中兴微首款NB-IoT芯片朱雀7100详解：安全、功耗、成本都不是问题

据市场研究公司IDC预测，2020年全球物联网连接数量将接近300亿左右。物联网市场规模预期在2020年前将以每年16.9%的速度增长，全球物联网市场到2020年将增长至1.7万亿美元。而其他业界厂商则预计，到2025年物联网连接数量将在500亿至1000亿之间。显然物联网市场潜力非常巨大，同时也成为了众多厂商的必争之地。

根据Machina Research的预测，到2025年，所有物联网连接中的72%将使用现有的Wi-Fi、蓝牙、Zigbee这样的短距离传输技术，而剩下的28%左右将会基于蜂窝物联网技术。根据预计，基于蜂窝物联网技术的连接数量到2025年将达到220亿个，而2015年底这一数字为仅3.34亿。显然，这块市场的增长将更具爆发力。而对于通信设备厂商和电信运营商来说，基于蜂窝技术的物联网市场也更具商业价值。目前，由于国内三大运营商的力推，基于蜂窝的窄带物联网（NB-IoT）市场非常的火爆。而这也带动了国产NB-IoT芯片的厂商的快速发展。

今年9月28日，中兴微电子携手中国晶圆代工巨头中芯国际正式宣布，中兴微电子首款NB-IoT芯片朱雀RoseFinch 7100正式进入商用。在12月12日的，2017物联网产业峰会（第二届）上，中兴微电子一众高管也详细解析了RoseFinch 7100，以及未来在物联网市场的布局。

（左）中兴微电子无线终端副总经理梁敏超、（中）中兴微电子副总经理龙志军、（右）中兴微电子市场总监周晋

RoseFinch 7100：中国首颗自主的安全物联网芯片

根据资料显示，RoseFinch 7100为单芯片设计，基于中芯国际超低功耗 射频 嵌入式闪存（55nm ULP RF eFlash）工艺平台制造，集成了知名IP厂商CEVA去年针对物联网市场推出的高性能内核，以及中天微系统的32位高性能低功耗嵌入式CPU，开发出的小尺寸、低功耗、低成本、集成轻量级系统安全构架的NB-IoT解决方案。网络方面，可支持R14全频段。

从物联网厂商角度来看，目前物联网芯片的安全、功耗、成本都是需要考虑的重点。

安全：

“我们一再强调朱雀7100的亮点是安全，一定要确保数据可信度没有问题，然后这样数据经营才有前提。”中兴微电子副总经理龙志军在会上说到。

中兴微电子市场总监周晋也表示：“芯片层面有了安全才有想像空间，很多的数据确实需要保护起来。物联网首先思考是安全可靠。这是我们从芯片层面，深入客户调研，这个行业需要这样的东西，所以我们从芯片层面就开始来做。”

为了提升安全性，RoseFinch 7100在有限的系统处理能力及存储器存储容量资源下，采用了将安全区域（TEE—Trusted Execution Environment）与非安全区隔离的系统架构设计，可以实现每一颗RoseFinch7100芯片拥有独一无二的ID作为安全密钥，确保用户信息、核心数据、密钥及代码，在隔离、可信任的环境中存储和处理。提供硬件安全空间配置实现对关键外设的安全访问，并用于存储通信密钥及经过本地加密的用户敏感信息。端对端传输的信息加密，确保信息在传输链路上的安全。这意味着，即使系统遭到病毒攻击，安全区域仍然能保证免受侵害。数据版本在线升级、版本调试、系统启动都必须符合特定的安全认证和访问权限，有效抵御版本被盗刷的风险。为信息保护、访问控制、版本管理提供更高的安全保障。

