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1、泓域咨询/杭州关于成立智能电表MCU芯片公司可行性报告杭州关于成立智能电表MCU芯片公司可行性报告xx（集团）有限公司报告说明2018年至2021年，国家电网单、三相智能电表对MCU的需求分别为5,278.58万颗、7,380.19万颗、5,206.60万颗和6,674.01万颗，整体处于中位震荡的阶段。未来随着国家电网符合IR46标准的下一代智能物联电能表技术规范的落地和推广，双芯设计方案将成为智能电表市场主流，原先单MCU系统将分为符合法制计量部分和非法制计量部分的双芯系统。新的管理芯（MCU）承担智能物联表的管理任务，能够完成包括费控显示、事件记录、时间记录、数据冻结、负荷控制、上行通信
2、、下行抄表、远程升级等任务，并且具备过载跳闸、端子过热跳闸，及拉闸状态下的过载恢复合闸、端子过热恢复合闸的能力，并基于国家电网统一开发的软件平台支持增量和总量在线升级。前述功能对下一代电表MCU芯片的运算速度、能耗、稳定性和内部整合能力等方面提出了更高的要求，相应的，其生产成本和销售价格也将大幅提高，未来随着智能物联表对当前智能电能表产品迭代的持续推进，电表MCU的市场空间也将持续扩大。xx（集团）有限公司主要由xxx集团有限公司和xxx投资管理公司共同出资成立。其中：xxx集团有限公司出资852.00万元，占xx（集团）有限公司60%股份；xxx投资管理公司出资568万元，占xx（集团）有限
3、公司40%股份。根据谨慎财务估算，项目总投资20367.63万元，其中：建设投资15188.44万元，占项目总投资的74.57%；建设期利息392.08万元，占项目总投资的1.93%；流动资金4787.11万元，占项目总投资的23.50%。项目正常运营每年营业收入40200.00万元，综合总成本费用33213.32万元，净利润5103.35万元，财务内部收益率17.90%，财务净现值6578.05万元，全部投资回收期6.38年。本期项目具有较强的财务盈利能力，其财务净现值良好，投资回收期合理。经初步分析评价，项目不仅有显著的经济效益，而且其社会救益、生态效益非常显著，项目的建设对提高农民收入、
4、维护社会稳定，构建和谐社会、促进区域经济快速发展具有十分重要的作用。项目在社会经济、自然条件及投资等方面建设条件较好，项目的实施不但是可行而且是十分必要的。本期项目是基于公开的产业信息、市场分析、技术方案等信息，并依托行业分析模型而进行的模板化设计，其数据参数符合行业基本情况。本报告仅作为投资参考或作为学习参考模板用途。目录第一章 筹建公司基本信息9一、 公司名称9二、 注册资本9三、 注册地址9四、 主要经营范围9五、 主要股东9公司合并资产负债表主要数据10公司合并利润表主要数据10公司合并资产负债表主要数据12公司合并利润表主要数据12六、 项目概况12第二章 市场预测17一、 智能电表
5、市场发展概况17二、 电能计量芯片市场概况22三、 智能电表MCU芯片市场概况27第三章 项目背景、必要性29一、 行业的技术水平与发展趋势29二、 我国集成电路设计行业发展概况32三、 我国智能电网发展概况33四、 强化高端产业引领，建设具有国际竞争力的现代产业体系36五、 项目实施的必要性39第四章 公司筹建方案40一、 公司经营宗旨40二、 公司的目标、主要职责40三、 公司组建方式41四、 公司管理体制41五、 部门职责及权限42六、 核心人员介绍46七、 财务会计制度47第五章 法人治理结构51一、 股东权利及义务51二、 董事54三、 高级管理人员58四、 监事61第六章 发展规划
6、分析64一、 公司发展规划64二、 保障措施65第七章 环保分析68一、 环境保护综述68二、 建设期大气环境影响分析68三、 建设期水环境影响分析72四、 建设期固体废弃物环境影响分析72五、 建设期声环境影响分析72六、 环境影响综合评价73第八章 项目风险评估74一、 项目风险分析74二、 公司竞争劣势81第九章 项目选址可行性分析82一、 项目选址原则82二、 建设区基本情况82三、 强化科技自立自强，打造面向世界的创新策源地84四、 优化市域统筹，推进协调发展的全域城区化88五、 项目选址综合评价92第十章 投资计划方案94一、 投资估算的依据和说明94二、 建设投资估算95建设投资
