現(xiàn)狀分析：電表用SoC芯片現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

隨著電子式電能表在世界各國的大規(guī)模部署，芯片解決方案也由最初的分立的計量芯片、MCU芯片、實時時鐘芯片、存儲芯片、安全芯片、通信芯片、電源管理芯片和液晶驅(qū)動芯片整合成計量SoC芯片(集成計量功能、實時時鐘、存儲器和液晶驅(qū)動)、安全芯片和通信芯片，但由于政策和工藝的原因，國內(nèi)市場中安全芯片和需要隔離的通信芯片仍然無法集成到SoC中。

 

國內(nèi)較為熟知的SoC分為兩類：即在前面所述MCU基礎(chǔ)上又集成實時時鐘但沒集成計量功能的半SoC，以及集成了實時時鐘和計量功能的SoC芯片。但在國外，有廠商已經(jīng)能把強電通信、電源管理等功能集成到一顆SoC中，不過實現(xiàn)的工藝成本和設(shè)計、測試成本都很高。此外，安全加密功能作為一個標(biāo)準(zhǔn)模塊，可以集成到SoC中也并沒有技術(shù)難度，很多芯片也已經(jīng)具備這樣的功能，但由于政策法規(guī)的因素，獨立的加密芯片仍然具有較強的生命力。

 

在電表市場實際開發(fā)過程中，SoC芯片的市場份額從無到有，已逐漸取得了一個可觀的市場份額。不過未來雖然技術(shù)上可以實現(xiàn)所有功能的全集成，但從應(yīng)用靈活性以及流片工藝成本的角度考慮，SoC芯片也并非功能集成越多越具有性價比優(yōu)勢。

 

SoC芯片在海外市場，尤其是南亞、東南亞和南美等國家的防竊電應(yīng)用市場是芯片解決方案的首選。SoC芯片適合防竊電應(yīng)用的主要原因是在防竊電應(yīng)用場景下，要求智能電表在電池供電下，需更根據(jù)各種竊電模式都能提供低功耗的、有精度要求的計量和顯示功能。它隱含的要求就是計量模塊與主MCU的功能管理模塊必須在掉電下快速響應(yīng)，在電池供電下快速通信。快速靈活多樣的低功耗計量模式，這恰恰是集成了計量功能的SoC的優(yōu)勢。

 

最初的防竊電電表功能相對簡單，SoC芯片只要32k 閃存就能覆蓋基本需求，但目前越來越多的國家增加費率、事件等方面的要求，因此新推出的SoC芯片必須得配備更豐富的程序和數(shù)據(jù)存儲容量。多功能電子式防竊電電表的發(fā)展過程中，也呈現(xiàn)出一些新的需求，由此SoC芯片的發(fā)展相應(yīng)的也出現(xiàn)了一些新的趨勢。

 

未來SoC仍然會在防竊電電表市場占有主導(dǎo)地位，但在沒有防竊電功能要求的智能電表市場的發(fā)展將受制于兩個因素：

 

一是功能規(guī)范。如果招標(biāo)規(guī)范一成不變，高集成度的SoC仍然會是趨勢;相反，如果智能電表功能多樣化尤其是應(yīng)用功能多樣化，那么功能合理定義的多個SoC會在智能電表模塊化的驅(qū)動下獲得快速發(fā)展。

 

二是工藝技術(shù)。智能電表設(shè)計需要解決的核心技術(shù)問題，如強電隔離供電、計量、事件監(jiān)測和應(yīng)用、隔離通信、安全加密等，隨著半導(dǎo)體技術(shù)的進步，不同功能組合，尤其是強弱電功能集成在一顆芯片的流片技術(shù)、封裝技術(shù)都將推動新的電表用SoC產(chǎn)品的發(fā)展，也必將推動智能電表向小型化、更可靠、低功耗和高速率的方向發(fā)展。