全球智慧電網布建如火如荼，為微控制器帶來新的市場藍海，廠商為掌握商機，紛紛針對智慧電網中所要求的微控制器功能推出相應的產品，其中，智慧電表方面，非標準型微控制器挾低成本、高設計彈性優勢，搶得一席之地。而針對智慧電網延伸出來的智慧計量需求，廠商也積極推出新產品以滿足。
智慧電網(Smart Grid)儼然成為全球綠能產業的布建重點之一，進而推升通訊技術與相關關鍵零組件的發發展，其中微控制器(MCU)則扮演重要角色。在各種智慧型用度應用中，微控制器大量應用在智慧型電表產品上。
現今的智慧型度量工具針對回報 (Backhaul)傳輸結合低功耗微控制器和無線和(或)有線傳輸的IC，可達到動態訂價、具成本效益、準確和定期用量回報。一般用於電表的回報傳輸方法是採用電力(PLC)或sub-GHz無線傳輸。為滿足智慧電網中對於微控制器的要求，微控制器廠商也紛紛推出產品，包括提供更多設計彈性的非標準型微控制器，及針對智慧電網衍生的新商機--智慧計量，發布新產品。
非標準型MCU搶進智慧計量應用
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| 圖1 芯科實驗室微控制器產品行銷經理 Shahram Tadayon表示，非標準型微控制器產品可因應新興智慧型度量應用市場的需求，創造極大的營收和出貨量。 |
專為智慧型度量應用特殊用途進行最佳化的微控制器產品，在目前的水電、瓦斯等度量應用市場中越來越廣為採用。芯科實驗室(Silicon Labs)微控制器產品行銷經理Shahram Tadayon(圖1)表示，智慧型度量工具應用開發人員在面對各種環保應用的特殊需求時，都正在尋找標準型微控制器產品以外的解決方案，且須具備高整合度控管和聯網功能，協助其降低系統成本和加快開發速度。當開發人員要求更高的整合度和更低的系統成本之際，半導體業者則以系統單晶片解決方案中內含具備適用於特殊應的功能的產品，亦即非標準型微控制器，因應智慧度量市場的需求。
非標準型的微控制器整合射頻連結功能、感測器、特製的類比變數位轉換器、直流對直流(DC-DC)效能提升轉換器和其他類型的混合訊號功能，皆為一般微控制器產品沒有的功能。Tadayon指出，芯科實驗室Si10xx系列無線傳輸微控制器產品是非標準型微控制器如何針對智慧型度量應用進行最佳化的例子，該系列產品在單一解決方案內結合超低功耗的微控制器核心和sub-GHz無線傳輸收發器，可降低系統物料清單(BOM)成本、占用較少系統空間，並可便於應用開發。
另外，針對智慧電網對於微控制器產品的要求，Tadayon談到，智慧型度量應用需求的變化很大，端視設計何種度量工具而定。舉例而言，空調調節器、瓦斯表和水表須可延長電池壽命的超低功耗作業，以及長距離無線連結功能，藉以進行回報作業。但對於連接至網格的各種智慧型電表而言，超低功耗的重要性就大為降低。然而，有許多其他種類的家用監控應用，如電池式自動動調節器和煙霧/火災偵測器等，都需超低功耗、小尺寸元件和無線聯網功能。針對上述需求，芯科實驗室皆有相對應的產品。
智慧電網應用蔓延 智慧計量需求漸起
目前智慧電網中雖以智慧電表計算用戶用電總量，卻無法顯示個別電器產品的用電量。為滿足用戶調整用電習慣，以達節省能源的目標，智慧計量裝置順勢崛起。
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| 圖2 恩智浦性能混合訊號事業部大中華區微控制器產品線及應用市場行銷總監金宇傑表示，該公司已與家電廠合作，未來智慧計量裝置將可進一步整合於家電產品中。 |
恩智浦(NXP)性能混合訊號事業部大中華區微控制器產品線及應用市場行銷總監金宇傑(圖2)指出，智慧電表在智慧電網中的需求量確實很大，為了更加節省能源，電力公司和公用事業公司紛紛採用先進讀表基礎建設(AMI)和智慧電表，進而推出更精確的計價模式和資費標準，鼓勵用戶調整其能源消耗方式。不過，由於各項家電產品或個人電腦等電器用品個別的耗電量卻無法一一顯示，想知道某一特定時段的實際用電量並不容易，因此能測量並告知目前用電量的智慧計量裝置將成為能源管理中相當重要的工具。透過此工具，每項電器設備的耗電量即可一目了然。
為因應智慧計量裝置需求，恩智浦特別推出EM773電能計量晶片，金宇傑表示，新產品使系統設計人員可輕易地將電能計量功能整合至任何類型的設備中，為終端用戶提供更方便且直覺式的用電資訊，應用範圍包含從智慧插座、智慧電器、節能電子產品到住宅分電表、工業分電表與資料中心的機架式伺服器等。
新的電源計量晶片也將控制與計量的微控制器整合為系統單晶片(SoC)，金宇傑指出，現階段跨入智慧計量裝置的晶片廠商不少，但通常為控制和計量各一顆微控制器的組合架構，而恩智浦的系統單晶片架構不但能節省成本，還可滿足未來高整合度需求。