7、估算表97三、 建设期利息97建设期利息估算表97四、 流动资金99流动资金估算表99五、 总投资100总投资及构成一览表100六、 资金筹措与投资计划101项目投资计划与资金筹措一览表102第十一章 进度实施计划103一、 项目进度安排103项目实施进度计划一览表103二、 项目实施保障措施104第十二章 项目经济效益评价105一、 基本假设及基础参数选取105二、 经济评价财务测算105营业收入、税金及附加和增值税估算表105综合总成本费用估算表107利润及利润分配表109三、 项目盈利能力分析109项目投资现金流量表111四、 财务生存能力分析112五、 偿债能力分析113借款还本付息计
8、划表114六、 经济评价结论114第十三章 项目总结116第十四章 补充表格117主要经济指标一览表117建设投资估算表118建设期利息估算表119固定资产投资估算表120流动资金估算表121总投资及构成一览表122项目投资计划与资金筹措一览表123营业收入、税金及附加和增值税估算表124综合总成本费用估算表124固定资产折旧费估算表125无形资产和其他资产摊销估算表126利润及利润分配表127项目投资现金流量表128借款还本付息计划表129建筑工程投资一览表130项目实施进度计划一览表131主要设备购置一览表132能耗分析一览表132第一章 筹建公司基本信息一、 公司名称xx（集团）有限公司
9、（以工商登记信息为准）二、 注册资本1420万元三、 注册地址杭州xxx四、 主要经营范围经营范围：从事智能电表MCU芯片相关业务（企业依法自主选择经营项目，开展经营活动；依法须经批准的项目，经相关部门批准后依批准的内容开展经营活动；不得从事本市产业政策禁止和限制类项目的经营活动。）五、 主要股东xx（集团）有限公司主要由xxx集团有限公司和xxx投资管理公司发起成立。（一）xxx集团有限公司基本情况1、公司简介公司满怀信心，发扬“正直、诚信、务实、创新”的企业精神和“追求卓越，回报社会” 的企业宗旨，以优良的产品服务、可靠的质量、一流的服务为客户提供更多更好的优质产品及服务。公司在“政府引导
10、、市场主导、社会参与”的总体原则基础上，坚持优化结构，提质增效。不断促进企业改变粗放型发展模式和管理方式，补齐生态环境保护不足和区域发展不协调的短板，走绿色、协调和可持续发展道路，不断优化供给结构，提高发展质量和效益。牢固树立并切实贯彻创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念，以提质增效为中心，以提升创新能力为主线，降成本、补短板，推进供给侧结构性改革。2、主要财务数据公司合并资产负债表主要数据项目2020年12月2019年12月2018年12月资产总额7670.116136.095752.58负债总额4552.383641.903414.28股东权益合计3117.732494.182338.3
11、0公司合并利润表主要数据项目2020年度2019年度2018年度营业收入18563.1114850.4913922.33营业利润3289.322631.462466.99利润总额2925.992340.792194.49净利润2194.491711.701580.03归属于母公司所有者的净利润2194.491711.701580.03（二）xxx投资管理公司基本情况1、公司简介公司全面推行“政府、市场、投资、消费、经营、企业”六位一体合作共赢的市场战略，以高度的社会责任积极响应政府城市发展号召，融入各级城市的建设与发展，在商业模式思路上领先业界，对服务区域经济与社会发展做出了突出贡献。 公司秉
