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雙芯模組化智能電表之計量芯研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化項目可行性研究報告
思瀚產(chǎn)業(yè)研究院 鉅泉光電    2024-06-17

1、項目概述

2020年8月，國家電網(wǎng)正式發(fā)布了基于國際IR46標準的單、三相智能物聯(lián)表通用技術(shù)規(guī)范，智能物聯(lián)表在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計上完全采用模組化設(shè)計，區(qū)分計量模組、管理模組和擴展模組。公司需要順應(yīng)行業(yè)發(fā)展趨勢、把握市場機遇，結(jié)合電網(wǎng)提升運營質(zhì)量和效率的內(nèi)在需求，在公司現(xiàn)有電能計量芯片技術(shù)積累的基礎(chǔ)上做進一步延伸，研發(fā)適用于下一代智能物聯(lián)表計量模組的計量SoC芯片，進一步鞏固公司行業(yè)市場地位、提高公司的盈利能力。

本項目計劃持續(xù)開發(fā)適用于國家電網(wǎng)智能物聯(lián)表技術(shù)規(guī)范的雙芯模組化智能電表計量芯片，包括其升級迭代版本，項目投資總額為13,417.82萬元，項目建設(shè)期36個月。項目建設(shè)完成后，將進一步豐富完善公司的產(chǎn)品線，增強公司在智能電表計量芯片領(lǐng)域的競爭力，提高公司的盈利能力。

2、項目開發(fā)內(nèi)容

本項目研發(fā)及委托生產(chǎn)的芯片產(chǎn)品具體為適用于國家電網(wǎng)智能物聯(lián)表技術(shù)規(guī)范、基于國際法定計量組織IR46標準的智能物聯(lián)表三相電能計量芯片和單相電能計量芯片。國家電網(wǎng)智能物聯(lián)表技術(shù)規(guī)范源于國際法制計量組織（OIML）在2012年提出的電能表國際建議，即電能表的法制計量功能與管理功能分離開，負責不同功能的芯片及軟件需從物理方式上互相隔離，不受外界影響。智能物聯(lián)網(wǎng)標準對電能表的計量防護要求較高，體現(xiàn)在電表計量部分的軟件與硬件均不可被儀表其他部分影響。

國家電網(wǎng)智能物聯(lián)表技術(shù)規(guī)范下的智能電表設(shè)計結(jié)構(gòu)圖（計量芯）

本項目研發(fā)的芯片產(chǎn)品是新一代智能電表的核心部件，作為法制計量部分，具有高可靠性、使用壽命長的特點，不依賴其它模塊可獨立工作，與主要負責電表功能實現(xiàn)與系統(tǒng)升級的管理芯片并存但又相對獨立，計量模塊在結(jié)構(gòu)上采用止逆設(shè)計，不允許拆卸，也不支持軟件升級，進一步保障電表的計量功能穩(wěn)定不受干擾、并確保數(shù)據(jù)的高可靠性、可追溯性。

如上圖所示，作為一塊計量SoC芯片，產(chǎn)品主要由核心計量芯片、計量MCU、存儲器、RTC（實時時鐘）、時鐘電池和超級電容等器件組成。

公司通過采用先進的數(shù)?；旌显O(shè)計技術(shù)與工藝，使其提供高精度、高可靠性的計量，實現(xiàn)有效值、功率、電能、頻率、夾角、諧波等多種參數(shù)計量，同時可提供非侵入式的數(shù)據(jù)分析的接口。此外，該產(chǎn)品能夠?qū)崿F(xiàn)正反向有功總電能、正反有功基波電能、正反有功諧波總電能、一到四象限無功等歷史數(shù)據(jù)用于電量追溯。

該產(chǎn)品將采用更高等級標準的元器件、更優(yōu)化的軟件程序與更可靠的計量外圍電路結(jié)構(gòu)，滿足計量部分的高精度、低功率因數(shù)計量的要求，應(yīng)用寬動態(tài)范圍