功耗：

RoseFinch 7100从系统架构和物理实现两个方面，对功耗进行了有效优化，使得芯片具备更低的工作电流、电压，其中睡眠电流仅2uA，功耗约6uW。

“这一结果在运营商数据平台上可查询，数据非常权威可信。”周晋还举了两个比较直观的例子：“没有电地方都可以用NB-IoT，最典型是水气表抄表，对于水务公司他们痛点是抄不到表，收不到钱，如果有了无线抄表，水气表是不能供电的，燃气表旁边是不能通电线，是会爆炸的。比如一个采用朱雀7100的智能水表，不需要人工抄表，可自动上传数据，比如一天上报1次数据到云端，如果采用3600mAH的锂电池，这个电池的电量可以用10年。对于以前燃气公司，上海燃气公司两月抄一次表，还有很多用户表抄不到，以后变成每天一次，这个事情对燃气公司是很高兴的，我虽然换新表但是抄下来钱这个成本是盖住的，是非常合理商业场景，一定会爆发，低功耗水气表可以爆发。再比如说一个用我们芯片做的智能手环，30mAH的锂电池，可以持续用两周。两周充一次电就非常省心，舒服。”

成本

RoseFinch 7100为单芯片设计，外围极简，在数据采集处理方面，RoseFinch7100集成超过30个外围接口，适应更多行业。芯片内部集成了开放的应用处理器，用户可以轻松定义外围接口，运行自定义程序实现数据的采集和处理，并且针对不同用户的需求，提供“独立部署”和“外挂通道”两种推荐解决方案。官方表示，由于RoseFinch 7100芯片接口集成度高，兼容性强，所以外围成本不到竞品的50%，极致的成本可帮助为客户打造最具竞争力的整机解决方案。

至于RoseFinch 7100模块的定价，龙志军表示，现在行业上基本上是有一个共识，就是希望可以把模块做到5美金以下，也就是说达到与目前2G模块相当的价格。

“未来规模上来，成本肯定是会下降的。但是成本并不是最主要的因素。2G模块很便宜，但是物联网市场爆发了吗？其实没有。这也说明，价格便宜并不一定就能爆发。所以不要太关注成本。现在2G水表四节电池没有电还要自己换，用NB-IoT一个电池就可以了，一节电池10块钱，省三节电池就30块钱，那就不用纠结模块很贵。”周晋强调：“做物联网，价格并非商用的唯一考量。”

中兴微的物联网布局

作为中兴通讯同时提出的“芯、网、云”物联网战略当中的重要一环，中兴通讯旗下的中兴微电子承担着物联网芯片的研发重要角色。

据了解，目前中兴微电子研发人员超过2000人，在全球设有11个研发机构。截至2016年底，共申请IC专利超过3000件（其中PCT国际专利超过800件）。2016年中兴微电子销售规模达到56亿，位于国内IC设计公司第三。

得益于自身强大的研发实力，此次RoseFinch 7100的成功推出和商用也并不令人意外。RoseFinch 7100的成功商用也为中兴通讯补足了在NB-IoT领域的空白，进一步强化了“芯、网、云”物联网战略。

可以看到，目前国内的三大运营商都在力推NB-IoT。比如今年 1 月，中国移动在江西省鹰潭市建成第一个覆盖全城的 NB-IoT 网络，涉及基站 100 多个。并且还在杭州、上海、广州、福州 4 个省市启动NB-IoT及eMTC的规模试验。不久前，中国移动还公布了物联网资费套餐；今年5月，中国电信宣布31万座基站全面升级，建成全球最大NB-IoT网络。随后在今年7月13日，中国电信北京分公司正式宣布，中国电信新一代物联网NB-IoT在京正式商用，同时还公布了NB-IoT套餐资费；目前中国联通的NB-IoT已经在十多个城市进行了部署试验，提供了包括像对于智能抄表、智能路灯、智能停车等应用的支持。中国联通预计将会年内实现在全国具备NB-IoT商用接入能力。

而目前已量产的NB-IoT芯片却并不多，RoseFinch 7100商用时间窗口与运营商NB-IoT大规模部署时间窗口也非常的契合，再加上在功耗及安全性上的优势，RoseFinch 7100可谓是占据了一定的市场先机。

据龙志军介绍，中兴通讯以及中国三大运营商从去年开始就有针对RoseFinch 7100做网络互联互通测试。“中兴微电子在网络互联互通测试是走在整个同业伙伴前列，到今年包括三大运营商，包括我们的中国移动研究院一些测试，包括我们和电信测试都是按计划在进行。除此以外中兴微和我们一些下游伙伴我们做一些产品最终面市之前外场测试，这些场测对于我们整个关键版本参数，关键一些网络参数优化，这些对于RoseFinch 7100的成功商用也起到了很大的帮助。”

