電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/劉靜）智能電表MCU芯片是電表的主控芯片，在智能電表中發(fā)揮控制、協(xié)調(diào)及調(diào)度的功能，是智能電表的重要元器件。根據(jù)電子發(fā)燒友的觀察，智能電表MCU是消費逆境下為數(shù)不多持續(xù)亮眼增長的領(lǐng)域。從去年到今年上半年，在其他半導(dǎo)體企業(yè)業(yè)績慘遭“滑鐵盧”時，國產(chǎn)智能電表 MCU廠商反倒“風(fēng)景獨好”。
那目前在智能電表MCU領(lǐng)域市場發(fā)展、趨勢方向、需求情況是怎么樣的呢？國內(nèi)外又有哪些智能電表MCU玩家，國產(chǎn)廠商在這一細分領(lǐng)域表現(xiàn)如何？
智能電表MCU市場快速增長，兩大國產(chǎn)廠商拿下9成以上的份額
智能電表作為智能電網(wǎng)、泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)用電側(cè)的重要感知設(shè)備。近年工信部、科技部等部門相繼出臺政策推進智能電網(wǎng)、泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)，且在基于IR46標準的智能物聯(lián)電能表升級需求驅(qū)動下，智能電表MCU需求及市場規(guī)模隨之增加。
智能電表MCU芯片的目標市場主要為國家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)兩網(wǎng)公司的單、三相智能電表統(tǒng)招市場和出口三相表市場。2018年智能電表MCU芯片主要目標市場容量為23277.57萬元，2021年這一數(shù)字增長至39245.30萬元，增速達68.60%。2019年、2020年和2021年，智能電表MCU芯片主要目標市場具體需求量分別為10822.47萬顆、8240.79萬顆、9777.62萬顆。
數(shù)據(jù)來源：鉅泉科技招股書
2020年受新冠疫情的影響，電能表鋪設(shè)進度放緩，國家電網(wǎng)智能電表招標數(shù)量有所下滑，智能電表MCU芯片主要目標市場容量及需求量也隨之下滑。但在新冠疫情逐步消除的過程中，2021年至2023年上半年智能電表MCU芯片的需求持續(xù)快速增長。
未來基于IR46標準的智能物聯(lián)電能表升級需求將成為智能電表MCU市場擴容的主要驅(qū)動力。根據(jù)國家電網(wǎng)發(fā)布的數(shù)據(jù)，2022年國家電網(wǎng)試點招標智能物聯(lián)表從2021年的13.05萬只猛增至137萬只，同比增長949.81%。而智能電表MCU市場需求七成以上來源于國家電網(wǎng)，智能電表MCU廠商將受益國家電網(wǎng)對智能物聯(lián)表的大幅投入實現(xiàn)經(jīng)營業(yè)績的快速增長。
目前，智能電表MCU芯片市場競爭格局較為穩(wěn)定，且為國產(chǎn)廠商占據(jù)主導(dǎo)地位，瑞薩電子、ST等海外廠商僅占有很小的市場份額。我國智能電表MCU芯片市場的主要玩家為復(fù)旦微電、鉅泉科技、上海貝嶺和智芯微。其中復(fù)旦微電在國內(nèi)智能電表MCU統(tǒng)招市場占有率長年穩(wěn)居第一，在國網(wǎng)MCU市場的占有率超過60%；鉅泉科技智能電表MCU芯片的出貨量和市占率僅亞于復(fù)旦微電，在國內(nèi)統(tǒng)招市場排名第二，在國網(wǎng)MCU市場的占有率約為復(fù)旦微電的一半左右。這兩大廠商合計占據(jù)超9成的國內(nèi)智能電表MCU芯片市場份額，而其他芯片廠商的市場份額則相對較小。
相對于其他半導(dǎo)體領(lǐng)域落后海外廠商，國產(chǎn)廠商在智能電表MCU這一細分領(lǐng)域掌握著絕對的話語權(quán)，且基本已經(jīng)完成進口替代。
國內(nèi)智能電表MCU廠商
復(fù)旦微電
雖然復(fù)旦微電現(xiàn)在最大的業(yè)務(wù)板塊是安全與識別芯片，但其成立最初先研發(fā)的是智能電表MCU芯片，并在1998年率先國內(nèi)同行企業(yè)發(fā)布第一款智能電表專用的MCU芯片產(chǎn)品，2008年與華虹合作進一步提升智能電表MCU的工藝水平，推出0.18ume Flash工藝設(shè)計的FM3308產(chǎn)品。2017年復(fù)旦微電又推出新一代智能電表專用MCU芯片F(xiàn)M3318，芯片具有16位增強型8xC251處理器內(nèi)核、大容量Flash程序存儲器（128KB）、4+1KB RAM，集成LCD、帶溫補的RTC、ADC以及UART、I2C、SPI、7816等通用外設(shè)接口。
