中國IC加熱電表計量芯片供應(yīng)市場

　　在中國的電表市場上，電子式電表約占30?40%，其中單相電子式電表的年需求量穩(wěn)定為2000萬只左右，三相電子式電表已增長到600萬只以上。電子式電表具有精度高、功能強、壽命長等優(yōu)點，剩余60?70%的傳統(tǒng)機械表正逐漸被電子式電表所替代。這不僅拉動了對電子式電表的核心器件――計量芯片組的需求，還吸引越來越多的國際和中國公司加入供應(yīng)行列，使競爭顯得白熱化起來。

　　在過去的五年里，電子式電表中的計量芯片組一直由ADI、ST、Cirrus Logic、SAMES、TDK等國際公司占據(jù)，中國本土IC供應(yīng)商因為產(chǎn)品性能指標(biāo)和穩(wěn)定性不足而缺乏競爭力。最近一兩年，部分中國IC設(shè)計公司成長迅速，逐漸掌握電能計量的核心技術(shù)和產(chǎn)品可靠性設(shè)計技術(shù)，開發(fā)出一批低成本自主產(chǎn)品，他們已開始在中國和國際電表市場上嶄露頭角。本文將向讀者介紹和分析中國IC設(shè)計公司的產(chǎn)品及市場現(xiàn)狀。

　　集成和分立方案并存

　　電子式電表經(jīng)過多年發(fā)展已經(jīng)逐步形成了多種產(chǎn)品，包括普通電子式電表，以及帶各種通信接口、預(yù)付費、多費率和多功能的單相和三相電表。相應(yīng)的，計量芯片結(jié)合各種功能需求，衍生出多樣的芯片產(chǎn)品。中國IC設(shè)計公司如珠海炬力、上海貝嶺等在近兩年也推出了他們新的自主產(chǎn)品。但他們在產(chǎn)品開發(fā)上有著不同的策略，有的推出多功能集成的整合芯片，有的則將功能進行劃分，推出功能相對單一的分立芯片。

　　珠海炬力走全功能集成的高端路線，提供高集成度的單、三相電能計量單芯片，包含了ADC、MCU、DSP和軟件編程平臺。該公司計量儀表事業(yè)處處長陳強認(rèn)為：“集成電路設(shè)計的宗旨就是提供越來越可靠、低成本、多功能的產(chǎn)品。電表中的集成電路將最終發(fā)展成為單芯片、多功能并帶有通訊功能。”例如，珠海炬力的ATT7023是一款多功能、多費率單相電能計量芯片。內(nèi)部由高準(zhǔn)確度計量電路、計算內(nèi)核、存儲器、LCD顯示驅(qū)動電路、外圍邏輯接口電路等幾部分組成。

　　此外，炬力的三相系列芯片較受市場歡迎，他們的策略是利用三相電表IC帶動公司在該行業(yè)的飛躍。在炬力推出的6款計量IC中，還有4款三相電表專用芯片，主要有三個特點：先進的無功算法、提供方便客戶使用的齊全的多功能參數(shù)，高可靠的軟件設(shè)計。ATT7026是一顆三相電能計量單芯片，集成了6通道的16位ADC和24位DSP，通過SPI通訊接口輸出三相復(fù)費率電表所需的各項電能參數(shù)。

　　上海貝嶺股份有限公司實時分立與集成并走的策略，并更傾向于提供分立的多芯片方案。例如，該公司將功能分拆開來，提供計量芯片的同時，還提供微控制器、液晶驅(qū)動、步進馬達(dá)、計度器驅(qū)動、實時時鐘等周邊芯片。該公司項目經(jīng)理薛智峰表示，盡管很多芯片設(shè)計廠商都認(rèn)定發(fā)展趨勢為集成化，但電力部門對此仍懷有戒心。例如三相表，仍然希望由三顆單芯片組成，如此一來即使其中一顆出現(xiàn)故障，另外兩相還是能夠繼續(xù)保持工作狀態(tài)，不會造成全線“怠工”。在單相表中也同樣存在這樣的問題，市場中雖不乏包含了眾多功能的集成產(chǎn)品，但用電部門傾向分散部件結(jié)合的多芯片方案，這樣容易排錯和解決。如BL6503即是功能較為簡單的單相計量模數(shù)混合芯片。

　　不過，該公司也有集成的產(chǎn)品，如BL0962就是三相合一的三相電子式電表的核心計量芯片，它具有外圍電路簡單的特點，分相電能脈沖輸出，分相反相用電指示功能，還采用了特別低功耗設(shè)計。

　　復(fù)旦微電子主推的FM2306A也是一款集成化產(chǎn)品，但它并不包含ADC前端計量功能，而是對模擬轉(zhuǎn)換后的數(shù)字脈沖信號進行檢測、通訊、信號處理的數(shù)字芯片，用于單相多費率電表。該芯片內(nèi)核采用RISC架構(gòu)，將MCU和硬件實時時鐘、數(shù)據(jù)EEPROM、LED和LCD驅(qū)動、ADC全部集成進來，實現(xiàn)電量統(tǒng)計、編程設(shè)置、紅外和485通訊功能。

　　從上述產(chǎn)品來看，目前供應(yīng)市場上集成和分立的解決方案并存，還有一部分外圍功能集成的芯片產(chǎn)品，而且并未出現(xiàn)哪一方具備明顯優(yōu)勢的跡象。究其原因，仍是市場需求導(dǎo)向所致，一方面電子式電表屬于工業(yè)級計量產(chǎn)品，對精度和可靠性要求較高，產(chǎn)品的優(yōu)劣還依賴于時間的檢驗，因此該行業(yè)屬于慢熱型行業(yè);另一方面，由于部分省市存在電表芯片指定品牌甚至型號的原因，無法獲得電力局認(rèn)證和進入供應(yīng)圈成為他們進軍廣大市場的攔路虎。但我們相信不論是集成還是分立，誰提供的產(chǎn)品和方案品質(zhì)可靠性更好、性價比更高，誰就一定能贏得市場和客戶的信賴。從未指定地區(qū)、三相計量和單相周邊電路入手進入供應(yīng)商行列則是各商家結(jié)合自身技術(shù)實力和市場能力采取的不同市場策略。