12、承“以人为本、品质为本”的发展理念，倡导“诚信尊重”的企业情怀；坚持“品质营造未来，细节决定成败”为质量方针；以“真诚服务赢得市场，以优质品质谋求发展”的营销思路；以科学发展观纵观全局，争取实现行业领军、技术领先、产品领跑的发展目标。 2、主要财务数据公司合并资产负债表主要数据项目2020年12月2019年12月2018年12月资产总额7670.116136.095752.58负债总额4552.383641.903414.28股东权益合计3117.732494.182338.30公司合并利润表主要数据项目2020年度2019年度2018年度营业收入18563.1114850.4913922.3
13、3营业利润3289.322631.462466.99利润总额2925.992340.792194.49净利润2194.491711.701580.03归属于母公司所有者的净利润2194.491711.701580.03六、 项目概况（一）投资路径xx（集团）有限公司主要从事关于成立智能电表MCU芯片公司的投资建设与运营管理。（二）项目提出的理由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（
14、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。锚定二三五年远景目标，坚持问题导向、守正创新、争先创优有机统一，今后五年经济社会发展要努力实现以下主要目标：综合实力走在前列。经济持续健康较快发展，现代化经济体系建设取得重大进展，增长潜力充分发挥，创新能力明显提升，力争全市生产总值突破2.
15、3万亿元、人均生产总值突破18万元，研究与试验发展经费投入强度力争达到4%。数字变革走在前列。数字产业化、产业数字化、城市数字化深度融合，新基建、新消费、新制造、新电商、新健康、新治理全面推进，城市大脑更加智慧，数字社会建设深入推进，全市数字经济核心产业主营业务收入突破2万亿元、增加值突破7000亿元。城市治理走在前列。社会主义民主更加健全，各领域法治化水平全面提升，基层治理水平明显提高。平安建设体系更加完善，发展安全保障更加有力，建成全国市域社会治理现代化标杆城市。行政效率和公信力显著提升，国际一流营商环境基本形成。文化建设走在前列。社会主义核心价值观深入人心，红船精神和浙江精神大力弘扬，历
16、史文化名城建设持续推进，创新文化、都市文化充分彰显，2022年杭州亚运会、亚残运会成功举办，公共文化服务体系和文化产业体系更加健全，建成东方文化国际交流重要城市和国际文化创意中心。生态环境走在前列。绿水青山就是金山银山转化通道进一步拓宽，生态文明制度体系更加完备，生产生活方式全面绿色转型，西湖西溪一体化保护提升成效明显，千岛湖、新安江、富春江、钱塘江、苕溪、大运河等重要水系生态环境更加优美，“湿地水城”成为新时代杭州的鲜明特色。生活品质走在前列。民生福祉达到新水平，居民人均可支配收入突破8.5万元，城乡居民收入倍差缩小至1.8以内；人民全生命周期需求普遍得到更高水平满足，全民受教育程度和健康水
17、平不断提升，人均预期寿命达到83.88岁，常住人口城镇化率达到82%以上，公共服务更加优质均衡，建成人民的幸福城市。（三）项目选址项目选址位于xx园区，占地面积约51.00亩。项目拟定建设区域地理位置优越，交通便利，规划电力、给排水、通讯等公用设施条件完备，非常适宜本期项目建设。（四）生产规模项目建成后，形成年产xx颗智能电表MCU芯片的生产能力。（五）建设规模项目建筑面积55098.05，其中：生产工程36589.44，仓储工程9091.19，行政办公及生活服务设施5375.33，公共工程4042.09。（六）项目投资根据谨慎财务估算，项目总投资20367.63万元，其中：建设投资15188
18、.44万元，占项目总投资的74.57%；建设期利息392.08万元，占项目总投资的1.93%；流动资金4787.11万元，占项目总投资的23.50%。（七）经济效益（正常经营年份）1、营业收入（SP）：40200.00万元。2、综合总成本费用（TC）：33213.32万元。3、净利润（NP）：5103.35万元。4、全部投资回收期（Pt）：6.38年。5、财务内部收益率：17.90%。6、财务净现值：6578.05万元。（八）项目进度规划项目建设期限规划24个月。（九）项目综合评价项目建设符合国家产业政策，具有前瞻性；项目产品技术及工艺成熟，达到大批量生产的条件，且项目产品性能优越，是推广型产
