电能计量芯片市场发展情况和未来发展趋势
思瀚产业研究院 钜泉光电    2024-06-17

（1）电能计量芯片市场现状

电能计量芯片作为智能电表的核心器件，直接关系到智能电表的计量精度和工作可靠性、稳定性等产品品质。根据产品构成的不同，电能计量芯片可以分为单芯片产品和SoC芯片产品。其中，单芯片产品只包含了电能计量模块；SoC芯片产品则集成了微处理器（MCU）、时钟芯片（RTC）等电能表所需的各种功能模块，能够提供完整的智能电表方案并有效降低智能电表的芯片成本。

目前，国内两网公司招标的智能电表主要采用单芯片设计，SoC芯片则主要应用于出口的智能电表，且以单相智能电表为主。电能计量芯片属于数模混合集成电路，在电力等工业物联领域的运用要求产品具备高度的稳定性，同时产品也存在着向多功能、低功耗、低成本以及SoC架构方向发展的趋势。

2009年以来，国家对于智能电网的建设部署持续推动市场对智能电表的采购需求。基于产品用途和我国电力行业的运行机制，我国智能电表、用电信息采集终端的主要客户是国家电网、南方电网及其下属各网省公司，另外还包括部分地方电力公司及其他工商企业客户。国家电网、南方电网主要通过集中招标形式采购智能电表及用电信息采集终端产品。同时，由于覆盖省份更多，智能电表芯片的大部分需求源自于国家电网。

根据应用对象的不同，单芯片电能计量产品可以分为单相计量芯片和三相计量芯片。其中，单相计量芯片主要用于居民家庭用的单相电能表，单价相对较低；三相计量芯片主要用于工业企业使用的三相电能表，同时也可用于专变采集终端和集中器等终端设备上，单价相对较高。

由于我国家庭用户数量庞大，工业区和办公楼用户相对较少，因此国家电网招标市场以单相表为主，单相计量芯片的市场需求占比更大。从国家电网2020年招标情况来看，单相计量芯片对应的单相表占招标总量的83.30%，三相计量芯片对应的三相表、集中器、采集器以及专变采集终端的招标占比则为16.70%。

相比单相计量芯片，三相表和专变采集终端、集中、采集器的招标量相对较少，但与此相对的，三相计量芯片相关设备的需求波动相比单相计量芯片更为平稳。

（2）电能计量芯片市场空间

自2009年以来，国家电网即通过统一招标对智能电表进行采购。2018年至2020年，每年对智能电表的招标次数均为2次。随着智能电网建设规划的推进，国家电网对智能电表的招标数量先快速增长，并在2014年达到招标最高点；随着智能电表渗透率的快速提升并基本达成了全覆盖，2016至2017年国家电网的招标规模出现一定幅度下降；

但随着电网智能化建设的持续推进，以及2009年开始铺设的电能表检定周期逐步到期，在之后的2018年和2019年，国家电网智能电表招标规模同比均出现增长。2019年，国家电网两次集中招标共采购单、三相智能电表7,380.19万只，同比增长39.81%。2020年受新冠肺炎疫情及国网采购计划等因素影响，单、三相智能电表的招标总量下降至5,206.60万只，降幅29.45%，在疫情影响下仍然能够维持2018年的需求水平。至2021年，单、三相智能电表的招标量出现明显回升，同比大幅增加28.18%。

南方电网方面，根据《南方电网发展规划（2013-2020年）》，南方电网将积极推广建设智能电网，到2020年城市配电网自动化覆盖率达到80%，基本实现电网信息标准化、一体化、实时化、互动化。结合南方电网对于智能电表的采购情况，2016年至2020年，南方电网在智能电能表上的投资金额分别为24.52亿元、27.19亿元、15.64亿元、17.62亿元，在2019年爆发式增长后出现回落。

出口方面，单、三相智能电表的出货量在报告期内持续增长。2020年全年，我国单、三相电子式电度表出口总量超过4,000万台，已经成为全球最重要的智能电表生产和输出国。

