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。
智能电网概念的引入以及电力行业标准要求的不断提高,需要在智能电网应用中增加更多的存储器、安全和通信功能,这就要求器件中集成更多的数字电路,集成度按照摩尔定律不断攀升的半导体制造工艺的发展也顺应了这一应用需求。这是代表了半导体工艺发展价值的一个经典案例,它加速了计量工业的变革。