智能电表芯片龙头企业,多点开花市场稳占一席。
公司采用 Fabless 经营模式,与供应商和客户建立了长期稳定的合作关系。公 司上游合作伙伴为芯片加工企业,包括芯片制造、封装、测试企业。公司产品的 制造环节委托给专业的晶圆制造厂商和封装测试厂商进行加工,公司与晶圆制造 和封测厂商保持良好的互动,通过技术创新、工艺改进等措施进一步控制成本并 提高质量。公司产品由经销商最终销售给电网终端客户(主要为电能表生产厂商 或载波通信模块厂商)。Fabless 经营模式使得公司专注于产品的研发和销售环节, 不断提升公司产品核心竞争力。 公司技术水平突出,创新能力卓越。公司已成为国内领先的智能电表芯片研发设 计企业。与上海贝岭、复旦微电是国内智能电表 IC 市场的龙头。2018 年,由公 司提供核心设计支持的宽带(高速)载波通信芯片产品获得了国家电网首批认证 并取得了芯片级互联互通检验报告,是国内市场主流的芯片方案之一。公司参与 了电能计量领域和载波通信领域的国家标准编写,同时还是国家电网企业标准 《低压电力线宽带载波通信互联互通技术规范第 4-1 部分:物理层通信协议》 (Q/GDW11612-2016)和 IEEEP1901.1 标准的主要技术贡献者之一。

公司多点开花,产品份额领先。公司分别自 2006 年、2013 年和 2009 年起开始 投入研发各类电能计量芯片、智能电表 MCU 芯片和载波通信芯片,并凭借高精 度、高可靠逐步成长为国内领先的计量芯片供应商和主要的智能电表 MCU 芯片 供应商。2023 年公司三相计量芯片在国内统招市场出货量稳居第一,单相 SoC 芯片出货量在出口市场也稳居前列。单相计量芯片和 MCU 芯片在国内统招市场 的出货量继续排名靠前,行业地位优势明显。此外,在载波通信芯片领域,公司 自 2009 年开始筹备研发电力线载波通信芯片,逐步完成了基于窄带 BPSK 调制 解调技术、窄带 OFDM 调制解调技术以及宽带载波技术的芯片开发。2022 年 11 月公司已通过自有品牌获取国网计量中心 HPLC 芯片互联互通检测通过报告,通 过与多家合作伙伴在国内外进行产品推广,并于 2023 年 3 月通过国网计量中心 双模通信检测。在国网全面推广双模通信技术的局面下,公司研发的高速双模通 信芯片在 2023 年内实现批量销售。
1、智能电表芯片:持续推动技术升级,市场领先地位稳固。(1)三相计量芯片稳居第一,单相计量芯片排名第二。在计量芯片市场,公司逐步替代了 ADI、TDK、Atmel、Cirrus Logic 等国际厂商。 三相计量芯片市场绝对领先。在三相计量芯片领域,公司是绝对领先的芯片 原厂供应商。出货量从 2019 年至 2021 年逐年增长,已经接近两网公司统 招和出口市场的需求总量。 单相计量芯片市场排名居前。在单相计量芯片领域,公司在统招市场是仅次 于上海贝岭的第二参与者,也是该市场最主要的芯片原厂供应商之一。与公 司相比,上海贝岭更侧重于单相计量芯片市场,出货量处于领先地位,钜泉 科技凭借对产品的持续投入和技术积累也占据了一定市场份额,单相计量芯 片在国内统招市场的出货量继续排名靠前,行业地位优势明显。
高精度计量芯片市场地位领先。公司拥有的高精度 ADC、高精度基准电压、高 精度端子测温技术等自主算法可以设计满足电能计量核心需求的高精度产品。国 网统招产品中对计量精度要求最高的 0.2S 级三相表的中标表厂全部运用了公司 的芯片方案,展现了公司在计量精度方面优秀的设计能力。公司的上一代单、三 相计量 AFE 芯片已经升级到 10000:1 的精度,同时具有检测谐波等电能质量功 能,已进入量产推广中,有助于进一步提升公司市场份额。新一代三相 AFE 计 量芯片已经进入送样阶段,产品具有很强的核心技术优势,计量精度可提升到 20000:1,并提供完整的电能质量功能,完全符合未来国南网招标的需求,有助 于进一步稳固公司在三相计量市场的领先地位。