①单相计量芯片市场空间

单相智能电表作为智能电表中最基本的品种，主要用于居民家庭用户。2018年起智能电表新一轮更换周期的到来，对国内单相智能电表及单相计量芯片的需求量形成持续的支撑。根据国家电网电子商务平台的招标信息，2018年和2019年国家电网各类单相智能电能表总需求数量分别为4,595.60万只和6,509.55万只，同比分别增长40.21%和41.65%。2020年受疫情影响，国网建设进度放缓，单相智能电表需求量下降至4,503.03万只。2021年，市场需求出现明显反弹，国家电网第二次招标结束后单相智能电表累计招标5,775.17万只，同比增长28.25%。

除国家电网统招需求外，单相表及单相计量芯片的需求还来自于南方电网及其下属网省公司的招标市场、地方电力公司独立招标市场、部分出口单相表市场以及其他工商企业的社会用表市场。

此外，随着水、电、燃气领域均已大范围实行阶梯定价制度，并且计量环节是计算阶梯价格的关键，而传统仪表无法在计算阶梯价格关键时间点上同时抄收全部数据，因此计量芯片的应用已逐步扩展至电表以外的智能仪表。仪表智能化可以节约人工抄表成本、减少产销差。同时，在电测仪器、分布式电源、通讯微基站、电动汽车充电桩、智能楼宇等众多领域，都需要相关的智能计量技术支持。

②三相计量芯片市场空间

随着三相智能电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，三相智能电表的需求不断扩大，配套三相电能表的三相计量芯片有着巨大的市场发展空间。

根据国家电网电子商务平台的招标信息，2018年和2019年国家电网各类三相表总需求数量分别为682.97万只和870.64万只，同比分别增长26.20%和27.48%。2020年受疫情影响，三相智能电表需求量下降至703.57万只，降幅相比单相智能电表更为缓和。至2021年的两次招标，三相智能电表需求量重新回升至898.84万只，同比回升27.75%。。

2018年和2019年，国家电网各类专变采集终端和集中器的需求数量分别为316.92万只和314.45万只，2020年受疫情影响下降至199.01万只，2021年至今招标量已回升至248.65万只。

三相计量芯片的下游需求除国家电网统招市场外，还来自出口三相表市场、南方电网、地方电力公司招标市场、社会用表市场和电测市场等。尤其是出口三相表市场近年来呈现快速增长趋势：2017年至2021年上半年，海关数据显示的三相电子式电度表出口数量分别为575.31万只、633.75万只、707.30万只、1,640.19万只和518.09万只，2020年起超过国网统招市场成为三相计量芯片最大的目标市场。除此之外，三相计量芯片还可用于电测等其他工业领域，也有部分三相计量芯片以元器件的方式独立出口在境外组装。

③计量SoC芯片的市场空间

当前市场对于计量SoC芯片的运用以出口单相电表中的单相SoC芯片为主。2017年至2021年1-6月，海关数据显示的单相电子式电度表出口数量分别为2,777.79万只、2,555.59万只、3,227.30万只、2,880.30万只和1,661.57万只，市场需求量整体保持稳定。另外，也有部分单相SoC芯片以元器件的方式独立出口组装。

（3）电能计量芯片市场的发展趋势

未来，随着基于IR46标准的下一代智能物联表技术规范的完善及逐步实施，电表方案将发生本质的变化，双芯模组设计方案将成为智能电表技术的升级方向。双芯模组设计方案中，原先的单、三相计量芯片将全部升级为搭配独立MCU的SoC芯片，而以SoC结构设计的单、三相计量芯片的售价将大幅提升，市场容量将快速扩充。2020年，国家电网第二批电能表招标中已经出现了基于双芯设计的智能物联表的试点需求，未来智能电表市场将重新步入由智能电能表向智能物联表大规模迭代的发展轨道。

另外在出口市场，随着“一带一路”合作的持续推进以及国内电表企业综合实力和产品竞争力的不断提升，海外电表市场也将带来更多的增量需求。

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