官網(wǎng)顯示，目前復(fù)旦微電智能電表MCU產(chǎn)品主要包括32位Cortex-M0內(nèi)核FM33A0xx/FM33A0xB系列芯片及16位增強型8xC251內(nèi)核FM33xx系列芯片。最大支持512KB Flash程序存儲器和64KB RAM。憑借智能電表MCU的優(yōu)異性能、高性價比，復(fù)旦微電的解決方案廣泛覆蓋下游表廠，出貨量持續(xù)快速增長，在國內(nèi)統(tǒng)招市場占有率穩(wěn)居第一。
2019年-2022年復(fù)旦微電智能電表芯片銷量及銷售收入情況如下圖所示：
除去2020年新冠影響的下滑，近幾年復(fù)旦微電的智能芯片收入增速始終保持在50%以上的高速增長狀態(tài)，2022年度復(fù)旦微電智能電表芯片銷量首度突破1億顆，銷售收入近6億元，增速高達101.02%。2022年初便有消息稱復(fù)旦微電的智能電表芯片累計出貨量已高達4.5億顆，以此來看目前累計出貨量很大可能已經(jīng)超過了5.5億顆。憑借智能電表芯片產(chǎn)品線的強勁增長，復(fù)旦微電在消費市場極其不好的2022年營收仍實現(xiàn)正向增長37.31%，而其他大部分MCU廠商都負增長或僅小幅度正增長。2022年復(fù)旦微電智能電表芯片業(yè)務(wù)收入占主營業(yè)務(wù)收入的比例為16.80%。
據(jù)了解，復(fù)旦微電的智能電表芯片主要是銷售給江蘇林洋、威勝集團、杭州海興、寧波三星、東方威思頓、浙江正泰、河南許繼、杭州炬華、深圳科陸、杭州華立等國內(nèi)主要表廠。關(guān)于智能電表芯片，復(fù)旦微電的下一步計劃是完善海外布局。
鉅泉科技
鉅泉科技自2013年開始布局32位MCU智能電表產(chǎn)品的研發(fā)，2016年實現(xiàn)產(chǎn)品量產(chǎn)正式進入這一細分領(lǐng)域，如今已發(fā)展成為國內(nèi)最主要的智能電表MCU芯片供應(yīng)商之一，智能電表MCU產(chǎn)品在國內(nèi)統(tǒng)招市場的出貨量排名第二。目前鉅泉科技已研發(fā)出多款支持國網(wǎng)單、三相智能電能表MCU，包括HT601X系列、HT602X系列、HT603X系列、HT633X系列，這些產(chǎn)品已經(jīng)進入量產(chǎn)階段。
近年來鉅泉科技智能電表MCU業(yè)務(wù)實現(xiàn)快速發(fā)展，智能電表MCU芯片銷售收入從2019年的9543.1萬元增至2022年的27061.4萬元，年復(fù)合增長率41.54%。而鉅泉科技的同行企業(yè)復(fù)旦微電2019年至2022年智能電表芯片收入的年復(fù)合增長率略高于鉅泉科技，為47.49%。在銷量上，2022年鉅泉科技智能電表MCU芯片以46.23%增至5093.99萬顆，而當期復(fù)旦微電智能電表芯片銷量已過億顆，幾乎為鉅泉科技的兩倍。
在毛利率上，鉅泉科技的智能電表MCU產(chǎn)品與復(fù)旦微電也存在著差距。具備先發(fā)優(yōu)勢和品牌優(yōu)勢的復(fù)旦微電，智能電表MCU芯片占據(jù)很高的市場份額，而曾在2019年鉅泉科技為了搶占復(fù)旦微電的份額，選擇將部分主力智能電表MCU產(chǎn)品進行降價，使得毛利率與復(fù)旦微電進一步拉大。2020年，鉅泉科技通過產(chǎn)品迭代增強了智能電表MCU產(chǎn)品線的盈利能力，整體毛利率有所回升，與復(fù)旦微電的差距進一步縮小。但2021年、2022年復(fù)旦微電智能電表芯片在大規(guī)模量產(chǎn)及新品持續(xù)推出中，產(chǎn)品毛利率更快速地增長，鉅泉科技與之毛利率的差距又進一步拉大到20%以上。
2019年-2021年鉅泉科技智能電表MCU芯片單價分別為3.26元/顆、3.75元/顆、4.01元/顆。復(fù)旦微電智能電表芯片單價較高于鉅泉科技，且近年單價上漲幅度更大。在智能電表MCU市場，鉅泉科技作為市場后進入者，在國內(nèi)電表標準全面升級為智能物聯(lián)表之前，市場占有率超越國內(nèi)統(tǒng)招市場排名第一的復(fù)旦微電存在較大阻力。