电能计量芯片发展趋势:电能计量芯片属于数模混合集成电路,其核心技术是高 精度模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 0.11μm(110nm)以下制程,工作电压也从 5V 逐步降低至 3.3V 或宽电压。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。
(2)MCU 芯片排名第二,成长为统招市场主要芯片原厂供应商。高算力电表 MCU 产品加速国产替代进程,国内统招市场排名第二。目前,电表 MCU 芯片市场参与者还包括复旦微、上海贝岭、智芯微(下属杭州万高)以及 部分外商。其中,复旦微凭借在下游表厂方案的覆盖度和出货量,在国内统招市 场占有率长年稳居第一。钜泉科技作为市场后进入者,自 2013 年起投入开发了 基于 32 位核微处理器技术的 MCU 芯片产品,投入市场后凭借其稳定的性能和 低功耗设计迅速抢占了市场;自 2017 年起凭借领先于竞争对手推出的配备 256k flash 的 MCU 产品快速切入市场抢占竞争对手份额,逐步抢占原先由瑞萨电子、 OKI 和 ST 占据的份额,并在国内统招市场最终与复旦微共同割据绝大部分份额。
公司提前布局持续创新,打造全面竞争优势。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,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。钜泉科技初版物联表单三 相计量芯已量产并交付终端客户参与试点,同时已提前布局物联表管理芯的研发, 可以满足新一代智能物联表的需求。公司新一代高性能带 CAN Bus 的 MCU 初 步设计工作已完成,目前处于流片阶段。满足智能物联网新一代高规格的管理芯 片在送样阶段,内置 32bit MCU、150MHz、1M flash、1M RAM 的主要参数指 标,该产品上市后能够为电表客户提供更具性价比和竞争力的产品。 电表 MCU 芯片发展趋势:当前主控 MCU 芯片普遍采用 32 位的 ARM Cortex-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 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,拥有极低功耗。此外, 智能电表对主控 MCU 也有较高的可靠性要求,必须满足较大的温度范围并支持 宽电压工作,还要求长期稳定运行能力。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,而芯片工艺将向55nm及以下发展。
(3)把握海外发展机遇,SoC 芯片搭船出海。SoC 方案在出口市场成为首选。SoC 芯片集成了计量模块、微处理器(MCU)、 时钟芯片(RTC)等功能模块,能有效降低智能电表芯片成本。目前由于国内电 力部门对 SoC 产品的可靠性尚存疑虑,因此招标方案以分立器件方案为主。但 出口市场对计量模块是否分立一般没有要求,而且一些发展中国家存在窃电和断 电问题,SoC 方案在特殊情况下能保持较低功耗,以确保计量数据不丢失。因此, 综合考虑成本和防窃电需求,出口市场的电表厂商更倾向于采用 SoC 方案。 出口市场以单相 SoC 芯片为主。出口市场的下游需求主要来自居民用户安装的 单相智能电表,因而出口电表采用的电能计量 SoC 芯片也以单相为主。三相 SoC 方案对比分立方案对于利润的提升并不明显,而且三相SoC芯片市场容量较小, 芯片设计企业投入研发动力不强,因此三相电表出口厂商主要采用分立方案。