19、品；项目产品采用了目前国内最先进的工艺技术方案；项目设施对环境的影响经评价分析是可行的；根据项目财务评价分析，经济效益好，在财务方面是充分可行的。第二章 市场预测一、 智能电表市场发展概况智能电表作为智能电网建设的关键终端产品之一，承担着原始电能数据采集、计量和传输的任务，是实现信息集成、分析优化和信息展现的基础，对于电网实现信息化、自动化、互动化具有重要支撑作用。智能电表以智能芯片为核心，通过运用通讯技术以及计算机技术等，能够进行电能计费、电功率的计量和计时，并且能够和上位机进行通讯、用电管理的电能表。相对普通电表，智能电表除具备最基本的用电计量功能以外，还具有双向多种费率计量功能、用户端控
20、制功能、多种数据传输模式的双向数据通信功能、防窃电功能等智能化的功能。1、智能电表产品的发展历程随着我国智能电网建设持续推进，电能表已经从机电一体化电能表、电子式电能表进入到了智能化电能表时代，智能电表的功能及定位不断向智能化、模块化的用电终端发展。智能电表的广泛应用能够提高电力企业的经营效率，促进节能减排，增强电力系统的稳定性。随着智能电网投资的快速增长，智能电表的市场空间也在持续得到拓展。2、智能电表市场的需求变动情况自“坚强智能电网”计划启动以来，我国智能电表招标数量的变化基本可分为三个阶段：第一阶段，2014年以前，随着第一轮智能电表改造开始实施，智能电表的市场需求迅速上升，为智能电表
21、行业快速发展时期，这一阶段的通信产品主要以窄带电力线载波通信产品为主；第二阶段，2015年至2017年，随着智能电表改造的进行，国家电网智能电表的用户覆盖率全面提升，智能电表需求逐渐趋于饱和，智能电表招标量开始逐年下降，并于2017年达到低谷，进入行业调整期；第三阶段，2018年以后，随着“坚强智能电网”计划进入引领提升阶段，国家电网启动新一轮改造，开始对宽带电力线载波通信产品进行招标，同时存量智能电表的更新换代需求拉动了智能电表市场需求的又一轮回升。2020年受新冠肺炎疫情影响，电能表铺设进度放缓，国家电网智能电表招标数量有所下滑，而2021年前述影响消除后招标量又重新回升。与此同时，海外市
22、场也呈现出较快增长的态势。国外智能电表的安装进度不及国内，大规模的全球性智能电网建设为智能电表带来更广阔的市场需求，也为我国智能电表生产企业打开出口市场创造了良好的市场条件。此外，除智能电表的新旧替换需求和海外市场需求外，泛在电力物联网和基于IR46标准的智能物联电能表升级需求也将成为智能电表市场未来扩容的主要驱动力。3、智能电表产品的发展方向泛在电力物联网是指围绕电力系统各环节，充分应用移动互联、人工智能等现代信息技术、先进通信技术，实现电力系统各环节万物互联、人机交互，具有状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活特征的智慧服务系统，包含感知层、网络层、平台层、应用层四层结构。其中，感知层是
23、泛在电力物联网的最底层，主要负责信息采集和信号处理，是泛在电力物联网的基础层和数据源，是终端设备需求最大的环节，而智能电表是典型的感知层终端，是故障抢修、电力交易、客户服务、配网运行、电能质量监测等各项业务的基础数据来源，在感知层终端设备中占据较高比例。根据国家电网发布的泛在电力物联网建设大纲，2021年将初步建成泛在电力物联网，到2024年建成泛在电力物联网，国家电网对感知层终端设备的需求将逐步提升，作为感知层核心设备与主要构成之一，新一代智能电表将直接受益于泛在电力物联网感知层建设带来的新增需求。2016年，国家电网发布了基于IR46理念的“双芯”智能电能表设计方案，借鉴IR46标准设计理
