Sachverhalt:
A. A.a K._ verfügt über einen Lehrabschluss, einen Handelsschulabschluss und eine Ausbildung als Finanzberater. Zuletzt war er ab Februar 2003 als Finanzberater auf Provisionsbasis beim Firma A._ AG tätig. Am 10. Dezember 2004 meldete er sich unter Hinweis auf Kopfschmerzen, verursacht durch ein "verschlepptes Schleudertrauma", bestehend seit 1980, bei der Invalidenversicherung zum Leistungsbezug an. Die IV-Stelle des Kantons Zürich führte erwerbliche und medizinische Abklärungen durch. Am .... 2005 erlitt K._ bei einem Verkehrsunfall ein (weiteres) Schleudertrauma der Halswirbelsäule (HWS). Mit Verfügung vom 16. Dezember 2005 sprach die IV-Stelle K._ eine halbe Rente ab 1. Dezember 2004 zu, hauptsächlich gestützt auf eine Beurteilung des Dr. med. G._, FMH Neurologie, Klinik X._ (vom 5. Juli 2005).
Die Vaudoise Versicherungen als Unfallversicherung des K._, veranlasste eine Begutachtung bei Dr. med. H._, FMH für Neurologie, Zürich, vom 5. Januar 2007, wobei sie der IV-Stelle Gelegenheit einräumte, Zusatzfragen zu stellen. Die IV-Stelle holte zum Gutachten der Dr. med. H._ eine Beurteilung des Regionalen Ärztlichen Dienstes (RAD; Dr. med. S._) vom 28. Februar 2007 ein und sprach K._ mit Verfügungen vom 23. November 2007 eine vom 1. November 2005 bis 30. September 2006 befristete ganze Rente, ab 1. Oktober 2006 wiederum eine halbe Rente zu.
A.b Auf Beschwerde des K._ hin hob das Sozialversicherungsgericht des Kantons Zürich mit Entscheid vom 18. Dezember 2008 die Verfügungen vom 23. November 2007 auf und wies die Sache zur Vervollständigung des medizinischen Sachverhaltes an die IV-Stelle zurück.
Die IV-Stelle holte eine Expertise des Dr. med. O._, FMH für Neurologie, vom 20. April 2010 ein und verfügte nach durchgeführtem Vorbescheidverfahren am 7. Juli 2011 die wiedererwägungsweise Aufhebung der Verfügung vom 16. Dezember 2005 sowie die Abweisung des Rentenerhöhungsgesuches vom 19. September 2005 und die Aufhebung der Rente auf Ende des der Verfügungszustellung folgenden Monats.
B. Die hiegegen erhobene Beschwerde des K._ wies das Sozialversicherungsgericht des Kantons Zürich mit Entscheid vom 20. Dezember 2011 ab.
C. K._ lässt Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten führen und unter Aufhebung des angefochtenen Entscheides die Zusprechung der "gesetzlichen Leistungen", mindestens aber einer halben Invalidenrente beantragen. Eventualiter sei die Sache an die Vorinstanz zurückzuweisen zur zusätzlichen interdisziplinären Abklärung.
Die IV-Stelle schliesst auf Abweisung der Beschwerde, Vorinstanz und Bundesamt für Sozialversicherungen verzichten auf eine Vernehmlassung.
Erwägungen:
1. Die Beschwerde kann wegen Rechtsverletzung gemäss Art. 95 und 96 BGG erhoben werden. Das Bundesgericht wendet das Recht von Amtes wegen an (Art. 106 Abs. 1 BGG). Es ist somit weder an die in der Beschwerde geltend gemachten Argumente noch an die Erwägungen der Vorinstanz gebunden; es kann eine Beschwerde aus einem anderen als dem angerufenen Grund gutheissen und es kann sie mit einer von der Argumentation der Vorinstanz abweichenden Begründung abweisen (BGE 134 V 250 E. 1.2 S. 252 mit Hinweisen).
