中兴芯片的最强揭秘
上個月初,中興通訊總裁徐子陽接受了央視《對話》欄目的采訪。在采訪過程中,徐子陽談到了中興通訊的研發投入及進展。
其中,在芯片研發進展方面,他透露:“中興通訊已經能夠設計 7 納米的芯片并且量產,同時,5 納米的工藝也在緊張的準備當中”。
這個消息很快吸引了業界內外對中興通訊芯片研發能力的廣泛關注。
眾所周知,去年 4 月,美國政府對中興通訊進行禁運制裁,對中興業務造成沉重打擊,直接導致中興進入“休克”狀態。最終,在繳納巨額罰款、解雇高層雇員等慘痛代價的情況下,中興才和美國政府達成了和解。
這一事件,震驚了國人。很多人認為,中興通訊在包括芯片在內的核心技術上,存在嚴重的不足。
如今中興表示自己具備目前最先進工藝制程的芯片研發能力,究竟是不是在吹牛呢?中興的芯片水平,到底處于什么樣的層次呢?
小棗君經過多方訪談和資料收集,整理了今天這篇文章,希望能夠揭開中興“芯片”的神秘面紗。
中興芯片的發展歷程
中興的芯片研發,實際上已經有 23 年的歷史。
1996 年,中興就成立了 IC 設計部,專門從事芯片研發。
這個時間雖然比同城對手華為要晚 5 年(1991 年,華為成立 ASIC 設計中心),但比大部分國內芯片企業要早得多。
成立之初,IC 設計部的主要任務,就是通過自主研發芯片降低成本。研發的主要對象,是包括 SDH/MSTP 傳輸、交叉芯片在內的承載網設備芯片。
早期的此類設備芯片,基本上都是依賴國外供應商的供貨,價格十分高昂。中興 IC 設計部自研的芯片,成本遠低于國外供應商的報價,直接降低了設備整機成本,大幅提高了利潤。
中興的芯片自研能力給自己爭取了很大的議價權。甚至有的芯片供應商,聽說中興開始自研,立刻主動降低了報價。
這一切,都讓中興嘗到了芯片自研的甜頭,也堅定了自研的決心。中興芯片的基礎,就此打下。
進入 21 世紀,當時全球 3G 開始陸續起步,國內設備商迅速崛起,引起了歐美廠商的重視和警惕。中興開始感受到上游供應鏈的壓力。迫不得己,中興開始依靠自己有限的能力,逐步加大自研芯片的投入力度,期望能夠滿足發貨需求。
也就是這一時期,2003 年 11 月,中興在 IC 設計部的基礎上,成立了全資子公司——中興微電子技術有限公司(簡稱“中興微電子”),注冊資金 1500 萬,專門從事芯片的研發和設計。
ZXIC,中興微電子(早期的 LOGO)
中興微電子成立之后的首要任務,就是以 WCDMA 為代表的 3G 核心芯片。
當時,中興完全采購不到此類芯片,被迫啟動自研。經過不懈的努力,2005 年,中興微電子成功研制并量產了自己的首款 WCDMA 基帶處理套片,打破國外芯片的技術壟斷,保證了中興 3G 產品的發貨需求。
此后,在堅持不懈的投入下,中興微電子在 TD 終端/系統芯片、高端核心路由器芯片等領域不斷取得突破,芯片研發能力突飛猛進,具備了很強的競爭力。
2014 年 9 月,我們國家出于對芯片自主研發的重視,成立了國家集成電路投資產業基金,對國內芯片企業進行定點投資支持。投資對象中,就包括了中興微電子技術有限公司(基金投資了 24 億,占股 24%)。該年中興微電子所供貨的芯片,占母公司總采購額的 11%。
2015、2016、2017,連續三年,中興微電子的業績都在國內芯片設計企業中排名第三。
2018 年營收下滑,只有 61 億元,但也能排名全國第四。
現在的 LOGO
目前,中興微電子在深圳、西安、南京、上海都設有研發部門,總共擁有員工 1800 人,76% 以上都是研究生學歷。
截止 2018 年底,中興微電子累計申請芯片專利 3900 件以上,其中國際專利 1700 件以上,5G 芯片專利超過 200 件,是持有芯片專利最多的中國企業之一。
中興芯片的實力分析
看到這里,大家一定會想,既然中興已經具備了這么強的芯片研發能力,為什么還會在美國的制裁面前這么“不堪一擊”呢?