24、念，采用双芯模组设计方案，研究新一代智能电表技术。根据IR46标准下智能电表研究初探，当前智能电表主要采用“单个MCU+专用电能计量芯”，IR46标准体系下将采用两个MCU的设计方案，一个MCU符合智能电表的计量、脉冲和时钟，称为计量芯，另一个称为管理芯，专门负责显示、对外通信、事件管理、数据冻结、负荷控制等功能，双芯设计的电表便于升级，且避免了对计量部分的影响。计量芯包括计量芯片、计量MCU、存储器、RTC、时钟电池、超级电容等；管理芯包括管理MCU、停抄电池、卡、ESAM（嵌入式安全控制模块）、显示、存储器、浮空、通信等。双芯的设计实现了电能计量与电能管理从硬件上分离，为未来新需求下软件升
25、级留足了操作空间。目前我国智能电表均采用IEC标准，与之相比，IR46标准在计量误差要求、功率因素、环境适应性、谐波影响、负载平衡等方面均有更高要求，也是国际法制计量组织（OIML）成员国的通用标准。我国智能电能表从IEC标准向IR46标准发展，不仅可以满足国家智能电网的建设需求，也能支持我国智能电表企业拓展海外市场，进一步拓宽我国智能电表的海外市场空间。IR46标准的实施，是国网智能电表系列企业标准的重大改变，深刻影响了国网新一代智能电表设计方案的制定、样表的开发与试用改进。目前，行业相关部门正加紧制定新一代智能电表的技术规范。2016年2月，国家电网开启了“双芯”模组化智能电表设计方案的制
26、定。2016年9月，国网推出基于IR46理念的“双芯”智能电能表设计方案，指出“IR46标准与我国现行的电能表标准体系存在明显差异”。2019年，针对IR46技术标准的要求以及全社会范围电网运营质量和效率的提升需求，国家电网推出了电表新技术标准草稿，即多芯模组化单相智能电能表技术要求和多芯模组化三相智能电能表技术要求，智能电表技术标准向IR46的转变进程正逐步加快。2020年8月，国家电网正式发布了单、三相智能物联表通用技术规范，智能物联表在产品结构设计上完全符合国际IR46标准并采用模组化设计，区分计量模组、管理模组和扩展模组。随着符合IR46标准的新型智能电表技术规范的落地，将促使我国智能
27、电表技术与国际接轨，有利于我国智能电表进入发达国家市场，市场空间有望进一步扩大。4、智能电表出口市场的发展情况出口方面，东欧、拉美、东南亚、中亚和西非等地区的智能电表和用电信息采集起步较晚，落后国内约5-10年，其使用的用电信息采集系统并未真正实现智能用电，只是实现了预付费、防窃电等基本功能，未来智能用电系统产品成长空间巨大。当前国内智能电表厂商在全球市场具备较强竞争力，随着“一带一路”合作的深入，已参与多个沿线国家的智能电网建设，带动了国内智能电表和用电信息采集设备产品进入“一带一路”沿线国家，成为我国智能电表行业市场规模新的增长点。根据海关出口数据，2019年我国出口单、三相电子式电度表3
28、,934.60万只，同比增长23.37%，2020年进一步增长至4,520.49万只，2017年至2020年的年复合增长率达到10.47%。随着国内电网企业更多地参与“一带一路”沿线国家的电网建设以及国内符合G3-PLC标准和IR46标准的智能电表产品逐步进入发达国家市场，我国智能电表的出口市场有望进入高速发展期。整体而言，我国智能电表市场在2015年至2017年的短暂衰退之后出现多个增长点。在老旧智能电表硬性替代需求、泛在电力物联网建设的新增需求、新一代智能物联表产品升级迭代需求以及“一带一路”和发达国家的出口需求等多方合力下，我国智能电表行业将进入高速增长阶段。二、 电能计量芯片市场概况1
29、、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、
30、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
31、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
32、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%
33、，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。（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。20