2. Streitig und zu prüfen ist, ob das kantonale Gericht die Rentenaufhebungsverfügung der Beschwerdegegnerin vom 7. Juli 2011 zu Recht geschützt hat.
3. 3.1 Die Vorinstanz erwog, die ursprüngliche Verfügung vom 16. Dezember 2005 habe nicht auf einer nachvollziehbaren ärztlichen Einschätzung der Arbeitsfähigkeit beruht und sei daher zweifellos unrichtig im wiedererwägungsrechtlichen Sinn. Die Beschwerdegegnerin habe sowohl den Untersuchungsgrundsatz als auch den Grundsatz Eingliederung vor Rente verletzt, indem sie auf die Beurteilungen des Dr. med. G._ abgestellt habe, obwohl dessen erster (undatierter) Bericht nicht beweistauglich sei, die darin erwähnten Berichte sich nicht bei den Akten befänden, und eine Begründung für die 50 %ige Arbeitsfähigkeit als Finanzberater ebenso fehle wie eine Einschätzung der Leistungsfähigkeit in einer angepassten Beschäftigung. Nicht nachvollziehbar sei auch die Beurteilung des RAD, wonach die Einschätzung des Dr. med. G._ einleuchtend scheine. Entgegen den Ausführungen des RAD habe Dr. med. G._ nicht ausgeführt, eine höhere Arbeitsfähigkeit wäre auch in einer adaptierten Tätigkeit nicht zu erwarten. Demgegenüber komme dem auf persönlicher Untersuchung beruhenden, nachvollziehbar begründeten Gutachten des Dr. med. O._ voller Beweiswert zu, die abweichenden Einschätzungen des Naturarztes C._ sowie des Dr. med. G._ vermöchten daran nichts zu ändern, umso weniger als selbst Hausarzt Dr. med. R._, Facharzt für Allgemeine Medizin FMH, das Gutachten O._ als "nicht realitätsfremd" beurteile und die Neurologen am Universitätsspital Y._ die Kopfschmerzen als deutlich verbessert (sowie ein Medikamentenentzug für nicht mehr nötig) erachtet hätten. Eine anspruchsrelevante Einschränkung der Leistungsfähigkeit sei daher zu verneinen und die Rentenaufhebung zu schützen, zumal die Voraussetzung der erheblichen Bedeutung der Berichtigung mit Blick auf die zugesprochene Dauerleistung erfüllt werde. Hinsichtlich des Unfalles vom 30. August 2005 stehe fest, dass keine gesundheitlichen Folgen persistierten und nur eine vorübergehende unfallbedingte Arbeitsunfähigkeit bestanden habe.
3.2 Der Beschwerdeführer rügt namentlich, das kantonale Gericht habe den Sachverhalt offensichtlich unrichtig festgestellt, indem es nicht alle vorhandenen Arztberichte berücksichtigt, sich widersprechende Beurteilungen als übereinstimmend erachtet, andere - insbesondere das Gutachten der Dr. med. H._ - nur fragmentarisch gewürdigt und widersprüchliche Beurteilungen (so die Gutachten der Dres. med. O._ und H._) nicht einander gegenübergestellt habe. Gänzlich unberücksichtigt geblieben sei zum einen, dass sich die Rentenzusprache im Dezember 2005 in medizinischer Hinsicht auf mehrere Arztberichte des Dr. med. G._, das Gutachten der Dr. med. H._ sowie die Stellungnahmen des RAD stützte, zum andern dass Dr. med. G._ eine Arbeitsunfähigkeit zwischen 50 % und 100 % attestiert habe und schliesslich dass verschiedene Behandlungsversuche (z.B. mittels Neurofeedback [bei med. dent. B._] und Naturmedizin [bei Herrn C._]) erfolglos geblieben seien.
