2004年,我在印度海德拉巴市的ECE工业设备有限公司参观了一个这样的工厂,这曾经是一家生意兴隆的机械电表制造厂,利用从德国计量公司引进的技术,每年的最高产量达到八百万套。这个重要的工业制造厂坐落在美丽的花园绿洲之中,值得一提的是这里曾经拍摄了多部宝莱坞时期的经典影片。但在我参观这座厂房是,它已经是“人去楼空”,堆积着一些闲置设备,我的向导(曾经在这家工厂担任过领班)悲哀地向我解释说,由于具有高级防篡改功能的低成本半导体电表的快速发展,这座工厂已经处于完全停产状态。
而就在那个时候,中国也推出了第一代集成了模/数转换器的表面贴装计量ASIC,该器件把电压和电流的乘积转换成数字脉冲输出,脉冲信号送入千瓦时计数器进行计量。这一代产品在当时对电器设备以及基本电费计量高度需求的环境下,对于开发新兴电表工业起到了一个重要的过渡作用。许多本地OEM厂商考虑到低成本的PCB制造工艺,都采用了这种技术。
随着电力行业从传统的基本费率管理体制转向以市场调控为主导的竞争机制,驱使电表计量结构的第二次变革。由于电力公司开始引入分时计费体制,增添了自动抄表(AMR)、微控制器、无线电通信、LCD以及实时时钟(RTC)等器件,这些器件被集成到计量ASIC(也称为模拟前端或AFE),促进了多芯片标准化方案在住宅电表设计中应用。
特殊的应用和计量要求通常需要更高的设计水准,随着电力行业需求的改变以及设计标准的全球化,加上复杂电子系统整合的设计挑战,提高了进入这一行业成为全球高端供应商的门槛,也大大减少了专业制造商的数量。而在计量设备中增加基本通信功能的日趋重要性,也进一步加剧了这一趋势。当然,并不是世界各地所有的供应商都在同时经历这一转折。
智能电网的优势
当IC供应商意识到,为了在更短的时间内满足大批量生产低成本、高复杂度、高可靠性产品需要大量的表计OEM厂商支持时,IC供应商从2003年左右开始推出了高度集成的专用片上系统(SoC)产品。片上系统集成了AFE、RTC、LCD驱动器以及MCU等通用模块,并提高了可靠性、灵活性以及测量性能,使得全球各地的OEM厂商能够以更快的速度开发出可靠的低成本电表。仅仅使用单片SoC,配合通信模块,即可快速满足专用的电力行业的基本要求。