34、18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
35、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
36、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%。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
37、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。三、 智能电表MCU芯片市场概况智能电表MCU芯片作为电表的控制核心，是智能电表不可或缺的部件。当前我国智能电能表
38、仍然采用“单个MCU+专用电能计量芯”方案，单相表及三相表均含有一个计量芯片和一个MCU芯片。2018年至2021年，国家电网单、三相智能电表对MCU的需求分别为5,278.58万颗、7,380.19万颗、5,206.60万颗和6,674.01万颗，整体处于中位震荡的阶段。未来随着国家电网符合IR46标准的下一代智能物联电能表技术规范的落地和推广，双芯设计方案将成为智能电表市场主流，原先单MCU系统将分为符合法制计量部分和非法制计量部分的双芯系统。新的管理芯（MCU）承担智能物联表的管理任务，能够完成包括费控显示、事件记录、时间记录、数据冻结、负荷控制、上行通信、下行抄表、远程升级等任务，并且
39、具备过载跳闸、端子过热跳闸，及拉闸状态下的过载恢复合闸、端子过热恢复合闸的能力，并基于国家电网统一开发的软件平台支持增量和总量在线升级。前述功能对下一代电表MCU芯片的运算速度、能耗、稳定性和内部整合能力等方面提出了更高的要求，相应的，其生产成本和销售价格也将大幅提高，未来随着智能物联表对当前智能电能表产品迭代的持续推进，电表MCU的市场空间也将持续扩大。第三章 项目背景、必要性一、 行业的技术水平与发展趋势1、电能计量芯片行业技术水平特点及发展趋势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；在芯片设计方面，其核心技术是高精度模
40、拟信号采样和计量算法，其中模拟信号采样通过高精度ADC实现，计量算法的实现主要有两种方式，一种方式是采用搭建构成硬核算法的专用计量芯片，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0.11m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，主要应用于智能电表，需适用于我国复杂的电力系统环境，因而要求芯片产品具备较强的稳定性。随着泛在电力物联网的发展，电能计量芯片将应用于更多领域，对芯片产品的功能、性能功耗提出了更高的要求。此外，电能计量芯片的核心功能是电能信息的计量，对计量精度的要求也在不断提升。随着国内
41、晶圆制造工艺水平的进步，小尺寸的芯片将应用于更多领域。整体上，电能计量芯片呈现高可靠性、高精度、多功能、低功耗、产品形态小、高性能的发展趋势。2、智能电表MCU芯片行业技术水平特点及发展趋势国内智能电表行业经过十余年的发展，电表MCU等核心元器件已经基本接近了全面国产化。当前主控MCU芯片普遍采用32位的ARMCortex-M内核，运行频率十几到几十MHz，并普遍采用嵌入式闪存工艺制造，集成了128-512KB大容量嵌入式flash，以及8-64KB嵌入式SRAM，并集成了温度传感器、LCD液晶驱动等接口以及高精度RTC等丰富外设，拥有极低的功耗。此外，智能电表对主控MCU也有较高的可靠性要求
42、，必须满足较大的温度范围并支持宽电压工作，还要求不少于10年的长期稳定运行。随着新一代智能物联表技术规范的实施，电网企业将对智能物联表管理芯（MCU）的运算速度、处理能力、存储容量、外设拓展和工作寿命等方面提出更高的要求，而芯片制程工艺也将向55nm及以下发展。3、电力线载波通信芯片行业技术水平特点及发展趋势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、
