咨询热线

400-007-6266

010-86223221

2017年智能电网终端设备芯片行业市场容量与发展前景分析

       参考中国报告网发布《2016-2022年中国智能卡芯片产业竞争态势与投资决策分析报告

       一、智能电网终端设备行业特点及发展前景

       1、智能电网终端设备行业特点

       (1)行业进入门槛高

       智能电网终端设备芯片设计行业具有较高的进入门槛。首先,智能电网终端芯片设计需要复合型的技术背景,不仅要求设计人员掌握集成电路领域的知识,还需掌握下游电力行业的相关技术要求,并了解国内电力行业的基本特征;其次,智能电网终端芯片设计核心技术的掌握不仅需要大量的研发投入,还需要多年的实践经验和运用积累才能掌握;第三,在智能电网终端设备芯片设计领域,设计开发成本较高,新产品从开始研发到最终批量销售的周期较长,企业需要承担投资回报期较长的风险。第四,较早进入该行业的企业具有先行优势,其产品在获得客户认可并应用于智能电表等智能电网终端设备后,具有一定的替代壁垒,因而新进入该行业的企业产品若要获得市场认可有较大难度。

       (2)行业的周期性和季节性特征

       1)周期性

       智能电网终端设备芯片设计行业属于新兴行业,其产品主要应用于电能表等电网终端设备,受我国电力设施改造及电网投资的影响较大,而我国电网建设在一定程度上受国家宏观经济影响,因此本行业具有一定周期性。但在可预见的未来,随着我国电力设施投资力度仍然持续加大,电网企业对智能电网终端设备需求日趋旺盛,市场规模总体上呈现稳定增长的态势,因此智能电网终端设备芯片设计行业将在未来较长的时期内维持较高的景气度。

       2)季节性

       智能电网终端设备芯片的下游终端客户主要为电能表等电力终端设备厂商,最终客户主要是电网企业。我国电网企业对电力设备的采购一般遵循预算管理制度,通常上半年进行投资立项申请与审批,下半年执行预算,年底则加快执行进度,即电网企业对电力终端设备的订单大多集中于每年下半年,受此影响,电力终端设备上游芯片厂商的产品销售也呈现出一定的季节性特征,通常一季度的销售额相对于其他季度较低。

       2、智能电网终端设备芯片行业的发展前景

       随着经济的发展、社会的进步、科技和信息化水平的提高以及全球资源和环境问题的日益突出,电网发展面临新课题和新挑战,智能电网已成为世界电力工业积极应对未来挑战的共同选择。

       2009年,美国政府发布了投资额为34亿美元的智能电网建设计划,这34亿美元将用于100项有关智能电网的项目,其中包括安装智能电表、自动化变电站和数字变压器等,随着其智能电网计划的逐步实施,预计未来美国将要安装约1.5亿台智能电表。欧洲于2005年提出“智能电网”概念,预计将要安装近3亿台智能电表,其中80%将于2020年完成安装,全部智能电表将于2022年完成安装。

       在我国,国网公司于2009年5月首次公布了智能电网的发展计划,并于2010年1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3-5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。在2011年初召开的农电工作会议上,南方电网宣布在“十二五”期间,将投资1,116亿元用于县级电网建设改造,这将极大拉动电能表的市场需求。

       近年来,在电力行业整体发展及全国基地,其中电子式电能表和智能化电能表等主要产品已经达到或接近发达国家技术标准,生产和研发能力已经能够满足不同国际市场的需求,具有较强的国际竞争能力。随着国家电力系统建设由电源转向电网,国内电能表更换市场保持稳定。

       以国家电网公司为例,自2009年开展统一招标以来,国家电网公司招标各类费性城乡电网改造等因素的影响下,电能表成为我国仪器仪表产业中增长最为迅速的行业之一。目前我国已经形成了相当的生产规模和研发能力,成为全球电能表生产制造控智能电表累计4.3亿只,累计招标金额885.76亿元。招标量方面,根据北极星输配电网的统计,除2013年招标量有所回调外,2011年至2015年整体呈稳步上涨的趋势,年均复合增长率达到7.41%。

