯片的要求越来越高,国内普通单相计量芯片的市场将被一部分集成了MCU芯片及其他功能芯片的SoC芯片所替代。

 

20122019年中国单相电能表SoC芯片市场容量规模与发展(按销量)

20122019年中国单相电能表SoC芯片市场容量规模与发展(按销售额)

随着工业用途的扩展和智能电网建设的深入,三相电能计量的市场保持了高速增长态势。2010年至2015年间,三相计量芯片市场容量年复合增长率达到13.95%

 

20102019年中国电能计量芯片三相电能计量芯片规模与发展(按销量)

20102019年中国电能计量芯片三相电能计量芯片规模与发展(按销售额)

随着过去几年智能电表招标规模逐步扩大,国家电网、南方电网采购规模平缓增长。未来几年,受到中国市场智能电网建设逐步深入、前期电能表轮换以及电能表出口规模增大的影响,电能计量芯片市场将保持稳步增长,预计到2019年,中国电能计量芯片销量将达到18,427万颗。

 

20162019年中国电能计量芯片规模与发展(按销量)

20162019年中国电能计量芯片预计市场规模与发展(按销售额)

在智能电网大规模建设和国网公司智能电表招标采购的影响下,电子式电表持续快速增长,机电感应式电表的市场空间迅速萎缩,其市场逐渐被电子式产品所替代。目前,我国生产的电能表产品中约90%的产品为电子式,未来电子式电能表将完全取代机械式电能表。同时,随着电力部门不断扩展,三相多功能电能表的应用领域从基本的用电计量计费、配电变压器扩展到变电站的经营管理、用电需求侧管理的计量、发电厂上网电量、跨省电网联络线交换电量的计费等领域,从大工业用户计费扩展至商业、非工业、普通工业户的计费,三相产品的需求急剧扩大,三相电能表市场有着巨大的发展空间。

 

20162019年中国电能计量芯片预计市场规模结构(按销量)

20162019年中国电能计量芯片预计市场规模结构(按销售额)

除了计量芯片之外,MCU芯片也是智能电表中核心的集成电路产品之一。过去5年,中国进入智能电表更换高峰期。智能电表新标准提出的技术要求非常高,所有电表企业也都更新了自己的设计方案。新标准对电表在计量、费控、通信、功耗、电子线路布线上均有更高要求,并需要更高的计算能力(DMIPS)来满足电表高性能;更多的存储器使更复杂的数据处理成为可能;更多的I/O以支持周边器件,如SPII2C、智能卡、SUART以及RTC等都成为了新型MCU的必须功能。

 

20102019年中国电力芯片MCU规模与发展(按销量)

20102019年中国电力芯片MCU规模与发展(按销售额)

随着企业对管理自动化、信息化、减员增效要求的不断提升,电力企业的自动抄表、工业企业的制造物联网、办公及居住的楼宇智能化已成为市场热点和必然趋势。电力载波通信凭借其基于电力线传输的无法比拟的优越性,成为智能电网自动抄表系统、制造物联系统、智能大厦和智能小区底层通讯方式的首选。

 

与此同时,电力线载波通信芯片的应用领域也在不断拓宽,特别是工业控制和智能家居领域。LED路灯控制、矿井安全管理、电动汽车管理、家用计量仪表信息传输等领域的发展也将大大推动电力线载波通信芯片市场的快速增长。

 

20102019年中国电力线载波通信芯片市场规模与发展(按销量)

20102019年中国电力线载波通信芯片市场规模与发展(按销售额)

除此以外,主要应用于新能源汽车的充电桩、光伏发电和智能家居三大领域的直流计量芯片也成为了行业发展热点之一。2015年中国新能源汽车充电站约有3,600个,共计3.90万个充电桩。预计到2020年,全国的新能源汽车充电桩将达到500万个。到2020年,预计中国智能家居领域中智能电视的产量约为1,800万台,智能热水器的产量约为3,100万台,智能冰箱的产量约为3,400万台,智能空调的产量约为7,000万台,智能小家电的产量约为15000万台。同时,到2020年,直流电能计量芯片在智能电视、智能热水器、智能冰箱和智能空调领域中的渗透率有望达到20%,在智能小家电领域的渗透率有望达到5%。这些应用领域的发展都将极大促进直流计量芯片市场的发展。

 

20162020年中国直流电能计量芯片市场规模预测

在信息技术高速发展的今天,不仅国内市场具有良好的发展前景,国外市场也同样具有广阔的市场空间。根据国际能源署(InternationalEnergyAgency)的预测,到2040年,60%的电力投资会用于可再生能源技术,全球可再生能源发电量达到8300TWh,占总发电量增量的一半。世界范围内强劲的可再生能源投资将继续推动电气仪表和设备产业的发展,为相关集成电路产品市场的发展提供了有力支撑。

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