Die ursprüngliche Rentenzusprechung werde bundesrechtswidrig als offensichtlich unrichtig erachtet; sein Fall lasse sich nicht vergleichen mit dem vorinstanzlich zitierten Urteil 9C_1014/2008 (vom 14. April 2009). Nicht nur habe sich die Beschwerdegegnerin auf drei beweistaugliche Arztberichte und eine (ausführliche) Begründung des RAD abstützen können, sondern auch Dr. med. H._ habe eine 50 %ige Arbeitsfähigkeit vor und nach dem Unfallereignis bestätigt. Dr. med. O._ unterstelle in Missachtung der mannigfaltigen misslungenen Therapieversuche eine Therapierbarkeit der Kopfschmerzen, ohne einen "konstruktiven Therapievorschlag" zu unterbreiten. Zudem berücksichtige er nicht, dass trotz starker Medikamente permanent ein Restschmerz vorhanden sei, welcher die Leistungs- und Konzentrationsfähigkeit beeinträchtige. Die Schätzung des Dr. med. O._ könne nicht als Diagnose gelten, seiner Beurteilung fehle es daher an Beweiskraft. Der Wiedererwägungsgrund liege im Bereich materieller Anspruchsvoraussetzungen und sei insofern nicht von rechtlicher Tragweite, weshalb die Wiedererwägung Bundesrecht verletze. Sein Gesundheitszustand sei aktenkundig seit Anmeldung bei der Invalidenversicherung unverändert, die konstante erhebliche Kopfschmerzproblematik schränke die Arbeitsfähigkeit seit 5. Dezember 2003 lückenlos zu mindestens 50 % ein. Eine Verbesserung sei auch seit 2005 nicht eingetreten, weshalb weiterhin eine Invalidität bestehe, was eine Rentenherabsetzung ausschliesse. Der vorinstanzliche Verzicht auf eine Oberbegutachtung verletze den Untersuchungsgrundsatz.
4. Nach den zutreffenden Erwägungen der Vorinstanz kann der Versicherungsträger unabhängig von einem materiellen Revisionsgrund nach Art. 53 Abs. 2 ATSG wiedererwägungsweise auf formell rechtskräftige Verfügungen oder Einspracheentscheide zurückkommen, wenn diese zweifellos unrichtig sind und ihre Berichtigung von erheblicher Bedeutung ist. Wird die zweifellose Unrichtigkeit der ursprünglichen Rentenverfügung erst vom Gericht festgestellt, kann es die (zu Unrecht) auf Art. 17 ATSG gestützte Revisionsverfügung mit dieser substituierten Begründung schützen (BGE 125 V 368 E. 2 S. 369). Vorausgesetzt ist, dass kein vernünftiger Zweifel an der Unrichtigkeit der Verfügung möglich, also nur dieser einzige Schluss denkbar ist (SVR 2010 IV Nr. 5 S. 10, 8C_1012/2008 E. 4.1; Urteile 9C_587/2010 vom 29. Oktober 2010 E. 3.3.1 und 9C_575/2007 vom 18. Oktober 2007 E. 2.2). Dieses Erfordernis ist in der Regel erfüllt, wenn eine Leistungszusprache aufgrund falscher Rechtsregeln erfolgt ist oder wenn massgebliche Bestimmungen nicht oder unrichtig angewandt wurden. Erscheint indessen die Beurteilung einzelner ermessensgeprägter Schritte der Anspruchsprüfung vor dem Hintergrund der Sach- und Rechtslage sowie der Rechtspraxis (BGE 125 V 383 E. 3 S. 389) im Zeitpunkt der rechtskräftigen Leistungszusprechung als vertretbar, scheidet die Annahme zweifelloser Unrichtigkeit aus. Ansonsten würde die Wiedererwägung zum Instrument einer voraussetzungslosen Neuprüfung, was sich nicht mit dem Wesen der Rechtsbeständigkeit formell zugesprochener Dauerleistungen vertrüge (Urteil 9C_418/2010 vom 29. August 2011 E. 3.2 mit Hinweis auf Urteil I 222/02 vom 19. Dezember 2002 E. 3.2).
