智能芯片是智能電表的重要組成部分，而由于電力系統(tǒng)與國家安全息息相關，智能電表中芯片產品的國產化也十分重要。因此，智能電表相關芯片成為一部分國產半導體公司發(fā)力的賽道，智能芯片主要包括電能計量芯片、智能電表MCU和載波通信芯片等，本篇主要圍繞計量芯片和MCU芯片進行介紹。

計量芯片

計量芯片是什么？

電能計量芯片在智能電表中實現(xiàn)以微電子電路為基礎的電能數(shù)據(jù)計量，主要用于工業(yè)和家庭用電戶的用電信息計量。計量芯片是智能電網(wǎng)用電信息計量系統(tǒng)的核心元器件，最基礎的功能是測量用電量、功率、有效電流和有效電壓，這是計量芯片最基礎的測量功能。還有一些計量芯片除了基礎的測量功能外，還可以測量功率因素、市電的線性頻率、相角、過零點、視在功率等參數(shù)。計量芯片直接關系電能表的計量精度和工作可靠性、穩(wěn)定性等產品品質，其產品用量與下游智能電表行業(yè)市場規(guī)模高度匹配：

精確度方面，電能計量芯片使得電能表的計量精度較以往有大幅提升，并且能夠在復雜、惡劣的應用條件下精確地計量用電量；

可靠性方面，電能計量芯片要能夠保證計量精度長時間穩(wěn)定，不受安裝、運輸影響；

在應用方面，電能計量芯片的功能集成可以實現(xiàn)集中抄表、多費率、預付費、防竊電、雙向計量等多重功能。

各計量芯片的市場

電能計量芯片產品主要包括三相電能計量芯片、單相電能計量芯片、單相電能表SoC芯片。

在單、三相計量芯片主要的國外廠商包括ADI、TDK、Atmel、Cirrus Logic ；國國內公司包括復旦微電、上海貝嶺(銳能微)、鉅泉光電等，基本上占據(jù)了國內絕大部分市場份額，其中，上海貝嶺，矩泉光電位居但市場占有率的一二位。

SoC芯片是在單相電能計量芯片的基礎上，通過集成 MCU 芯片、時鐘芯片(RTC)等相關模塊的整合芯片，能夠在提供完整的智能電表芯片解決方案的同時，有效降低智能電表的芯片成本。SoC中集成了計量單元，這個單芯片SoC解決方案的成本優(yōu)勢會更高。鉅泉光電、上海貝嶺和智芯微分別位居市場占有率第一、第二和第三。海外出口也還是以單芯片SoC為主；在單相SoC芯片市場，鉅泉光電不斷蠶食德州儀器、矽力杰、瑞薩電子的市場空間，占有率逐步達到出口市場的第一位。

MCU

物聯(lián)網(wǎng)的興起為 MCU產品帶來了更加廣闊的應用領域和更為豐富的終端場景，龐大的下游市場需求為MCU 產業(yè)的穩(wěn)步增長提供了有力支撐，智能電表 MCU 是 MCU 的一種細分產品形式，是電能表內的主控核心芯片，在智能電表中發(fā)揮控制、協(xié)調及調度的功能，所以有較高的可靠性要求，必須滿足工業(yè)級溫度范圍-40-85℃，支持1.8-5.5V寬電壓工作，不少于10年的長期穩(wěn)定運行。隨著新一代智能電表技術規(guī)范的實施，智能電表對主控MCU的速度、運算能力、存儲容量和工作壽命等，都會進一步提出更高的要求，相應的工藝技術也在向55nm及以下的嵌入式閃存工藝轉移。

MCU的市場

國內智能電表MCU市場，原先由瑞薩電子、OKI、ST占據(jù)的市場被復旦微電為代表的國產公司占據(jù)大部分份額。目前復旦微電、矩泉光電、上海貝嶺分別位居市場占有率第一、第二和第三。

電能表(計量/MCU)芯片企業(yè)的市場情況

受芯片價格上漲影響，電能計量芯片從每顆2.31元上漲至3.45元，上漲50%；智能MCU芯片從每顆3.26元上漲至4.01元。

上海貝嶺(600171)

根據(jù)上海貝嶺2021年年報顯示，2019年、2020年和2021年歸屬上市公司股東的扣除非經(jīng)常性損益的凈利潤分別為13,23萬 元、17,732萬元和 39,773萬元。2019年、2020年和2021年扣除非經(jīng)常性損益后的加權平均凈資產收益率分別為4.22%、5.59%和11.08%。深圳銳能微是上海貝嶺下屬的主要從事電力計量芯片的企業(yè)，該公司2019-2020年營收分別為1.80億元、1.66億元，2021未披露。

2021報告期內，上海貝嶺用于物聯(lián)網(wǎng)電表(多芯方案)的計量芯SoC芯片和 2021版升級表中的計量芯片已完成全面布局，在已完成的送檢表中，公司仍占據(jù)統(tǒng)招市場的最大份額。2021年4月，上海貝嶺在國家電網(wǎng)物聯(lián)表試點招標中占據(jù)最大的市場份額，計量芯SoC已經(jīng)實現(xiàn)批量出貨。此外，智能電表海外市場處快速發(fā)展階段，2021年出口訂單猛增，上海貝嶺面向智能電能表海外市場的單相SoC芯片銷售量再創(chuàng)歷史新高。