 
数据来源:北极星输配电网

       未来几年内,国家电网公司经营区域将逐步实现智能电表全面覆盖,同时,前期安装的部分智能电表在2015年已经开始了轮换,因此未来几年内国家电网的电能表招标量将有所增长并逐步趋于稳定。

       二、电能计量芯片市场容量及发展趋势

       1、电能计量芯片技术水平特点及发展趋势

       电能计量芯片作为电子式电能表的核心部件,以微电子电路为基础进行电能计量,替代了感应式电能表及机电式电能表中测量交变电能的感应式测量结构。

       具体而言,电能计量芯片使电子式电能表比感应式电能表及机电式电能表在可靠性、计量精度以及功能等方面获得了大幅提升。

       从我国的电能计量芯片技术发展情况来看,在精度水平方面已经从原来的2级、1级水平,发展到0.5S级、0.2S级1;在芯片设计方面,其核心技术是信号采样和运算,其中信号采样通过ADC实现,运算的实现主要有两种方式,一种方式是采用搭建构成内部运算乘法器的专用计量芯片,另一种方式是采用DSP或MCU搭配外部软件编程;在生产工艺方面,目前芯片的整体工艺水平已普遍达到0.25m以下制程,工作电压也从5V逐步降低至3.3V或宽电压。

       电能计量芯片属于数模混合集成电路,用于电力工业领域,要求产品具备高度的稳定性,未来将向多功能、低功耗、低成本以及SoC架构方向发展,从而满足市场需求。

       2、相计量芯片市场容量

       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。同时,由于单相智能表面向民用市场,市场需求量大,而三相智能电表主要用于工业和办公区,市场容量较小,故智能电能表整体市场中,单相智能电表占电能表总需求量在90%左右。

       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。随着电力行业的逐步放开,以及国内厂商技术的成熟,单相智能电表的竞争会更趋于白热化,行业利润存在被进一步压缩的可能。凭借在中国市场锻炼起来的成熟的产品和服务,以及一贯的成本优势,未来单相电表的市场将更多地转向国外市场。相对的,电能计量芯片的市场容量也将趋于稳定。

2010-2019年中国电能计量芯片单相计量芯片规模与发展(按销量)

数据来源:观研天下数据中心整理

       国内单相计量芯片市场竞争较为激烈,销售单价每年均有一定的降幅。

       2014年起单相计量芯片不含税单价已降至2元以下,鉴于单相计量芯片技术已经较为成熟,面市时间较久,经过数年的价格竞争行业利润率已经基本稳定,未来虽然存在继续下探的可能,但由于芯片设计的技术含量相比电能表的其他零配件及其组装工序更高,同时市场参与者较少,下探的幅度有限。

2010-2019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。

       A、普通单相计量芯片市场容量

2010-2019年中国普通单相计量芯片市场容量规模与发展(按销量)

 

数据来源:观研天下数据中心整理

2010-2019年中国普通单相计量芯片市场容量规模与发展(按销售额) 


数据来源:观研天下数据中心整理


       B、单相电能表SoC芯片市场容量

       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,根据观研天下的预测,到2019年,中国单相电能表SoC芯片市场规模将达到1,993万颗,2015年至2019年市场容量(按销量)的年均复合增长率将达到18.20%。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。

2012-2019年中国单相电能表SoC芯片市场容量规模与发展(按销量) 


数据来源:观研天下数据中心整理

2012-2019年中国单相电能表SoC芯片市场容量规模与发展(按销售额) 


数据来源:观研天下数据中心整理


       3、三相计量芯片市场容量

       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%,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仍将保持高速增长态势。

2010-2019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)

 

数据来源:观研天下数据中心整理


       对于三相计量电能表而言,两网公司对其可靠度的要求更高,从而也就对三相计量芯片的技术水平提出了较高的要求。虽然从市场的选择标准出发仍然是价格导向的,但是对于三相计量芯片而言更加关注于产品的性能指标,两者均为筛选的标准。

2010-2019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)

 

数据来源:观研天下数据中心整理


       相对于采购单相计量电能表时更注重成本控制,由于三相计量电能表多用于工业等大规模用电场合的电能计量,因而其对价格敏感度相对较低,更注重产品的整体性能。因此三相领域国内厂商的成本优势将不再明显,而是对国内企业的技术研发实力要求较高。故在未来三到五年之间,国内三相电能计量领域仍将维持相对缓和的竞争态势,在该领域的技术水平上存在一定优势的国内企业将会继续保有充足的市场空间。