5. 5.1 Die für die ursprüngliche Rentenzusprache massgeblichen medizinischen Beurteilungen ergeben folgendes Bild:
5.1.1 Dr. med. G._ führte mit undatiertem Bericht und Ergänzungen vom 5. Juli 2005 aus, der Versicherte sei seit 5. Dezember 2003 bis auf weiteres in der zuletzt ausgeübten Tätigkeit zu 50 % arbeitsunfähig, wobei es sich wahrscheinlich um ein "Mischbild" handle, indem wegen der Kopfschmerzen an gewissen Tagen Leistungseinschränkungen bestünden, an anderen bei besserer Leistungsfähigkeit nicht ganztags gearbeitet werde könne. Eine volle Arbeitsfähigkeit existiere wahrscheinlich in keinem Bereich, weil die Kopfschmerzen stark und extrem chronifiziert seien, nur sporadisch aufträten und oft einen halben Tag oder länger anhielten. Als Diagnosen gab er ein leichtes Zervikalsyndrom und eine leichte Bewusstseinseinschränkung an. Die "ICD-10 Äquivalente" einer chronischen Aura sei die Ziffer G43.3, diejenige schmerzmittelinduzierter Kopfschmerzen bzw. "Kopfschmerzen bei Medikamenenübergebrauch" G44.41 oder G44.83. Die bisherige Medikamentenliste sei extrem hoch (gegen 20 Medikamente), eine zweimalige Botoxbehandlung sei wirkungslos geblieben. Es sei immer möglich, eine Therapie zu finden um die Arbeitsfähigkeit zu steigern, eine solche sei ihm momentan jedoch nicht bekannt. In der Folge ordnete Dr. med. G._ die Kopfschmerzen als chronische Migräne ohne Aura (International Headache Society- [IHS-] Code 1.1) und analgetikainduzierten Kopfschmerz (IHS-Code 8.2.2; Notfallkontrolle vom 5. September 2005) ein bzw. als chronische Migräne mit HWS-Myogelosen (UVG-Zeugnis vom 3. Oktober 2005) und attestierte eine 50 %ige Arbeitsunfähigkeit ab 30. August 2005 bis auf weiteres.
Nach Verfügungserlass vom 16. Dezember 2005 bestätigte er das Vorliegen einer chronischen Migräne mit HWS-Myogelosen (ärztlicher Zwischenbericht vom 11. September 2006), später hielt er ein leichtes Zervikalsyndrom fest (Nachkontrolle vom 25. April 2007) bzw. einen chronischen Spannungstypkopfschmerz (Verlaufsbericht vom 27. November 2007), und äusserte am 29. Oktober 2008 zusätzlich den Verdacht auf einen Medikamentenübergebrauchskopfschmerz ("MÜKS"; IHS-Code 8.2.3).
5.1.2 RAD-Arzt Dr. med. Regazzoni erachtete die Auskünfte des Dr. med. G._ vom 5. Juli 2005 als "ausreichend", so dass "nun ein Entschluss möglich" sei (Stellungnahme vom 9. September 2005). Mit Blick darauf, dass es sich um ein subjektives Syndrom handle, sei eine Krankheitsanamnese, der Nachweis einer Medikation und vor allem auch der Verlauf des Kopfweh-Syndroms entscheidend. Es werde eine gute Patientenmitarbeit attestiert; eine dauerhafte Arbeitsunfähigkeit in der angestammten Tätigkeit als Versicherungsagent mit Haupttätigkeit Hausbesuche sei einleuchtend. Auch sei nachvollziehbar, dass keine angepassten Tätigkeiten mit höherer Arbeitsfähigkeit existierten, weitere Abklärungen wären nicht zweckmässig.
