缺芯软肋，深度解析基站/光通信/手机的芯片框架！
美国商务部当地时间4月16日发布命令，禁止美国企业向中兴通讯销售元器件，时间长达7年。这份出口权拒绝令（denial order）立即生效。关于这一相当于全面封杀的禁令，美国商务部在官方发布的文件中，介绍了美国商务部工业和安全局（bureau of industry and security, u.s. department of commerce，bis）作出这一决定的全过程。
点评：
1. 事件详细背景：2016年至今的达摩克利斯之剑
2016年3月8日，美国商务部由于中兴通讯涉嫌违反美国对伊朗的出口管制政策，对中兴实行禁运。中兴通过内控整改及更换管理层，最终于2017年3月7日就美国商务部、司法部及财政部海外资产管理办公室的制裁调查达成协议，公司支付8.9 亿美元罚款。还被处于暂缓执行的7年出口禁运（seven-year suspended denial of export privileges），如协议有任何方面未满足或公司再次违反了出口管制条例，则该禁令会再度激活。
在本次的禁运声明中，美国商务部官员认定中兴通讯做了多次虚假陈述（zte made false statements to bis in 2016, during settlement negotiations, and 2017, during the probationary period）。据协议，中兴通讯承诺解雇4名高级雇员，并通过减少奖金或处罚等方式处罚35名员工。但中兴通讯只解雇了4名高级雇员，未处罚或减少35名员工的奖金。（欲加之罪何患无辞）
2. 双方筹码及后续解决方案
本次禁运事件发生在贸易战的特殊背景下，我们认为美国此举更多是希望增强自己在谈判桌上的筹码。考虑到中国目前已在4月4日采取反制措施对美国大豆、汽车、化工品等14类106项商品加征25%的关税。除此之外，中国商务部还在审核高通对nxp的并购案，该并购案耗时日久，为商务部近年来首次使用两个180天期限没有审核完成的案例。我们认为，美政府此举可能有部分用意在于向中方施压，从而推动并购案的进展。
后续的解决方案可以参考2016年的禁运审查，2016年，禁运事件爆发后，在双方政府协调下，美国商务部给中兴颁布了临时许可证（temporary general license），从而保证中兴通讯可以正常采购美国元器件和软件。而今年禁运之矛再度举起，我们预计，后续中兴及美国商务部之间将通过斡旋达成二次和解。
3. 缺芯软肋，深度解析基站/光通信/手机的芯片框架！
中兴通信的主营业务有基站，光通信及手机。其中，基站中部分射频器件如腔体滤波器（武汉凡谷、大富科技），光模块厂商（光迅科技等），手机内的结构件模组等均可基本满足自给需求。
唯有芯片，在三大应用领域均一定程度的自给率不足，我们将下文展开详细分析。
（1）rru基站：技术更迭快，门槛高企，自给率最低。
rru基站这一产品，我们要分为发射端和接收端两种情况来讨论。
发射段的框图如下，其主要作用是将基带信号(bb)，转化为中频（if），再进一步调制到高频（rf）并发射出去。目前能够实现国产替代并大规模商用的，只有主处理器，即框图中的fpga，dsp。主要是海思自研的asic。
除此之外，国产芯片厂商中，南京美辰微电子在正交调制器，dpd接收机，adc等芯片产品上已有可量产方案。并参与了国家重大专项《基于sip rf技术的td-lte td-lte-advanced td-scdma基站射频单元的研发》，目前在zte处于小批量验证中。
rru发射端框图
接收端的框图如下，和发射端类似，目前只有海思的主处理器可以实现大规模商用替代。而南京美辰微电子的混频器，vga，锁相环，adc 处于小批量验证中。
rru 接收端框图
通过和产业人士的第一时间沟通，我们了解到，“基站芯片的成熟度和高可靠性和消费级芯片不可同日而语，从开始试用到批量使用起码需要两年以上的时间”。目前在中频领域，主要玩家有ti，adi，idt等厂商；而射频领域，主要是qorvo等。
同时，ti，adi还在推动单芯片解决方案，以实现微基站对于rru体积大小的要求。如下图中的ti afe75xx系列，及adi的ad936x等。单芯片transceiver方案进一步提升了基站芯片的门槛，使得国产厂商更加难以切入。基站芯片的自给率过低，成为了中兴通讯本次禁运事件里最为棘手的问题。
ti afe75xx芯片内部架构示意图
（2）光通信领域：自给率尚可，高端芯片仍需突破
光模块从应用领域要分为接入网（pon）和数传网（dt）两大类，二者芯片方案不同，封装也大相径庭。以下以接入网光模块为例，讨论芯片方案。光模块内主要采用的芯片有mcu，tia（跨阻放大器），apd（雪崩光二极管），la (limiting amplifier)，ld（laser driver），激光器芯片（vcsel，dfb，eml），dwdm等。
10g接入网光模块结构图
目前光迅科技的光通信芯片产品主要有dfb、vcsel、apd等；博创科技则是plc 光分路器和 dwdm 器件龙头；而南京美辰微电子及厦门优讯则在tia，la，ld领域有产品已实现大规模量产。该领域的国际竞争对手主要有semtech，micrel（被microchip收购），mindspeed（被marcom收购）等。
虽然光通信芯片自给率尚可，但在一些高端产品，如数传网100g及以上光模块中，国产芯片方案仍待突破，建议关注非上市公司芯耘光电，公司预计在2019年完成100g芯片方案研发。
除此之外，接入网光模块上还会用到小容量slc nand（1gb），兆易创新在2017年年底推出的相关产品在各大光模块厂商处已经形成销售。
（3）智能机产业链：自给率稍高，各大领域不乏亮点。