积极把握海外发展机遇,单相 SoC 出口市场攀升第一。在出口市场,公司产品 通过下游电表企业远销海外市场,随着我国与海外各国合作的深入,国内智能电 表厂商依靠较强的全球竞争力积极参与海外智能电网建设,随着国内智能电表行 业海外市场规模的扩张,终端芯片的海外需求将持续释放,海外市场将继续成为 公司新的利润增长动力。在单相 SoC 芯片市场,公司在不断占据德州仪器、矽 力杰和瑞萨电子的市场空间,占有率逐步攀升至出口市场第一位。目前,单相 SoC 芯片市场的主要参与者包括钜泉光电、上海贝岭、智芯微下属杭州万高科技 股份有限公司,此外尚有小部分的市场份额被数家外商割据。公司单相计量 SoC 已经顺利完成 55nm 制程的研发和流片,进入小批量生产阶段,在降低成本、提 升计量精度的同时,进一步优化加解密算法,海外市场占有率有望持续提升。
(4)载波芯片把握国内高速双模机遇,拓展海外 OFDM 市场。载波通信业务布局持续推进,高速双模通信芯片已完成量产。钜泉科技深耕电力 线载波通信芯片领域十余年,在此期间,公司顺应行业发展趋势,经历三代 HPLC 芯片和三代无线通信芯片的研发,在 HPLC 和无线通信领域均形成了丰富的技术 储备,能够满足智能电网双模通信芯片研发需求。一直以来,公司坚持技术创新, 围绕载波通信芯片领域进行研发投入,在国网 2022 年下半年开始全面推广双模 通信技术的局面下,公司于 2023 年 3 月通过国网计量中心双模通信检测,研发 的高速双模通信芯片也已经完成量产,正在进行市场推广中。
双模通信技术性能优异,载波芯片将成市场研究重点。高速双模通信 (HPLC+HRF)是在高速电力线载波(HPLC)通信基础上叠加高速微功率无线 (HRF)传输的通信技术,集成了高速载波带宽大、传输速率高等优点以及微功 率无线传输通信距离远、通信稳定等优点,具备更优异的电网用电采集成功率和 环境适应能力,有效解决网络“孤岛”站点通信难题。《双模通信互联互通技术 规范》(Q/GDW12087)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。
智芯微主导国内载波通信芯片市场,多厂商合作抢占市场份额。国内载波通信芯 片由智芯微占据了市场绝对份额,由于各网省在确保智芯微份额的基础上又限制 了单个厂商的中标比例,载波通信芯片的参与者相比电能计量芯片和电表 MCU 芯片市场更多。2016 年末至 2019 年末,公司与前景无忧在国内两网公司用电信 息采集领域建立专属合作关系,通过设计开发符合国网标准的高速载波芯片核心 方案的方式,支持前景无忧以自有品牌芯片通过国家电网测试认证,并提供后续 量产服务和量产芯片产品。2019 年末,双方将专属合作关系变更为战略合作关 系。根据《环球表计》和电力喵公众号的统计,2018 年至 2021 年,前景无忧的 HPLC 芯片分别占据了 2.72%、2.78%、1.90%和 2.36%的市场份额。 拓展宽带载波芯片的合作渠道。在与前景无忧合作关系变更为战略合作关系后, 公司以自主品牌通过更多合作伙伴在国网范围内进行产品推广,公司先后与智芯 微、西安晖润、友讯达等公司开展了宽带载波业务的合作,并已与科大智能、林 洋能源等多家合作伙伴签订相关合作协议,力争在宽带载波通信芯片市场进一步 打开局面,提高整体出货量和市占率。

积极推动载波芯片产品扩展应用。在未来,公司将积极抓住市场机遇,致力于在 载波通信及相关芯片领域取得新的突破。除了传统的用电信息采集市场,公司载 波通信芯片同时也在智能配电网低压侧负荷开关、分布式光伏、照明控制等应用 场景深化研发。在以出口为主的 OFDM 载波芯片市场方面,公司符合 G3-PLC 国际标准的芯片自 2020 年推出后,对 Semtech、瑞萨电子、ST 等国际厂商构 成了直接竞争;而在载波通信功率放大器芯片方面,公司 2018 年底推出的 PA 芯片一经推出后替代了部分由德州仪器等国际厂商占据的市场份额。
(5)顺应智能电网应用多元化趋势。随着我国政策大力支持与智能电网建设的迅速扩张,我国智能电网的应用端也在 不断多元化。目前,智能电网领域的应用已经扩展到智能量测开关、智能融合终 端和低压配网系统等多个领域。