的計量芯片設(shè)計方案，優(yōu)化數(shù)字校準技術(shù)并增加在線運行監(jiān)測功能，保證表計計量部分的高準確性、高安全性、高可靠性和高一致性。

本項目研發(fā)的計量芯產(chǎn)品覆蓋了電能表的各個應(yīng)用領(lǐng)域，根據(jù)下游運用的不同可分為三相計量和單相計量兩類，具體情況如下：

下一代三相電能計量芯片：主要用于下一代適用于符合 IR46 標準的國家電網(wǎng)三相智能物聯(lián)表，采用雙芯模組化設(shè)計結(jié)構(gòu)，使用對象主要是工業(yè)企業(yè)用電戶，以及集中器、采集器等。下一代三相計量芯片可以提供電壓/電流、有功/無功/視在、以及基波/諧波功能，ADC 緩沖數(shù)據(jù)可用于分次諧波計算等，滿足精度和高端功能的要求，且具有同步 ADC 數(shù)據(jù)緩存功能。

下一代單相電能計量芯片：主要用于下一代適用于符合 IR46 標準的國家電網(wǎng)單相智能物聯(lián)表，采用雙芯模組化設(shè)計結(jié)構(gòu)，適用對象主要是居民用電戶。單相計量芯片可提供電壓/電流、有功/無功/視在和零線計量、錳銅掉線自我檢測機制等功能。

3、項目的可行性

（1）電表作為智能電網(wǎng)關(guān)鍵終端設(shè)備，將持續(xù)進行智能化升級

電力行業(yè)是關(guān)乎國計民生的基礎(chǔ)能源產(chǎn)業(yè)，隨著我國經(jīng)濟不斷發(fā)展，國內(nèi)電力需求急速增加，政府近年來高度重視電力基礎(chǔ)設(shè)施投資發(fā)展，不斷加大在電力基礎(chǔ)設(shè)備領(lǐng)域的投資力度，智能電網(wǎng)的建設(shè)已經(jīng)上升為國家戰(zhàn)略地位。

智能電表作為智能電網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵終端產(chǎn)品之一，承擔著居民用電戶、工業(yè)企業(yè)用電戶與電力采集系統(tǒng)主站間通信信息采集樞紐的角色，對于電網(wǎng)實現(xiàn)信息化和自動化具有重要支撐作用。根據(jù)統(tǒng)計，自2009年國家電網(wǎng)開始對智能電表統(tǒng)一招標，至2020年投資金額已累計超過1,397.33億元。可以預(yù)見，隨著未來國家不斷推進智能電網(wǎng)建設(shè)進程，我國智能電表產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢穩(wěn)定向好。

與此同時，長期以來我國在電能表技術(shù)標準上采取的是國際電工委員會（IEC）標準。而隨著近年來我國經(jīng)濟快速發(fā)展，全社會用電需求快速增大，用電量從2011年的46,928億千瓦時增長至2019年的72,255億千瓦時。我國居民與工業(yè)企業(yè)用電需求的快速攀升，逐步拉高了電力運行部門與電價政策制定部門對于用電設(shè)備的技術(shù)與功能的要求。

近年來，更高要求的雙芯（管理芯、計量芯）智能電表逐漸進入行業(yè)視線?！半p芯”智能電表，源于國際法制計量組織（OIML）2012年發(fā)布的IR46電能表國際建議，即電表的法制計量功能與管理功能的軟件需分離開。2020年8月，國家電網(wǎng)正式發(fā)布了基于IR46標準的單、三相智能物聯(lián)電能表通用技術(shù)規(guī)范。

其中，明確了計量模組作為法制計量部分，功能不能升級，獨立地保證電表的計量功能穩(wěn)定不受干擾，保障數(shù)據(jù)的高可靠性與可追溯性；而管理芯也采用模組化設(shè)計方案，主要負責電表功能的更新與系統(tǒng)升級，包括升級數(shù)據(jù)的下載，判斷新程序與參數(shù)是否匹配等。