       4、电能计量芯片市场规模整体预测

       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,根据预测,预计到2019年,中国电能计量芯片销量将达到18,427万颗。

2016-2019年中国电能计量芯片规模与发展(按销量) 


数据来源:观研天下数据中心整理

       由于单价较高的三相电能计量芯片占比逐步提升、SoC芯片等新产品的引入以及新兴领域的开发,未来电能计量芯片的产品平均单价仍将趋于平稳,预计到2019年,中国电能计量芯片市场销售额将达到3.50亿元,年均复合增长2.63%。

2016-2019年中国电能计量芯片预计市场规模与发展(按销售额)

 

数据来源:观研天下数据中心整理


       5、电能计量芯片市场结构预测

       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。

2016—2019年中国电能计量芯片预计市场规模结构(按销量) 


数据来源:观研天下数据中心整理

2016—2019年中国电能计量芯片预计市场规模结构(按销售额) 


数据来源:观研天下数据中心整理



       三、电力芯片MCU的市场容量及发展趋势

       MCU扮演着各种系统控制核心的角色,协调各系统和显示、键盘、传感器、电机等周边器件的操作。现在,它已广泛应用于消费类电子、汽车电子、信息、工控、通信、航天和军工等诸多领域,并渗透到我们日常生活的各个角落,广阔的应用领域及相关应用终端的繁荣将成为MCU产业稳步上升的支撑力。

       在电力终端设备领域,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SPI、I2C、智能卡、SUART以及RTC等都成为了新型MCU的必须功能。

       2010年以来,中国电力芯片MCU的销售量整体保持着稳步增长,与电能计量芯片的增长趋势一致。

2010-2019年中国电力芯片MCU规模与发展(按销量) 


数据来源:观研天下数据中心整理,图中的MCU销量包含集成在电能表SoC芯片中的部分。

       从单位价格上看,中国MCU整体市场将保持平稳下降的趋势。随着4位MCU芯片产品市场份额的缩减,8位和16位产品在激烈竞争下的价格逐步下行,32位产品价格在其成为市场主流后也将逐渐走低并维持在一定水平。

       2010-2019年中国电力芯片MCU规模与发展(按销售额) 


       数据来源:观研天下数据中心整理,图中的MCU销售额包含集成在电能表SoC芯片中的部分。

       从发展趋势上看,随着穿戴式装置与物联网的兴起,装置设计都向更轻薄短小、价格低廉发展。

       MCU的应用领域不光更加广泛,其功能也备受市场考验。

       市场相关者通过不断研发,推出各式新一代MCU产品,来符合客户与市场的需求。

       MCU未来的趋势向着低功耗、低成本发展。功能简便且超低功耗的MCU以更简易的硬体架构与超低成本,应用在各种不同的领域,包括可穿戴式装置、家用电器、车用电子、遥控器、场域监控、工控、无线感应网路等各种物联网的应用。

       同时,32位MCU将成主流。由于8位和32位MCU的价差已经逐步缩小,未来8位MCU的应用领域将越来越少。加上8位与32位的开发平台不同,在未来智能家庭与相关应用的可扩充需求之下,也许全都以32位来设计可能更具成本竞争力。因此,系统设计者近年来开始尝试在单一平台下使用一套软体来开发产品,以减少软体开发成本,让其低阶至高阶端产品都使用相同平台,以增加产品规划上的弹性。

       4、行业利润水平的变动趋势及变动原因

       智能电网终端设备芯片设计行业作为新兴行业,近年来发展迅速,其利润水平与下游电能表行业以及电网建设有较强的关联性,同时还在很大程度上取决于企业的核心技术水平和自主创新能力,通常情况下,能够不断满足市场需求的创新型产品的毛利率较高。总体而言,近年来芯片售价总体走低,但单颗芯片毛利的减少幅度相对售价要小,其主要原因有两点:一是芯片采购成本也在下降,例如在向晶圆厂商采购晶圆的过程中,通过工艺提升使得单片晶圆上可生产的芯片数量上升导致芯片单位成本降低;二是产品更新换代,芯片设计厂商通过不断的产品升级换代来维持整体的利润水平,三是通过与晶圆生产、封装及测试厂商建立长期战略合作关系,逐年给予一定幅度的折让和优惠。