钜泉科技在智能电表以外的应用领域多有布局,助力智能电网建设。公司在深耕 智能电表的同时,顺应智能电网应用多元化趋势布局智能量测开关、光伏、充电 桩等应用领域。如在智能量测开关领域,公司的三相计量芯片和物联表三相计量 芯可直接应用于智能量测开关,目前已通过经销商向三圣凯瑞和正泰电器等终端 客户批量供货。在低压配网自动化领域,公司产品已经在智能配电终端、断路器 等设备上小批量应用。公司的载波通信芯片已在光伏发电领域实现了批量供货, 下游终端客户包括阳光电源、固德威。
2、BMS 芯片:技术同源优势显现,布局卓有成效。顺应市场发展趋势,大力开拓 BMS 芯片市场。在国产 BMS 芯片产业加速发展 的趋势下,钜泉科技顺应市场发展趋势,将芯片技术延伸至以电池管理为主的新 能源领域以及工业自动化控制领域。根据公司《关于使用部分超募资金投资建设 张江研发中心建设项目的公告》,公司计划开设 BMS 产品线研发及实验基地,将 投入于“应用于动力电池及储能电池的 BMS AFE(模拟前端)芯片”、“应用于 数码产品的 BMS 电量计芯片”和“应用于储能领域的 BMS MCU 芯片”三个研 发项目,并将打造一支专业性强的 BMS 研发队伍。 充分发挥 ADC 技术同源优势,撬动公司研发实力。钜泉科技现有的计量芯片与 BMS 模拟前端同源,核心技术均是高精度 ADC 的研发及应用。公司在应用于工 业领域的芯片设计技术方面积累深厚,公司在电能计量领域拥有高精度 ADC、 高精度基准电压、高精度端子测温技术、实现电能相关数值计量的算法等核心技 术;基于以上技术,公司可以实现工业级芯片抗干扰能力、稳定性、高精度、多 功能且低功耗的等特性。同时公司还拥有电芯电化学特性建模及参数提取能力, 并完成了高精度的电芯荷电状态估计、电芯健康度估计等 BMS 系统核心算法的 开发。这些优势使得钜泉科技在 BMS 芯片市场上具备竞争优势,并有望在 BMS 芯片产业取得更好的发展。
研发进展顺利,首颗工规级 AFE 芯片进入送样测试。根据公司公告,公司 BMS AFE 芯片项目已完成研发,首颗工规级 BMS AFE 芯片目前进入客户送样测试阶 段。公司于 2024 年 8 月获得国家新能源汽车技术创新中心颁发的 ISO26262 功 能安全流程认证证书(ASIL D 等级),并已提前布局研发车规级 AFE 芯片,后 续该类芯片的上市能进一步丰富公司产品线,提升公司盈利能力。此外,公司 BMS 电量计芯片也已进展过半。
与桓能签订战略合作协议,共同合作开发电芯+BMS 的解决方案。2023 年初, 公司以 0 美元对价(但承担 210 万美元注册资本出资义务)受让取得浙江桓能芯 电科技有限公司 5.25%的股权(注:截至 2023 年末稀释至 4.45%)。桓能是锂 离子电池研产销一体化公司,其采用锂电池纯水性工艺及水溶性粘结剂来取代传 统的油性粘结剂和易燃有毒有机溶剂,桓能计划分期建设 6GWh 锂电池产能(一 期建设 1GW 项目于 2022 年内开始分段投产)。双方还签署了《战略合作协议》, 充分发挥双方在 BMS 产业链各环节的领先优势(比如钜泉科技设计的方案可以 在桓能测试磨合,有利于加速 BMS 芯片应用导入市场),实现协作共赢。
与耀泉签订技术开发合同,加快产品研发进程。2024 年 6 月,公司公告全资子 公司拟与中国台湾的耀泉科技有限公司签订技术开发(委托)合同,双方决定在 高性能锂电 BMS AFE 的性能和工艺指标等项目进行合作开发。本次合作开发主 要分为 5 个阶段,分别为双方合作项目启动、IC 设计文档开发、IC 设计前端、 IC 设计后端、项目验收,本项目研究开发的总费用预计 600.00 万元。通过双方 合作开发,加速技术创新的进程,提高开发效率,有助于进一步提升产品性能和 工艺指标。通过与关联方进行合作开发,能使 BMS 芯片产品和技术更快的推向 市场,促进公司 BMS 业务的快速推广,提升公司整体竞争力。