43、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。目前市场已推广使用的产品包括低速（单载波、简单调制技术，速率500-2kbps）、窄带高速（OFDM多载波技术，速率5k-200kbps）和宽带高速（速率50k-2Mbps）芯片等，不仅能用于普通抄表功能，还能实现远程控制、管理等其他高速业务。目前我国电力线载波通信技术应用领域较为单一，电力线载波通信芯片主要用于智能电表中的通信模块，未来还将向工业控制、物联网、智能家居等领域做进一步扩展，因此载波通信芯片将高度集成以及智能化的方向发展。同时，在集成电路产业发展的影响下，电力线
44、载波通信芯片的设计工艺将逐渐采用低功耗、先进制程等工艺，这将使电力线载波通信芯片达到更高集成度、更低功耗和更小尺寸。此外，由于当前电力线载波通信存在电力线路条件影响大、电力线噪声大、线路高频信号衰减严重等问题，对载波通信的可靠性造成较大影响，无法完全消除通信盲点，而无线通信技术不受电力线信道变化和噪声干扰影响，但受地理环境、天气因素影响较大。因此，二者通信信道特征具有互补特性，可以采用电力线载波与微功率无线融合的通信技术，利于电力线载波与无线双信道部署或者异构组网部署方式，优化组网结构，扩大覆盖范围，消除通信盲点，提高通信网的可靠性，从而实现集抄现场免维护的目标。目前，基于HPLC和微功率无线
45、通信的双模通信技术尚处于研发和试验阶段，但其对芯片的整合能力以及功能、性能都提出了较高的要求，适用于双模通信技术的载波芯片将成为市场的重点研究方向之一。二、 我国集成电路设计行业发展概况集成电路行业可分为集成电路设计、芯片制造、封装测试等子行业。其中，集成电路设计处于集成电路产业链的上游，主要负责芯片的研发设计，是典型的技术密集型行业，是产业链中对科研水平和研发实力要求相对较高的环节。近年来，得益于国家政策的大力扶持和集成电路应用领域的拓展，我国集成电路产业保持快速发展势态，集成电路设计行业也随之迅猛发展。根据中国半导体行业协会统计，2020年集成电路设计行业销售额达到3,778.4亿元，同比
46、增长23.3%，2011年至2020年集成电路设计行业销售额的复合年均增长率达24.48%，近十年来一直保持较快的增速。从产业链发展情况来看，我国芯片制造和封装测试行业也处于高速发展期，市场规模不断扩大。根据中国半导体行业协会统计，2020年我国芯片制造业销售额为2,560.1亿元，同比增长19.1%；封装测试业销售额为2,509.5亿元，同比增长6.8%。目前，我国已经建立起了完备的集成电路产业链，从芯片设计到封装测试均已实现国产化，且国内大陆地区已实现14nm工艺水平的国产化。随着芯片制造和封装测试行业的发展，国内集成电路产业链对芯片设计行业的支撑作用将进一步增强。三、 我国智能电网发展概
47、况随着环境监管要求日趋严格及国家能源政策的最新调整，电力网络跟电力市场、用户之间的协调和交换越来越紧密，电能质量水平要求逐步提高，可再生能源等分布式发电资源数量不断增加，传统电力网络已经难以支撑如此多的发展要求。为了实现节能减排和清洁生产，降低电力输送损耗，全面优化电力生产、输送、消费全过程，推动低碳经济的发展，我国提出了智能电网建设规划。智能电网主要是将现代先进的传感测量技术、通讯技术、信息技术、计算机技术和控制技术与物理电网高度集成而形成新型电网，其核心内涵是实现电网的信息化、数字化、自动化和互动化，最终实现智能电网可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标。我国的智能电网是以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强网架为基础，以通信信息平台为支撑，具有信息化、自动化、互动化特征，包含电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度六个环节，覆盖所有电压等级，实现“电力流、信息流、