在智能電表MCU產(chǎn)品性能上，其實鉅泉科技與復(fù)旦微電的差距并不大。鉅泉科技的第三代512k Flash的智能電表MCU HT603X系列產(chǎn)品與復(fù)旦微電同樣是512k容量的33A0XX系列產(chǎn)品相比，產(chǎn)品性能相當。但復(fù)旦微電在低功耗性能方面更具優(yōu)勢，它的智能電表主力產(chǎn)品33A0XX產(chǎn)品最低功耗做到了1.5μA，新一代的33A0xB最低功耗更是進一步做到1.2μA。鉅泉科技則在晶體起振時間、溫度傳感器、加密算法性能參數(shù)上優(yōu)于復(fù)旦微電。
在智能電表MCU芯片領(lǐng)域，鉅泉科技掌握高精度RTC技術(shù)、無外接電容的內(nèi)嵌PLL技術(shù)以及與低功耗有關(guān)的多項核心技術(shù)。在這一細分領(lǐng)域，鉅泉科技研發(fā)能力還是挺強的，下一階段鉅泉科技要研發(fā)的是新一代高性能CANBus的MCU，鉅泉科技聲稱這是一款更具性價比和競爭力的智能電表MCU產(chǎn)品。
上海貝嶺
對于上海貝嶺，我們熟知的都是他的信號鏈或者電源管理芯片產(chǎn)品，但其實它也是智能電表MCU芯片的供應(yīng)商。上海貝嶺在提前布局、研發(fā)面向國家電網(wǎng)下一代IR46“雙芯”智能表的專用SoC芯片，在物聯(lián)網(wǎng)電表SoC芯片領(lǐng)域保持領(lǐng)先的優(yōu)勢，具備智能電表整表方案提供能力。
上海貝嶺是如何進入到智能電表MCU這一領(lǐng)域的呢？2017年，上海貝嶺斥資5.9億收購智能電表芯片廠商銳能微，現(xiàn)在上海貝嶺主要是通過銳能微開展智能電表MCU芯片業(yè)務(wù)。銳能微成立于2008年，但其發(fā)展重心為電表計量芯片，僅有少量智能電表MCU芯片產(chǎn)品。
官網(wǎng)顯示，目前上海貝嶺的銳能微智能電表MCU芯片產(chǎn)品主要有RN8319/RN8611/RN8612/RN8613/RN8615。
以銳能微最新一代的智能電表MCU產(chǎn)品RN8318來看，與復(fù)旦微電和鉅泉科技同類產(chǎn)品相比，銳能微的RAM容量較小、內(nèi)核相當、芯片最高運算速度較小、功耗較高。銳能微的智能MCU芯片產(chǎn)品，目前已覆蓋國網(wǎng)三相表、單相表以及海外智能表等應(yīng)用領(lǐng)域。在電表行業(yè)，銳能微的優(yōu)勢還是在計量SoC芯片領(lǐng)域較為顯著。
由于智能電表MCU芯片業(yè)務(wù)占比較低，上海貝嶺并未列出智能電表MCU產(chǎn)品具體的銷量、收入、毛利率及單價的數(shù)據(jù)。不過可以肯定的是，其在國內(nèi)統(tǒng)招市場中，智能電表MCU芯片市占率并不是太大。
智芯微
智芯微下屬杭州萬高科技股份有限公司，成立于2010年，深耕工控芯片設(shè)計領(lǐng)域多年，在載波通信市場占有過半的市場份額。依靠在載波通信芯片領(lǐng)域積累的經(jīng)驗，智芯微進入智能電表MCU領(lǐng)域研發(fā)。杭州萬高，基于M0內(nèi)核的V85系列低功耗MCU已廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外智能電表領(lǐng)域；去年，杭州萬高在慕尼黑華南電子展上推出基于M4F內(nèi)核的V32G410系列MCU新品，該款產(chǎn)品能滿足新一代電表智能物聯(lián)表的應(yīng)用要求。但其關(guān)于智能電表MCU的信息，并沒有過多披露。
小結(jié)
通過梳理，可以看到國產(chǎn)廠商在2021年、2022年及2023年上半年智能電表需求持續(xù)上漲中，智能電表MCU芯片業(yè)務(wù)收入實現(xiàn)亮眼增長。國產(chǎn)廠商在國內(nèi)統(tǒng)招市場中也穩(wěn)穩(wěn)占據(jù)主導(dǎo)地位，海外布局也在持續(xù)進行中。
產(chǎn)品上，當前國產(chǎn)廠商的智能電表MCU產(chǎn)品還是較普遍采用32位ARM Cortex-M0內(nèi)核，普遍集成512k大容量嵌入式flash，功耗也在持續(xù)降低。但面對新一代智能物聯(lián)表的應(yīng)用，智能電表MCU芯片運算速度、存儲容量、處理能力和制程工藝還需進一步提升。