5.2 In dem von der Unfallversicherung veranlassten, nach Erlass der rentenzusprechenden Verfügung der IV-Stelle ergangenen neurologischen Gutachten vom 5. Januar 2007 (Untersuchung vom 20. September 2006) kam Dr. med. H._ zum Schluss, ca. ein Jahr nach dem Trauma sei der Status quo ante wieder erreicht worden; in bisheriger sowie in leidensangepasster Tätigkeit bestehe wiederum eine 50 %ige Arbeitsunfähigkeit aufgrund der unfallfremden chronischen Migräne und des ebenfalls unfallfremden medikamenteninduzierten Kopfschmerzes ("Naramig"-Abhängigkeit).
6. Es trifft zu, dass die von Dr. med. G._ erhobenen Diagnosen (chronische Migräne mit HWS-Myogelosen, Kopfschmerzen bei Medikamentenübergebrauch, leichtes Zervikalsyndrom, Spannungskopfschmerz) nicht ohne weiteres auf einen invalidisierenden Gesundheitsschaden schliessen lassen. Indes sind für die invalidenversicherungsrechtliche Beurteilung nicht die genaue Diagnose, sondern deren Auswirkungen auf die Arbeits- und Leistungsfähigkeit entscheidend (BGE 136 V 279 E. 3.2.1 S. 281 mit Hinweis auf BGE 127 V 294 E. 4c und 5a S. 298 f.; eine Suchtproblematik im Sinne einer Medikamentenabhängigkeit als solche ist allerdings grundsätzlich nicht invalidisierend [Urteil I 504/06 vom 25. Juli 2007 E. 5.1 mit Hinweisen auf AHI 1996 S. 301 E. 2 und BGE 102 V 165]). Die gesamten Umstände, namentlich die Tatsache, dass der Versicherte, welcher seit dem 20. Altersjahr an Kopfschmerzen leidet, seit vielen Jahren sowohl in fachärztlicher Behandlung steht (insbesondere am Universitätsspital Y._, zunächst bei Dr. med. I._, nachfolgend bei Dr. med. G._) und sich nachgewiesenermassen mit zahlreichen unterschiedlichen Therapien - kooperativ, aber weitgehend erfolglos - bemühte, die Schmerzen in den Griff zu bekommen, lassen die Beurteilung des Dr. med. G._ (hälftige Arbeitsfähigkeit) und die hierauf abstellende ursprüngliche Leistungszusprache vor dem massgeblichen Hintergrund der Sach- und Rechtslage, wie sie sich im Zeitpunkt der Leistungszusprechung am 16. Dezember 2005 darbot, nicht als geradezu unvertretbar erscheinen (E. 4 hievor). Dies gilt umso mehr, als sowohl der RAD am 9. September 2005 mit nachvollziehbarer Begründung die Beurteilung des Dr. med. G._ teilte und weitere Abklärungen für unzweckmässig hielt, als auch Dr. med. H._ eine 50 %ige Arbeitsfähigkeit (vor dem Unfall bzw. nach Abheilung der Unfallfolgen; Expertise vom 5. Januar 2007) bestätigte. Überdies enthalten die Akten keine Hinweise auf Simulation, Aggravation oder mangelhafte Compliance des Versicherten. Die Einschätzung des Dr. med. G._ vom 5. Juli 2005, wonach die Kopfschmerzen einerseits extrem chronifiziert seien und anderseits nur sporadisch aufträten, ist zwar in der Tat nicht auf den ersten Blick einsichtig, doch kann sie mit Blick auf den Gesamtzusammenhang vernünftigerweise nur so verstanden werden, dass Dr. med. G._ mit der Verwendung des Wortes "sporadisch" nicht ausdrücken wollte, die Kopfschmerzen träten nur vereinzelt und selten auf, sondern den wechselhaften Verlauf beschreiben wollte, wie dieser auch aus seinem undatierten Bericht hervorgeht, wonach der Versicherte in sehr unterschiedlichem Ausmass auf Medikamente angewiesen war (so benötige er monatlich an 10 bis 23 Tagen das Medikament "Naramig"). Wenn die IV-Stelle ausgehend vom Gutachten des Dr. med. O._ hinsichtlich der gesundheitlichen Einschränkungen nachträglich zu einer anderen Erkenntnis gelangte, rechtfertigt dies nach dem Gesagten nicht die wiedererwägungsweise Rentenaufhebung. Der angefochtene Entscheid verstösst insoweit gegen Bundesrecht.