       未来随着我国对电网投资的不断加大,智能电网终端设备芯片设计行业的市场规模也将不断扩大,而进入企业的增多也将使得竞争趋于激烈,但随着企业新产品的推出,产品的功能将更加丰富、性能将不断提高,总体而言行业的毛利水平将呈现稳定的态势,并且行业的利润将进一步向具有技术、产品和品牌优势的企业集中。另外,随着工业用途的三相电表市场的扩大和直流计量电表市场的起步,电表芯片设计厂商的总体利润水平也会有提高的空间。


       四、载波通信芯片市场容量及发展情况

       电力线载波通信技术利用交流或直流电源线作为通信线路,布线成本低、可以实现网络的大范围覆盖,能够适应智能电网通信的需要。但由于电网结构复杂,信号传输特性极差,在电力线上实现可靠的数据传输较为困难,因此,必须采用先进的技术融合手段才能实现可靠的数据通信。近年来,电力线载波通信技术通过发展中继、扩频和其他先进调制解调和前向纠错编码技术,基本上克服了电力线传输中存在的高衰落、高噪声和高干扰问题,提高了通信的可靠性。目前电力线载波通信传输速率约为2k~300kbps,不仅能用于普通抄表功能,还有望可以实现远程控制和管理功能以及其他高速业务。

       电力线载波通信芯片目前主要用于载波电能表,未来还将向智能家居、工业控制、物联网等领域扩展,因此载波通信芯片将向高速率、低功耗、高度集成以及智能化的方向发展。

       为了更为准确的监控用户用电信息情况,电网公司对用户用电信息的数据需求量不断增大,因此也需要不断提升载波通信产品的传输速率。未来电力线载波通信技术将更广泛的应用于互联网访问和音视频的数据传输,数据传输信息量将不断增大。因此,电力线载波通信速率将不断提升。

       此外,在集成电路产业发展的影响下,电力线载波通信芯片的设计工艺将逐渐采用低功耗、高集成度、先进制程工艺,这将使电力线载波通信技术达到更高的抗干扰和抗衰减能力、更加稳定的信息传输速率和效率。

       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。

       以在电力系统中的应用为例,根据国家电网规划,2020年前,用电信息采集系统将实现双向智能化。现有智能电表面临着(1)从非载波式电能表到载波式电能表的升级,以及(2)从单向智能表到双向智能表的升级。因而,载波通信芯片在电能计量领域将有着长足的发展。

       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。

       根据观研天下的预测,到2019年,中国电力线载波通信芯片市场规模将达到18,391万颗,2015年至2019年市场销量年均复合增长率将达到24.85%。

2010-2019年中国电力线载波通信芯片市场规模与发展(按销量)

 

数据来源:观研天下数据中心整理

2010-2019年中国电力线载波通信芯片市场规模与发展(按销售额)

 

数据来源:观研天下数据中心整理


       随着国家加大对集成电路产业的支持以及“中国制造2025”、“互联网+”等新战略的陆续出台,物联网技术和产业将迎来一个快速发展时期。

       2016年3月发布的“十三五”规划纲要中也指出,“推进能源与信息等领域新技术深度融合,统筹能源与通信、交通等基础设施网络建设,建设“源-网-荷-储”协调发展、集成互补的能源互联网”。作为我国覆盖范围最大、节点数最多、最可靠的有线网络的电力网络,电力线载波技术将成为我国能源信息传播网络、物联网网络的重要组成部分,上述趋势和规划都为电力线载波芯片市场的发展提供了重要契机。

       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包括载波表在内的电气仪表和设备产业的发展,为电力线载波芯片市场的发展提供了有力支撑。

资料来源:中国报告网整理,转载请注明出处(FSW)
更多好文每日分享,欢迎关注公众号

【版权提示】观研报告网倡导尊重与保护知识产权。未经许可,任何人不得复制、转载、或以其他方式使用本网站的内容。如发现本站文章存在版权问题,烦请提供版权疑问、身份证明、版权证明、联系方式等发邮件至kf@chinabaogao.com,我们将及时沟通与处理。