中兴微电子无线终端副总经理梁敏超表示，借助RoseFinch 7100及兴云平台，客户可以迅速形成自己行业独有的有深度的解决方案，并快速推向市场。

除了NB-IoT之外，中兴微电子还在积极布局eMTC和5G mMTC市场。

从通讯行业的角度看，2-3-4G混合网络中3套协议的网元设备大部分不可共用的，而4-5G全IP网络可使用一套网元设备和满足不同层次应用需求的软件协议切片达成全功能的服务，在部署效率、维护成本、电能消耗和安全性等方面都有巨大优势。

因此，未来无线通讯网络会由2-3-4G混合网络向全IP网络转型，在此架构下，2G的低速率IoT业务被更低功耗的NB-IoT替换，2-3G语音服务被基于4G和eMTC协议的VoLTE技术承载，而在线视频等高速数据服务将由4-5G网络全面支撑和持续提速。

基于以上无线通讯发展趋势和物联网发展需求，中兴微电子设定了“一高一低”的无线IoT终端芯片的产品队列：高速芯片队列“迅龙 WiseFone”对接4G VoLTE和5G，低速芯片队列“朱雀RoseFinch”对接NB-IoT和eMTC，总体达成对未来电信运营商频谱下无线通讯技术的全覆盖。

对于何时会推出基于5G的IoT方案的问题，中兴微电子告诉芯智讯：“我们着眼于未来IoT技术长期演进，会在时间窗的第一时间发布支持面向5G的IoT方案。”

作者：芯智讯-浪客剑

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解码中兴微电子

一场尝试将控股子公司股权全权收归母公司掌控的行为，让长期隐匿在幕后的中兴微电子业务表现大致显现了出来。

同华为海思的定位一样，中兴通讯旗下中兴微电子，其主要业务范畴为芯片设计。这也是当被误解为可以自主制造芯片、甚至出现其有望取代台积电这样的谣言之后，中兴通讯立即发布公告否认了这一事宜的原因。

目前国内半导体设计公司不少，覆盖领域广泛。根据银河证券的统计，按照营收计算，2019年中兴微电子位列国内前十大IC设计公司的第六，排在前面的除了华为海思、紫光展锐这类老牌大型公司之外，还有细分领域如指纹识别芯片设计的汇顶科技等。

不过接下来行业格局有望进一步有所改变，银河证券指出，若延续当前势头，中兴微电子全年营收排名有望上升至国内第四。综合来看，排名第四也是2018年及以前中兴微电子的常规位置。

2018年的“禁售令”事件曾短期内影响到了公司的发展运营，但去年以来，业绩向好的苗头已现。财报显示，截至2020年上半年，中兴微电子的收入水平已经超过去年全年。不过有机构指出，微电子公司仍面临着研发费用投入比例较高，但净利率相比同行较低的现状。

综合来看，中兴微电子的发展历程，也记载着过去几代通信技术更迭背后国内相关产业链的技术路线选择过程，随着今年5G加速在全国范围内的基站部署建设落地，更多消费终端产业需求的陆续出现，有可能成为下一个被关注的重点市场。

（附图：银河证券统计2017-2019年国内前十大IC设计公司收入排名）

通信技术更迭下的产物

中兴微电子的前身是中兴通讯在1996年成立的IC设计部，正式独立成子公司形式是在2003年，从2G向3G时代转换的过渡时期。公司成立后，就正式开启了自研WCDMA芯片的道路。

从时间点来看，这是支持中兴通讯通过自主化发展路径，顺利向3G时代迈进的关键选择，相比同行业，其在成立芯片设计公司方面，也是走在了前面。

微电子公司的发展脉络，无疑与中兴通讯在几十年间对通信技术路线的选择、业务发展路线的覆盖密切相关。

中兴微电子近期受到广泛关注，是因公司管理层在股东会期间的介绍。中兴通讯执行董事、总裁徐子阳多次表示，公司已实现7nm芯片商用，5nm制程芯片将在2021年实现商用。

虽然提到的制程数看起来与市面上的手机基带芯片相近，但这里提到的其实主要是用于5G基站的基带芯片。

相关人士介绍，通过自研7nm芯片并辅助软件调节能力，可以大幅降低基站功耗，这是运营商极为关注的要点，此外，中兴也可以针对中国电信、中国联通共建共享的200M宽带需求推出方案。