7. 7.1 Zu prüfen bleibt, ob sich der Gesundheitszustand des Beschwerdeführers seit der ursprünglichen Rentenzusprechung anspruchserheblich verbessert hat und dabei besonders, ob das Gutachten des Dr. med. O._ in revisionsrechtlicher Hinsicht beweiskräftig ist. Dies hängt davon ab, ob es sich ausreichend auf das Beweisthema - erhebliche Änderung(en) des Sachverhalts - bezieht. Einer von früheren medizinischen Einschätzungen abweichenden Beurteilung fehlt es in der Regel am Beweiswert, wenn sie sich nicht hinreichend darüber ausspricht, inwiefern eine effektive Veränderung des Gesundheitszustandes stattgefunden hat, selbst wenn die Ausführungen für sich allein betrachtet vollständig, nachvollziehbar und schlüssig und daher für eine erstmalige Beurteilung der Rentenberechtigung beweistauglich wären (Urteil 9C_418/2010 vom 29. August 2011 E. 4.2 mit Hinweisen). Eine verlässliche Abgrenzung der tatsächlich eingetretenen von der nur angenommenen Veränderung ist als erforderliche Beweisgrundlage nicht erreicht, wenn bloss nominelle Differenzen diagnostischer Art bestehen. Hingegen ist die Feststellung über eine seit der früheren Beurteilung eingetretene tatsächliche Änderung genügend untermauert, wenn der medizinische Sachverständige aufzeigt, welche konkreten Gesichtspunkte in der Krankheitsentwicklung und im Verlauf der Arbeitsunfähigkeit zu ihrer neuen diagnostischen Beurteilung und Einschätzung des Schweregrades der Störungen geführt haben (BGer a.a.O. E. 4.3). Je mehr bei einer Diagnose ärztliches Ermessen eine Rolle spielt, desto wichtiger sind klinische Feststellungen, gutachtliche Verlaufsbeobachtungen und anamnestische Daten (BGer a.a.O. E. 4.4).
7.2 Dr. med. O._ hielt fest, gemäss Angaben des Beschwerdeführers sei die Kopfschmerzproblematik seit mehr als zehn Jahren weitgehend unverändert. Auch seinen übrigen Ausführungen lässt sich nichts entnehmen, was auf eine (wesentliche) gesundheitliche Veränderung schliessen liesse. Die Kernaussage seines Gutachtens besteht darin, dass die Kopfschmerzen Folge eines behandelbaren Medikamentenübergebrauchs seien, die bei unauffälligem neurologischem Befund die Leistungsfähigkeit nicht beeinträchtigten und bislang einzig noch keine genügende Behandlung erfolgt sei. Dabei aber handelt es sich lediglich um eine andere Beurteilung eines unveränderten Zustandes. Nachdem eine Vielzahl erfolgloser Therapieversuche dokumentiert ist und ein von Dr. med. G._ mehrfach angeregter stationärer Entzug an der fehlenden Bereitschaft der Krankenversicherung scheiterte, für die entsprechenden Kosten aufzukommen, ist die Feststellung des Dr. med. O._ überdies nicht nachvollziehbar, es "verwundere", dass der offenbar über Jahre hinweg hohe Triptanverbrauch bislang nicht mit adäquaten Massnahmen angegangen worden sei. Abgesehen davon, dass eine andere diagnostische Beurteilung eines im wesentlichen unveränderten Gesundheitszustandes allein revisionsrechtlich unbeachtlich ist, überzeugt