我国数据标注行业:下游持续扩张带来可观发展前景 未来市场有望快速增长

我国数据标注行业:下游持续扩张带来可观发展前景 未来市场有望快速增长

近年来数据标注行业发展迅速,行业内涌现了大批量的中小企业,据统计截止2023年数据标准行业相关企业数达到1123家,呈现出井喷的趋势。未来,在大数据产业的不断发展下,预计数据标注相关企业数量将呈现不断增长趋势。

2024年03月08日
我国智算中心行业市场规模稳增长 政府、运营商、互联网企业等积极布局

我国智算中心行业市场规模稳增长 政府、运营商、互联网企业等积极布局

AI服务器能够提供人工智能数据服务,是算力基础设施之一。智能算力规模以AI服务器为基础,全球AI服务器市场规模不断上升,据IDC数据,2022年全球AI服务器销售额为183亿美元,同比增长17.3%。我国AI服务器销售额持续增长,2022年AI服务器销售额为523.5亿元,2018-2022年均复合增长率达17.7%。

2024年02月27日
我国数字经济行业:发展活力持续释放 产业数字化探索更加丰富多样

我国数字经济行业:发展活力持续释放 产业数字化探索更加丰富多样

2022 年我国数据产量达 8.1ZB,同比增长 22.7%,占全球数据总产量 10.5%,位居世界第二。截至 2022 年底,我国存力总规模超 1000EB,数据存储量达 724.5EB,同比增长 21.1%,占全球数据总存储量的 14.4%。

2024年02月27日
我国工业互联网产业溢出赋能成效显著  逐渐步入创新发展新阶段

我国工业互联网产业溢出赋能成效显著 逐渐步入创新发展新阶段

2023年是《工业互联网创新发展行动计划(2021—2023年)》实施的收官之年,工业互联网创新发展行动计划实施的两年多以来,工信部坚持适度超前,基础设施已全面建成。

2024年02月24日
我国大数据行业呈现出快速发展态势 金融领域为最大细分市场

我国大数据行业呈现出快速发展态势 金融领域为最大细分市场

在网络基础资源方面,截至2023年6月,我国域名总数为3024万个;IPv6活跃用户数达7.67亿;移动电话基站总数达1129万个,其中累计建成开通5G基站293.7万个,占移动基站总数的26%;移动互联网应用蓬勃发展,国内市场上监测到的活跃App数量达260万款,进一步覆盖网民日常学习、工作、生活。

2024年02月22日
我国算力租赁市场正处于快速发展期  大数据驱动下行业前景广阔

我国算力租赁市场正处于快速发展期 大数据驱动下行业前景广阔

在数据中心领域,作为算力的物理承载,国内数据中心持续建设与扩容,推动数据中心总机架数连年增长。2018-2022年总机架数由 266 万架增至650万架,近5年年均增速超过30%。预计2025年大型及以上数据中心机架数量将达到802万个,相应的算力规模持续扩大。

2024年02月20日
政策聚焦测绘地理信息事业转型升级 行业迈向数字化、智能化新纪元

政策聚焦测绘地理信息事业转型升级 行业迈向数字化、智能化新纪元

尽管我国已经出台了一系列测绘地理信息相关的法律法规和政策文件,但随着地理信息产业的发展,现有的政策法规已经不能完全满足行业发展的需要。一些新兴的领域和问题,如地理信息共享、隐私保护、安全保障等,缺乏有效的政策法规进行规范和管理。

2023年12月26日
我国数据中心市场规模呈爆炸式增长 并购潮下或将呈现强者愈强趋势

我国数据中心市场规模呈爆炸式增长 并购潮下或将呈现强者愈强趋势

作为海量数据的载体,互联网数据中心建设成为大势所趋,未来几年我国数据中心市场仍将处于快速发展期。截止2022年,我国数据中心行业市场规模约为1961.5亿元,在庞大的市场体量面前,我国数据中心市场格局显得较为分散。

2023年12月14日
微信客服
微信客服二维码
微信扫码咨询客服
QQ客服
电话客服

咨询热线

400-007-6266
010-86223221
返回顶部