最后，让我们回到电子研究员最为熟悉的手机领域。参考ti的资料图，我们可以看出，智能手机内芯片方案极为复杂。除了主处理器之外，有数十颗模拟/数模混合芯片。且图中还有指纹识别芯片及射频芯片尚未标明（ti不研发相关产品，所以图中没有）。
手机芯片方案框图
如此繁杂的芯片方案初看无从下手，那让我们按照主处理器，电源管理，无线芯片，音频，显示，传感器，摄像头，指纹这一顺序逐个梳理。
主处理器芯片，目前国内主要有华为海思以及展讯科技。小米亦在2017年成功推出松果系列手机处理器。
电源管理芯片，圣邦股份和韦尔股份具有较强的竞争力，其中圣邦股份的背光驱动芯片在业内领先，而韦尔股份的dcdc，ldo等芯片优势明显。除此之外，还有台股上市公司矽力杰在该领域亦颇有造诣。
无线芯片方面，国内有三大射频pa公司，分别是中科汉天下，唯捷创新，国民飞骧。而射频开关则主要有正在ipo的卓胜微。射频芯片是增速最快的细分领域之一，2016年-2022年复合增长率高达14%。但国内要想实现进军高端手机，还需要一定时间。
手机射频芯片市场规模及增速预测
音频芯片领域，国内的主要玩家是一家三板上市公司，艾为电子。
显示屏相关芯片里，***厂商奕力,矽创,奇景,联咏等在显示屏驱动ic方面是行业龙头，且目前也有不少国内厂商在布局这一领域。
传感器方面：士兰微的加速度计目前已经进入了展讯的参考设计，18年加快向手机其他传感器的拓展。
摄像头cmos芯片：豪威科技在2015年全球cmos芯片市场中，占有约12%的市场份额，排名全球第三。预计2017年营收在8-10亿美元之间。
指纹芯片：主要是汇顶科技和思立微（兆易创新子公司），汇顶的指纹识别芯片在2017年底一举超越fpc，成为全球市场份额第一。而思立微也在2017年实现了市占率的翻倍。
指纹识别全球出货量及市占率
综合上述分析，我们可以看出，中兴通讯的三大应用领域里，芯片门槛最高的板块是rru基站，这一领域要想实现国产替代，需要较长时间。光通信和手机产业链门槛相对较低，一些细分领域的国产芯片方案甚至于成为了国际龙头，但整体来看，还是偏低端应用。
本次中兴通讯的禁运事件，对于通信产业冲击较大，也敲响了半导体产业的警钟，自主可控不仅仅是口号，而是涉及到国家安全，国计民生的要务。我们不单要行远志，大张旗鼓建设晶圆厂，更要韬光养晦，从小处着力，支持本土芯片设计公司。
虽然当前国内芯片设计产业仍属薄弱，但我们相信全国这1380家芯片设计公司里，终归会走出巨头厂商。无论是ti模式的收并购整合，还是linear的学术研究派，都值得我们本土的芯片设计公司借鉴。衷心希望可以在未来尽早解决中国电子产业的缺芯之痛。
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在本次的禁运声明中，美国商务部官员认定中兴通讯做了多次虚假陈述（zte made false statements to bis in 2016, during settlement negotiations, and 2017, during the probationary period）。据协议，中兴通讯承诺解雇4名高级雇员，并通过减少奖金或处罚等方式处罚35名员工。但中兴通讯只解雇了4名高级雇员，未处罚或减少35名员工的奖金。（欲加之罪何患无辞）
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中兴通信的主营业务有基站，光通信及手机。其中，基站中部分射频器件如腔体滤波器（武汉凡谷、大富科技），光模块厂商（光迅科技等），手机内的结构件模组等均可基本满足自给需求。
唯有芯片，在三大应用领域均一定程度的自给率不足，我们将下文展开详细分析。
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发射段的框图如下，其主要作用是将基带信号(bb)，转化为中频（if），再进一步调制到高频（rf）并发射出去。目前能够实现国产替代并大规模商用的，只有主处理器，即框图中的fpga，dsp。主要是海思自研的asic。
除此之外，国产芯片厂商中，南京美辰微电子在正交调制器，dpd接收机，adc等芯片产品上已有可量产方案。并参与了国家重大专项《基于sip rf技术的td-lte td-lte-advanced td-scdma基站射频单元的研发》，目前在zte处于小批量验证中。
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接收端的框图如下，和发射端类似，目前只有海思的主处理器可以实现大规模商用替代。而南京美辰微电子的混频器，vga，锁相环，adc 处于小批量验证中。
rru 接收端框图
通过和产业人士的第一时间沟通，我们了解到，“基站芯片的成熟度和高可靠性和消费级芯片不可同日而语，从开始试用到批量使用起码需要两年以上的时间”。目前在中频领域，主要玩家有ti，adi，idt等厂商；而射频领域，主要是qorvo等。
同时，ti，adi还在推动单芯片解决方案，以实现微基站对于rru体积大小的要求。如下图中的ti afe75xx系列，及adi的ad936x等。单芯片transceiver方案进一步提升了基站芯片的门槛，使得国产厂商更加难以切入。基站芯片的自给率过低，成为了中兴通讯本次禁运事件里最为棘手的问题。
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虽然光通信芯片自给率尚可，但在一些高端产品，如数传网100g及以上光模块中，国产芯片方案仍待突破，建议关注非上市公司芯耘光电，公司预计在2019年完成100g芯片方案研发。
除此之外，接入网光模块上还会用到小容量slc nand（1gb），兆易创新在2017年年底推出的相关产品在各大光模块厂商处已经形成销售。
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