項目IEC標準國家電網(wǎng)智能物聯(lián)表（基于IR46標準）量、脈沖和時鐘等法制計量部分； 管理芯：負責電能表的顯示、通信、事件管理等非法制計量部分計量防護要求對電能表計量防護方面無要求對電能表的防護有明確要求： 硬件層面：要求計量部分與非計量部分進行電氣隔離； 軟件層面：要求計量部分與非計量部分的軟件之間有清楚的隔離，計量芯在不破壞封印的情況下不能升級更新，而管理芯能夠進行升級更新

2016年9月國家電網(wǎng)發(fā)布《基于IR46理念的“雙芯”智能電能表設(shè)計方案》并首次向電表企業(yè)宣貫，明確指出我國現(xiàn)行的電能表技術(shù)標準體系與IR46標準存在顯著差異，并修訂了相關(guān)電能表型式評價大綱、檢定規(guī)程、國家與企業(yè)標準，表明將積極推動IR46標準的落地實施，并鼓勵電表相關(guān)企業(yè)研發(fā)生產(chǎn)適應(yīng)IR46標準的產(chǎn)品。

2019年，針對IR46技術(shù)標準的要求以及全社會范圍電網(wǎng)運營質(zhì)量和效率的提升需求，國家電網(wǎng)、南方電網(wǎng)分別推出了各自的電表新技術(shù)標準草稿并實施了多次送檢摸底測試。同時，國家電網(wǎng)開始大力開展電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，進一步促進了新一代電表技術(shù)標準的轉(zhuǎn)變。

2020年8月，國家電網(wǎng)率先發(fā)布了符合IR46標準要求的單、三相智能物聯(lián)電能表等一系列通用技術(shù)規(guī)范?？梢钥吹?，國內(nèi)電網(wǎng)企業(yè)對智能電表后續(xù)采用IR46標準、實現(xiàn)計量功能與非計量功能相互獨立的“雙芯”化技術(shù)改革正在穩(wěn)步推進。

（2）公司具備雄厚的技術(shù)積累與完善的研發(fā)體系，為項目實施奠定核心技術(shù)基礎(chǔ)

公司長期專注于智能電網(wǎng)終端設(shè)備芯片的研發(fā)與應(yīng)用的設(shè)計，始終堅持以技術(shù)、產(chǎn)品創(chuàng)新作為提升核心競爭力的根本手段。

公司通過多年的研發(fā)投入和大量的實踐運用積累，在電能計量領(lǐng)域積累了高精度Sigma-Delta ADC、單/三相電能表計量算法、高精度基準電壓、高精度端子測溫技術(shù)等一系列核心技術(shù)，形成了較為明顯的核心技術(shù)優(yōu)勢，在技術(shù)水平、產(chǎn)品設(shè)計等方面均處于行業(yè)前列，是國內(nèi)領(lǐng)先的電能計量芯片供應(yīng)商。

公司在電能計量領(lǐng)域參與了《交流電測量設(shè)備 特殊要求 第2部分：靜止式諧波有功電能表》（GB/T17215.302-2013）和《靜止式直流電能表》（GB/T33708-2017）等行業(yè)標準的編寫工作。

公司的三相電能計量芯片被國家科技部評為“國家重點新產(chǎn)品”，獲得“2009年度中國半導(dǎo)體創(chuàng)新產(chǎn)品和技術(shù)獎”、“2012年度‘中國芯’最佳市場表現(xiàn)獎”，同時被評為“上海市高新技術(shù)成果轉(zhuǎn)化項目”、“2014年度上海名牌產(chǎn)品”和“2011年上海市高新技術(shù)成果轉(zhuǎn)化百佳項目”；單相計量芯片獲得“上海市浦東新區(qū)科技進步二等獎”、“2014年度‘中國芯’最佳市場表現(xiàn)獎”，被評為“上海市高新技術(shù)成果轉(zhuǎn)化項目”；單相SoC芯片榮獲“2011年度‘中國芯’最具潛質(zhì)獎”，被評為“上海市高新技術(shù)成果轉(zhuǎn)化項目”。