報告期內，上海貝嶺研發(fā)成功的IR46計量芯片+計量MCU一體集成的計量芯SoC物聯(lián)表解決方案實現(xiàn)批量出貨。在上海貝嶺成熟的計量芯片技術基礎上，以支持“城市數(shù)字化”和雙碳戰(zhàn)略為契機， 將相關技術拓展到充電樁、智能家居、數(shù)據(jù)中心等領域，使充電樁、數(shù)據(jù)中心等用電場所的能耗可測，使用更加安全，多路交直流計量產品在物聯(lián)網(wǎng)應用中實現(xiàn)量產銷售。針對充電樁應用，上海貝嶺開展了直流計量技術的研究和儲備，以滿足高精度直流計量的需求；上海貝嶺隔離類產品研發(fā)持續(xù) 進行中。

鉅泉光電(835933)

鉅泉光電2022年8月1日取得核準/注冊，在科創(chuàng)板上市，鉅泉光電的芯片分為計量芯片、MCU芯片、載波及相關芯片三大類，2021年營業(yè)收入約4.99億元，凈利潤約1.01億元。從2019年至2021年，計量芯片的銷量從6602萬顆增長至7490萬顆，金額增加至2.59億元，其中三相電計量芯片是鉅泉光電的主要收入來源，過去三年營收分別為6162萬元、1.03億元及1.33億元，占營收的比例分別為20.53%、27.13%和26.69%；MCU芯片銷量從2924萬顆上漲至3484萬顆，金額增加至1.38億元；載波及相關芯片的銷量從729萬顆增長至1440萬顆，金額增加至9009萬元。

鉅泉光電多產品線逐步完成進口替代并占據(jù)主要市場地位，三相計量芯片出貨量在國內統(tǒng)招市場常年穩(wěn)居第一、單相SoC芯片在出口市場排名第一、單相計量芯片和智能電表MCU芯片在國內統(tǒng)招市場排名第二；高速載波通信芯片獲得國網(wǎng)首批認證并取得芯片級互聯(lián)互通檢驗報告。公司累計供應芯片超過3億顆，產品覆蓋超過2億臺以智能電表為主的電網(wǎng)終端設備，已得到電能表廠商和電網(wǎng)企業(yè)的廣泛認可。近三年營業(yè)收入復合增長率為28.98%。

復旦微電(688385)

復旦微電智能電表產品線已擁有 FM330x/331x/33A0xx/33A0xxB 系列智能電表 MCU 芯片、 FM3316/3313/3312、FM33A0xx/33G0xx 系列超低功耗 MCU 芯片，以及 FM38025T 高精度實時 時鐘芯片、FM320x 系列電力載波芯片，MCU 核心系列產品涵蓋了從 8 位機、16 位機到 32 位 ARM Cortex M0+平臺，內嵌存儲容量從 64K 直至最高的 512K，實現(xiàn)了產品的平臺化、系列化，被廣泛應用于智能電網(wǎng)、智能三表、智能路燈、智能家居、健康醫(yī)療等應用領域。

2021年報顯示復旦微電實現(xiàn)營業(yè)收入約為25.77億元，較上年同期增加 52.42%；實現(xiàn)歸屬于上市 公司股東的凈利潤約為5.14億元，較上年同期增加 287.20%；智能電表芯片收入約2.96億元，同期增加64.18%。復旦微電MCU芯片累計出貨超過 5億顆，其中，智能電表MCU出貨量超4億顆，在國家電網(wǎng)單相智能表MCU市場份額占比排名第一。

2022年半年報報告期內，復旦微電實現(xiàn)營業(yè)收入約為 17.02億元，較上年同期增加 50.83%；智能電表產品線實現(xiàn)銷售收入約為 2.76 億元。報告期內智能電表：類別產品銷售額較去年同期增加 177.86%，由于供應鏈改善，整 銷量較去年同期增加，得益于新產品量產、價格調整及智能電表專用 MCU 芯片市場占有率高， 使該類別整體銷售額及銷售毛利取得可觀業(yè)績。

智能電表市場計量芯片和MCU的未來

市場特點

2022年MCU市場，正從普漲走向分化，智能電表芯片屬于特定細分領域產品，但國內市場銷量受國網(wǎng)、南網(wǎng)招標計劃影響較大。

計量芯片

在我國的堅強智能電網(wǎng)建設過程中，隨著智能電網(wǎng)對電表終端綜合功能的要求進一步提高，需要更高的計算能力，更多的存儲器，更多的 I/O 以支持周邊器件，以及隨著國內廠商技術的進一步成熟，單一功能的計量芯片將逐步被集成了 MCU 及其他功能的 SoC 芯片取代。因此，兼具SoC設計能力的廠商將在市場中取得新的機會。

此外，隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，新能源、清潔能源和直流輸電技術興起，下游市場對直流計量功能的需求不斷增加，各廠商在直流計量芯片領域將獲得新的市場空間。直流計量芯片應用在充電樁、智能交通燈等產品。

MCU

國網(wǎng)、南網(wǎng)均在電能表國際建議IR46的框架下，積極預研下一代智能電表的技術、功能、標準等細則。根據(jù) IR46 要求，智能電表的法制計量功能與管理功能需作物理分離，即“雙芯”智能電表設計模式。未來，隨著下一代智能電表在國網(wǎng)、南網(wǎng)體系內逐步推廣，智能電表方案將發(fā)生本質的變化。在“雙芯”智能電表模式中，原先的單 MCU 系統(tǒng)將分為雙MCU系統(tǒng)，對應的智能電表 MCU 需求將大幅增長，對應的智能電表MCU廠商也將迎來業(yè)績上升期。