　　IC廠商關(guān)注新功能需求

　　供電部門對于電表集抄和遠(yuǎn)程抄表的需求，使IC設(shè)計公司開始考慮是否開發(fā)通訊功能芯片，但采用何種通訊方式看法不一。而目前市場上存在的無線、RS-485、紅外、電力載波等通訊方式均在小批量試用中。貝嶺表示，由于中國居民居住環(huán)境并不像美國那么分布分散，因此國外的無線抄表方式并不能照搬到中國，此外由于涉及水表、煤氣表的三表集抄趨勢，中國將采取何種標(biāo)準(zhǔn)之爭尚無定論，因此還是靜觀其變，目前不打算投入此類研發(fā)。

　　復(fù)旦微電子的電力電子事業(yè)部技術(shù)市場工程師梁磊認(rèn)為無線通訊成本過高，并且頻段分配復(fù)雜，而485方式也需要布線，適合新興社區(qū)和建筑，最簡便和適合國情的是載波芯片，省去了布線的煩瑣和空間。往往國際載波芯片因電力環(huán)境的不同在中國電力網(wǎng)中“水土不服”，復(fù)旦微電子依據(jù)中國電力環(huán)境特點，推出的電力載波芯片已經(jīng)在福建掛表試運行，計劃在明年推廣。

　　此外，對于預(yù)付費功能的需求，過去的預(yù)付費IC卡表由于IC卡與整表卡座之間的觸點受灰塵侵襲、使用壽命短、卡座故障等原因，已逐漸暴露出自身缺陷。復(fù)旦微電子提出了一種預(yù)付費的非接觸式卡表解決方案，剛剛推出了一款低成本的讀卡式芯片，還可以同樣應(yīng)用于水表和煤氣表。梁磊表示將視市場需求，未來不排除載波通訊和預(yù)付費的非接觸式功能被集成到計量芯片中去的可能。

　　賴以抗衡國際競爭的兩種手段

　　IC設(shè)計公司均對于提高精度、多功能性能參數(shù)、可靠性方面下足功夫。珠海炬力針對電磁兼容問題，在芯片級加入了抗干擾設(shè)計，進一步保證計量的可靠性。

　　上海貝嶺的薛智峰表示，中國許多fabless的IC公司由于欠缺與制造的銜接和良好溝通，往往產(chǎn)品品質(zhì)上與試驗室的試驗結(jié)果有所偏差，一致性比較差。而貝嶺則具備自身生產(chǎn)的優(yōu)勢，對品質(zhì)的控制能夠?qū)崿F(xiàn)無縫鏈接，完整地將設(shè)計體現(xiàn)在芯片上，同時產(chǎn)品一致性和可靠性得到保證。他介紹說，貝嶺的IC均在采用0.35微米生產(chǎn)工藝，還采用電源管理技術(shù)使功耗較以前的產(chǎn)品低40%，產(chǎn)品都經(jīng)歷了三套測試程序：封裝廠的初測、公司內(nèi)部測試部的測試、針對電表特性如小信號、偏移等專業(yè)測試，確保出廠產(chǎn)品是符合電表要求的。

　　復(fù)旦微電子則強調(diào)盡管IC拿到國外公司流片成本上將高于國內(nèi)，但品質(zhì)保證更佳，因此所有產(chǎn)品均交付新加坡特許半導(dǎo)體流片。另外，復(fù)旦微電子采用了特殊管腳設(shè)計，可以抗靜電和耐高溫，減少在芯片焊接時因溫度過高造成的損耗率。

　　在開發(fā)和上市時間要求越來越短的今天，IC設(shè)計公司還特別強調(diào)提供從芯片級、設(shè)計級到整表級的解決方案，以及給予廠商足夠強的本土技術(shù)支持。珠海炬力希望不僅能夠提供齊全的多功能參數(shù)測量及單一芯片，還提供簡單的外圍電路、運算、方案設(shè)計。從兩個方面提供系統(tǒng)級的技術(shù)支持。

　　上海貝嶺公司有3位芯片級FAE，以及30人隊伍的整表設(shè)計小組，主要為集中在江浙一帶的電表制造商提供全套的整表設(shè)計方案，薛智峰認(rèn)為：“我們的優(yōu)勢在于計量芯片與周邊電路和元器件的整合。”貝嶺計劃明年將現(xiàn)有市場占有率的10%提高到15%，并與整表廠商合作增加出口比例，針對電表多功能、分時計費的需求增加周邊芯片的供應(yīng)。復(fù)旦微電子也有10位FAE，為客戶提供從硬件電路板參考設(shè)計、原理圖到軟件驅(qū)動程序、軟件架構(gòu)設(shè)計的全套服務(wù)。

　　珠海炬力的陳強表示，他們將充分依靠本土優(yōu)勢，特別是相對于國際公司的語言優(yōu)勢為客戶解決技術(shù)問題。該公司FAE均擁有多年整表設(shè)計經(jīng)驗，因此他們還精于結(jié)合整表的設(shè)計難點，在為客戶提供芯片參考設(shè)計方案的基礎(chǔ)上，還通過電話、Email、MSN等網(wǎng)絡(luò)資源即時解決整表設(shè)計難題，甚至?xí)苯訖z測客戶送來的整表，診斷癥結(jié)所在。