这也与产业链的要求有关。业内人士告诉21世纪经济报道记者，运营商层面对设备商的要求之一便是，需要完全实现自主化，这也是中兴在无线等业务层面需要芯片全面自研支持的一个背景。

这恰好切合了当下大规模部署5G基站的进程，也与中兴通讯目前聚焦的业务主力有关。

早在今年第三季度，我国就已提前完成了原定到年底建成60万个5G基站的目标，显示出市场正呈现高需求状态。

而今年中期财报显示，中兴通讯三大业务中，运营商业务的收入占比达到74%，也是旗下收入增速最高的业务部分。基站用基带芯片技术的快速演进与行业的发展诉求紧密贴合。

5G芯片所涵盖的市场不仅在于基站部分，在手机等消费级终端领域，也是重要的应用市场。

根据Grand View Research统计，2019年以智能手机为主的移动电子设备占据了5G芯片市场规模56%的份额；5G基站设备受益于5G基础网络设施的持续投资，目前占据了18%市场份额；物联网领域的份额为14%；车联网约为6%。

在手机基带芯片层面，中兴并非没有涉及。在2G向3G的转换时代，公司甚至通过在该领域的深入研究，获得了不小数量的订单。

2007年中兴通讯方面曾表示，公司是当时国内首家在手机终端中应用单芯片解决方案的厂商。为此，公司还得以斩获中国联通CDMA手机采购中的一半份额。

当时的信息显示，中兴通讯相关人士指出，单芯片与以往的手机芯片不同，它将基带、射频、电源管理及数字安全等多个系统组合至一个芯片中，使手机成本更低，耗电更少。

中兴方面当时指出，单芯片解决方案的应用将是全球手机终端未来发展的大势所趋，特别是在未来的3G终端开发上，单芯片将超越目前的多芯片独立路线，主宰未来的手机终端芯片供应市场。

今天看来，这已经成为趋势，但手机芯片层面却鲜见中兴通讯的身影。可能是官网未予及时更新，目前中兴微电子的页面显示，公司在2013年推出的手机modem芯片是首个国内厂家推出搭载28nm工艺的LTE多模芯片，但此后未见更多介绍。

但这则消息在当时引起了极大关注。2014年3月，中兴方面宣布，这款产品通过了中国移动LTE多模芯片平台认证。民生证券当时指出，这标志着国产自研LTE多模终端芯片应用已达业界一流水平，打增强了国内芯片核心竞争力。

那段时间，高通芯片已经占据了40%的市场份额，前述机构指出，虽然在短期内基于中兴自研芯片的4G智能手机出货量占比或许并不高，但其产业地位将得到显著改善，与高通、联发科等芯片供应商的议价能力亦将有所提升。

这也意味着，正在发展路上的中兴手机端芯片研发路径并不与其依然向外采购手机芯片相分歧。就在前后脚，2012年2月，中兴发布公告称，与美国高通及博通公司签订采购框架协议，拟在未来几年内向两公司分别采购不少于40亿与10亿美元的芯片。

如今公司在手机端基带芯片的研发进展随后再难见公开动向。只是从行业发展趋势来看，2015年前后是手机市场从运营商渠道转向公开渠道的关键时期，在这前后，“中华酷联”时代逐渐被“HOVM”代替，中兴的手机终端重点市场也越来越侧重于海外，是可以看到的外部信息。

实际上，到今天在手机基带芯片层面，也很难再有新的“闯入者”，目前高通、联发科、华为海思、紫光展锐、三星已基本掌握了大部分的市场。

按照最新介绍，中兴微电子的业务主要是围绕5G通信设备关键芯片开展技术和产品研发，包括5G无线接入关键芯片技术和产品研发、5G承载网关键芯片技术和产品研发等。微电子公司官网的产品介绍中，还包括了手机产品和多媒体产品等品类。

重点应该还是在有线和无线产品领域。具体来说，在5G无线接入芯片方面，将面向计算能力更强、存储容量更大、接口更加丰富以及集成度更高的5G无线接入迭代需求进行技术和产品研发，包括基带、中频、射频等关键芯片。