其實,大家首先要明白一點,美國作為老牌資本主義強國,在第二次和第三次工業革命中崛起,也引領了全球的信息技術革命,毫無疑問在這個領域擁有明顯的領先優勢。任何一個信息通信領域的企業,尤其是硬件制造企業,都難以承受美國從國家層面發動的降維打擊。
你的業務范圍越廣,牽扯產業鏈上下游就越深,你對供應鏈的依賴就越大。如果遭到全面打擊,你的損失必然也會更大。
中興作為全球排名第四的通信設備商,是少數具備通信全領域解決方案能力的企業之一。中興擁有眾多產品線,這些產品線的核心供應鏈中,有大量的美國企業。不僅是硬件元器件,中興的很多軟件開發工具,也都是美國公司提供的(行業都是如此)。這就導致了“當場休克”的局面。
如果不想被卡脖子,唯一的辦法,就是在全部產業鏈上都進行布局。而布局全產業鏈,不應該是一家企業的責任,更需要國家層面的戰略部署和頂層設計。
因為中興的“休克”而全盤否定它的自主研發能力,我覺得是不公平的,太極端了。只能說中興很強,但是還不夠強。
相比之下,作為行業排名第一設備商的華為,確實比中興強得多。而且華為在核心技術上的提前布局,也更有遠見。在這樣的情況下,華為勉強承受住了美國的打擊,真的是非常不易。
扯得有點遠了,我們回歸話題,詳細來解讀一下中興的芯片產品布局和實力。
首先,小棗君要澄清一個錯誤觀點。很多人以為“通信芯片就是手機芯片”,其實這種觀點是不對的。
通信芯片包括了非常多的類別。不同的通信系統、通信網絡、通信設備(例如基站、光通信設備、核心網設備等),就有不同的通信芯片類別和型號。這些種類繁多的芯片,統稱為“通信芯片”。
就像現在大家經常討論的5G 芯片,實際上更多是指“5G 手機用的 SoC 芯片”。
而嚴格來說,真正的 5G 芯片,既包括手機終端芯片,也包括 5G 基站設備芯片、5G 光通信設備芯片,以及 5G 核心網設備芯片。這些芯片的工作目的和設計架構,存在很大區別。
此外,像光纖寬帶接入,視頻監控、視頻會議這樣的有線通信系統,也有自己的專用芯片。
我們一個個來看:
▋ 無線通信系統芯片
先看看中興的無線通信系統芯片。
接入網這塊,中興的5G 多模軟基帶芯片 MSC3.0,是基站 BBU 產品的核心芯片。這個芯片集成了多種 5G 算法硬件加速 IP,完備的支持 5G 現有協議標準,并具備后續協議演進的能力,是中興首款支持 5G 的基帶芯片。(軟基帶:就是軟件定義基帶,有一部分代碼用軟件寫,并且能通過軟件的配置,讓 2G、3G、4G、5G 共用一個硬件平臺。)
這款芯片基于超高數據能力 DSP 和超強性能 CPU 的多核異構 SOC 架構,具備靈活“軟基帶”能力,實現真正意義的 2G、3G、4G、Pre5G、5G 多模融合。
與此同時,這款芯片采用最新半導體工藝,是業界少有的單芯片基帶解決方案,芯片集成度、能耗比、面積、成本、性能等均處于行業領先。
然后是中頻芯片。
中頻芯片是基站 AAU/RRU 產品的核心芯片。中興的中頻芯片面向 5G NR 三大應用場景(eMBB、uRLLC、mMTC),兼容支持 3G/4G/物聯網等應用,支持獨立(SA)/混合(NSA)組網。(中頻:就是指基帶(數字)到射頻(模擬)信號之間,有一個數模/模數轉換的地方,這個地方同時對信號進行上/下變頻的處理,還有功放的調節。)
它同樣采用最新半導體工藝,具有高集成度、高性能、低功耗的優點,滿足未來 5G 設備對多通道、大帶寬、低功耗的應用需求。
上述的基帶芯片和中頻芯片,是中興通訊無線系統芯片的代表,在行業評選評獎中曾多次獲得榮譽。