公司核心技術(shù)人員大多具有豐富的集成電路研發(fā)設(shè)計行業(yè)的工作經(jīng)驗。同時，公司不斷吸收高素質(zhì)人才，擁有較強的人才儲備，培育了具有豐富經(jīng)驗和競爭力的技術(shù)研發(fā)團隊，為公司實施本項目提供了堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。

（3）公司產(chǎn)品持續(xù)保持高市占率，品牌優(yōu)勢明顯，項目產(chǎn)品銷售預(yù)期良好

公司是國內(nèi)較早進入電能計量芯片行業(yè)的企業(yè)，具備一定的先發(fā)優(yōu)勢。公司的計量芯片產(chǎn)品經(jīng)過市場長期檢驗，得到電能表廠商和電網(wǎng)企業(yè)高度的認可和廣泛的應(yīng)用。報告期內(nèi)，公司三相計量芯片在國內(nèi)市場出貨量穩(wěn)居第一，主要用于出口市場的單相SoC芯片逐步攀升至第一，主要應(yīng)用于國內(nèi)市場的單相計量芯片也排名靠前，是國內(nèi)領(lǐng)先的計量芯片供應(yīng)商之一。公司在行業(yè)內(nèi)已樹立起具有廣泛影響力的產(chǎn)品口碑和品牌形象，能夠為新產(chǎn)品推廣形成可靠的支撐。

銷售渠道方面，公司與下游主要電能表廠之間建立了密切、直接的技術(shù)交流與業(yè)務(wù)聯(lián)系，合作關(guān)系穩(wěn)固。對于本項目研發(fā)的適用于國家電網(wǎng)下一代智能物聯(lián)表的計量芯片，下游終端客戶和應(yīng)用領(lǐng)域均未發(fā)生重大變化，公司將繼續(xù)基于現(xiàn)有渠道采用經(jīng)銷模式進行產(chǎn)品推廣，由長期合作的經(jīng)銷商協(xié)助推進公司芯片產(chǎn)品與下游表廠客戶電表方案的快速融合，從而快速搶占主要市場份額，項目產(chǎn)品的預(yù)期銷售情況良好。

4、項目與公司現(xiàn)有主要業(yè)務(wù)、核心技術(shù)之間的關(guān)系

（1）技術(shù)關(guān)聯(lián)度

公司專注于智能電網(wǎng)終端設(shè)備芯片的研發(fā)、設(shè)計與銷售。經(jīng)過十多年的發(fā)展，形成了一套前瞻、高效且成熟的研發(fā)機制和研發(fā)體系。本項目所涉的下一代電能計量芯片研發(fā)是在公司原有技術(shù)積累上的延伸，是對原有計量芯片產(chǎn)品的升級，因此項目研發(fā)的技術(shù)和產(chǎn)品與公司現(xiàn)在掌握的技術(shù)和擁有的產(chǎn)品之間高度相關(guān)。

（2）市場關(guān)聯(lián)度

公司當前產(chǎn)品主要運用于智能電表等智能電網(wǎng)終端設(shè)備之中，下游客戶為各大電能表廠商，最終用戶為國內(nèi)外電網(wǎng)企業(yè)，并以國內(nèi)電網(wǎng)企業(yè)為主。本項目研發(fā)和生產(chǎn)的芯片產(chǎn)品與現(xiàn)有產(chǎn)品之間存在一定的升級替代關(guān)系，未來將結(jié)合兩網(wǎng)公司對于新標準智能電表的推進速度首先在國內(nèi)市場得到運用，與公司現(xiàn)有產(chǎn)品的主要運用領(lǐng)域相一致。