5G承载网芯片方面，则是面向更大容量、更大带宽、更低时延、可编程等5G承载迭代需求进行技术和产品研发，包括新一代大容量交换芯片、可编程网络处理器及微引擎等。

应该说，中兴微电子在芯片端的研发进展紧贴着前沿制式迭代，且相对聚焦，这支撑着母公司在5G时代积蓄更多力量。

5G时代聚焦供给自身

进入5G时代，芯片的地位变得愈发重要，对于中兴通讯来说也是如此。这也是中兴微电子被母公司重新掌握回全部股权的一定原因。

在近日举行的一次投资者交流会上，徐子阳介绍，自2018年至今，中兴通讯有几个关键事件，其中芯片被第一个提出，显示出被高度重视。

关于收回股权的原因，徐子阳也解释过，这是基于公司2015年与国家集成电路产业基金达成的协议有关。那一年大基金入股中兴微电子，就被业内人士认为，有望推动公司高端通信设备芯片的研发以及在手机端芯片的发展，这与目前取得的成果在很大程度上达成了一致。

如今被全权归属中兴通讯发展后，根据规划，在未来两年内，中兴微电子的战略重点是拓展芯片深度和通信核心领域覆盖率。

管理层指出，深度即加强性能和成本竞争力，通信核心领域覆盖率即解决公司痛点问题，从而强化自身主业的竞争力。下一步是向消费市场等更广阔的市场走出去。

在公司经营定位层面，中兴微电子也曾经历过定位调整期。在此前一场投资者交流会上，执行副总裁兼财务总监李莹曾介绍过，前些年中兴微电子的研发内容相对分散，除了为公司进行研发，还会承接外部社会的相关芯片研发需求。

不过在近几年的聚焦策略下，公司聚焦在做有挑战、复杂高精尖的芯片。“中兴微电子的90%多营收都来自为中兴股份提供通讯设备所需芯片，随着未来芯片设计复杂度提升和自主可控，提供的芯片种类越来越多，核心营业收入在逐步增加。”她指出。

目前来看也是这样的规划，根据执行副总裁、首席运营官谢峻石在前述交流会上的表态，中兴微电子是中兴通讯自主可控的核心竞争力，未来2-3年的重点就是满足公司自身5G产品的需求。

招商证券分析指出，对于芯片布局来说，中兴跟华为是仅有的自研7nm基带和中频芯片的通信设备厂商，同时中兴也拥有自研核心高速交换芯片，竞争对手爱立信等主要从高通和博通等巨头采购，这奠定了公司在5G整体技术的领先。

随着2018年风波造成的影响被逐渐消弭，中兴微电子的发展也在5G推动下迎来快速增长期。

财报显示，2018年、2019年、2020年上半年，中兴微电子芯片产品及技术服务销售收入分别为51.84 亿元、50.04亿元和60.25亿元。其中向中兴通讯（含子公司）销售收入占比分别为88.82%、88.35%和95.10%。

可见微电子公司在2020年的收入有望得到较大增速，且对母公司的支持力度愈发增强。根据公告预测，中兴微电子在2020年度的销售收入有望同比增长约78%；净利润同比有望增长约160%，约为5亿元。到2021年，预计中兴微电子年度销售收入同比增长15%左右，扣非后净利润预计为5.2亿元。

当然也有反思，中兴方面在公告中指出，微电子公司的研发费用率预计保持在15%水平，即便如此，这仍低于行业其他设备商。公司将通过芯片架构调整、工艺调整提升整机性能，为后续设备发展积攒较强的能力。

银河证券则指出，相比同为芯片设计类公司的汇顶科技、兆易创新等，中兴微电子的研发投入占比较高，该机构同时对比净利率却发现，微电子公司则有较低的表现。

不过中泰证券认为，中兴具有自主可控内循环的基础，首先网络设备需求和销量明确，更易把握设计路标节奏；其次产品兑现快，搭载设备销售实现回笼，投资回报易于准确计算；最后实现盈利的产品能迅速对芯片自研进行回补，实现自主化渗透率的进一步提升。这样的“内循环”规避了独立芯片设计与产品端供需的不匹配，对于具备垂直一体化基础的系统厂商是非常可靠的战略路径。

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