在大家最為關心的終端芯片方面,中興其實也有輸出成果。
中興早期在 3G 數據卡時代就啟動了數據終端的基帶芯片研發。
2013 年,中興推出的 ZX297510 芯片,代號為“迅龍 7510”,是中國第一款基于 28nm 工藝制程的 4G 基帶處理芯片,支持 TD-LTE/LTE FDD/TD-SCDMA/GSM 多模,性能指標對標高通的驍龍 800。
ZX297510 芯片
此后,中興還推出了 ZX297520 芯片,也就是“迅龍二代”,支持五模全網通,性能指標進一步提升。
ZX297520 芯片
ZX297520 規格參數
物聯網芯片方面,中興也發布過相關產品。例如 2017 年 9 月,中興微電子攜手中芯國際,推出了 NB-IoT 芯片RoseFinch 7100(朱雀 7100),當時曾經引起了行業的廣泛關注。
目前進入 5G 時代,中興據說也會有相應的基帶芯片推出,值得密切關注。
▋有線通信系統芯片
再來看看中興的有線通信系統芯片。
中興有線產品芯片,品類比無線芯片更多一些。
中興有線系統芯片主要包括分組交換套片、網絡處理器、OTN Framer、固網局端 OLT 處理器、以太網交換芯片、家庭網關芯片等。(注意:承載網在中興是屬于有線產品線的,哪怕是 5G 承載網。)
中興的主要芯片產品方向
系統設備側,中興的分組交換套片(用于核心路由器)已經迭代演進出了多代產品。最新推出的單芯片交換容量可以達到 8.96Tbps,支持最大 2000T 的設備集群交換。中興的網絡處理器(NP,也是用于核心路由器)自主完成可編程微引擎和高速查表引擎核心 IP 設計。其在研的新一代 NP 芯片,業務處理能力已達到 2Tbps,可以支撐網絡從 100G 向T級網絡的更新換代。
據了解,該產品也已經規模商用。OTN Framer 芯片方面,中興也實現了規模化的應用,完成 20/100G/200G/600G Framer 的產品研發布局,支持 FlexE/FlexO/POTN 混合產品形態。新一代 Framer 芯片,支持 1X400G /3X200G/ 6X100G,最大 600G 總帶寬業務接入,芯片集成度和成本優勢明顯。
固網局端OLT 處理器第三代芯片,中興也已實現大規模商用。這款芯片在 PON 口密度、轉發性能上優勢明顯。四代實現 16 端口雙向 160G 處理能力,在規格、集成度、成本、功耗上繼續保持領先。目前,中興正積極從事下一代 25G/100G-PON 技術的研發。
中興 10G-PON 芯片 ZX279120
終端側,中興的ONU(大家熟悉的“光貓”)芯片累計發貨量已經超過 7000 萬片,位居業界前三,表現不俗。
以上,就是中興無線及有線通信芯片的實力盤點。
中興的芯片家族
從整體上來看,中興累計研發并成功量產各類芯片 100 余種,是中國芯片產品布局最全面的廠商之一。中興的復雜 SoC 芯片設計能力已達到國際領先水平,具備從前端設計、后端設計到封裝測試的全流程定制能力,可以提供整體芯片解決方案。
從工藝制程上來看,2018 年中興 28nm 及以下先進工藝芯片出貨量占比達到 84%,在研產品的工藝水平已經達到 7nm,并同步導入 5nm 工藝,也是屬于世界領先水平。
不過,中興在終端芯片、服務器芯片等弱項方面,還有待進一步提升。畢竟這塊的市場需求更大,用戶關注度更高。
總結
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