（3）生產(chǎn)關(guān)聯(lián)度

本項目的研發(fā)和生產(chǎn)將同樣采用Fabless模式，同時公司在實施本項目過程中將加大研發(fā)投入，提高項目相關(guān)技術(shù)的研發(fā)效率，進一步嚴格管控晶圓采購商和封裝測試廠商的生產(chǎn)質(zhì)量，進一步擴大公司的產(chǎn)品生產(chǎn)規(guī)模。因此，本項目研發(fā)、生產(chǎn)的產(chǎn)品與公司現(xiàn)有產(chǎn)品在生產(chǎn)模式、生產(chǎn)工藝及生產(chǎn)產(chǎn)品類別上具有很高的關(guān)聯(lián)性。

5、項目投資概算

項目投資預(yù)算為13,417.82萬元。項目投資包含場地投資467.25萬元、設(shè)備和軟件購置3,035.09萬元（具體包括軟件授權(quán)使用費、測試和辦公設(shè)備等）、研發(fā)投資6,443.30萬元（具體包括研發(fā)人員薪酬、試制及測試費等），預(yù)備費投資497.28萬元，以及鋪底流動資金2,974.91萬元。

6、項目時間與實施進展情況

本項目實施期為36個月。第一年為項目投入期；計劃第二年研發(fā)出達到量產(chǎn)標準、符合國內(nèi)電網(wǎng)企業(yè)交貨條件的芯片版本，并小批量生產(chǎn)供貨；第三年對芯片做后續(xù)修訂和升級，并開始大規(guī)模量產(chǎn)出貨。

7、項目備案及環(huán)保情況

鉅泉微電子于2020年9月7日完成項目備案并取得上海臨港地區(qū)開發(fā)建設(shè)管理委員會出具的《上海市外商投資項目備案證明》（上海代碼310115MA1HAJFE020205E2203001；國家代碼2020-310115-65-03-006992）。該項目不屬于《自由貿(mào)易試驗區(qū)外商投資準入特別管理措施（2020年版）（負面清單）》的范疇。

國務(wù)院于2019年8月印發(fā)《中國（上海）自由貿(mào)易試驗區(qū)臨港新片區(qū)總體方案》，旨在進一步推動上海半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展，在浦東打造另一個半導(dǎo)體新興產(chǎn)業(yè)集群，使臨港新片區(qū)依托良好的地理位置優(yōu)勢，與集成電路企業(yè)最密集區(qū)域張江高科技園區(qū)資源互通、優(yōu)勢互補，屬于鼓勵類，適用《鼓勵外商投資產(chǎn)業(yè)目錄（2019年版）》第281條目：集成電路設(shè)計。

本項目符合國家產(chǎn)業(yè)政策，項目主要內(nèi)容為集成電路的研發(fā)設(shè)計，僅包含研發(fā)設(shè)備、研發(fā)軟件及研發(fā)人員的投入，生產(chǎn)制造過程全部委托外包，屬于高技術(shù)產(chǎn)業(yè)項目，對環(huán)境影響極小。

本項目的實施不涉及廠房及設(shè)施的新建，不涉及環(huán)保設(shè)備購置等環(huán)保措施，也不涉及環(huán)保投入與排污量的匹配問題，此外該項目不屬于《建設(shè)項目環(huán)境影響評價分類管理名錄（2021版）》及《<建設(shè)項目環(huán)境影響評價分類管理名錄>上海市實施細化規(guī)定（2021版）》所列示的項目，且該項目屬于《上海市不納入建設(shè)項目環(huán)評分類管理的項目類型（2019年版）》中提及的利用現(xiàn)有建筑且污水納管的軟件和信息技術(shù)相關(guān)服務(wù)項目，不需要辦理建設(shè)項目環(huán)境影響評價相關(guān)手續(xù)。

8、項目選址和配套條件

為保障本項目的順利實施，公司計劃在上海市浦東新區(qū)租賃辦公場所作為本項目的實施地點。上海市浦東新區(qū)是集成電路產(chǎn)業(yè)的集聚區(qū)域，區(qū)內(nèi)交通便利，附屬水電設(shè)施齊全，適合芯片設(shè)計企業(yè)辦公，符合本項目要求。

9、項目的組織方式

本項目以全資子公司鉅泉微電子為主體實施，不涉及與他人合作的情況。

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