die Infragestellung der von Dr. med. G._ erhobenen Diagnose (chronischer Kopfschmerz) durch Dr. med. O._ ohnehin nicht restlos. Die Begründung, der Versicherte habe laut Kopfschmerzkalender der Jahre 2009 und 2010 durchschnittlich nur an 13 Tagen monatlich Kopfschmerzen gehabt, während ein chronischer Schmerz definitionsgemäss an mehr als der Hälfte der Zeit (d.h. an 15-16 Tagen pro Monat) vorhanden sein müsse, ist schon deshalb fragwürdig, weil der Beschwerdeführer ein solches Tagebuch aktenkundig nicht lückenlos führte. Aber auch mit Blick auf den stark schwankenden Verlauf ist eine exakte Berechnung des durchschnittlichen Schmerzauftretens problematisch. Zusammengefasst ist den Ausführungen des Dr. med. O._ keine Verbesserung des Gesundheitszustandes zu entnehmen, sondern sie enthalten lediglich eine revisionsrechtlich unerhebliche abweichende medizinische Beurteilung.
7.3 Gemäss Kurzbericht der Mediziner am Universitätsspital Y._, Klinik für Neurologie (Kopfwehsprechstunde), vom 8. Februar 2011, ist indes Ende Dezember 2010 eine deutliche gesundheitliche Verbesserung eingetreten. Die Ärzte gaben an, im Januar 2011 habe der Versicherte (nurmehr) an sechs Tagen das Medikament Naramig eingenommen. Dieses Mittel helfe innert zwei bis vier Stunden, dann sei der Schmerz komplett weg; eine Entzugsbehandlung sei derzeit nicht nötig. Ob es sich dabei um eine dauerhafte Verbesserung handelt und in welchem Ausmass sich die Arbeitsfähigkeit dadurch allenfalls verbessert hat, geht aus den Akten nicht hervor. Unklar ist mit Blick auf das (nach Verfügungserlass datierende) Schreiben des Dr. med. G._ vom 2. September 2011 an die Rechtsschutzversicherung des Beschwerdeführers namentlich, ob es sich dabei nur um eine kurzfristige Verbesserung gehandelt hat. Die Sache ist daher an die Beschwerdegegnerin zurückzuweisen, damit sie diesbezüglich - noch einmal - weitere Abklärungen vornimmt, etwa indem sie bei den Neurologen am Universitätsspital Y._ (Dres. med. N._ und E._) genauere Auskünfte einholt, und hernach über den Rentenanspruch neu entscheidet.
8. Dem Ausgang des Verfahrens entsprechend hat die Beschwerdegegnerin die Gerichtskosten zu tragen (Art. 66 Abs. 1 BGG) und dem Beschwerdeführer eine Parteientschädigung zu bezahlen (BGE 135 V 473).
Demnach erkennt das Bundesgericht:
1. Die Beschwerde wird gutgeheissen. Der Entscheid des Sozialversicherungsgerichts des Kantons Zürich vom 20. Dezember 2011 und die Verfügung der IV-Stelle des Kantons Zürich vom 7. Juli 2011 werden aufgehoben. Die Sache wird an die IV-Stelle des Kantons Zürich zurückgewiesen, damit sie, nach erfolgter Abklärung im Sinne der Erwägungen, über den Anspruch auf Invalidenrente neu verfüge.
2. Die Gerichtskosten von Fr. 500.- werden der Beschwerdegegnerin auferlegt.
3. Die Beschwerdegegnerin hat den Beschwerdeführer für das bundesgerichtliche Verfahren mit Fr. 2800.- zu entschädigen.
4. Das Sozialversicherungsgericht des Kantons Zürich hat die Gerichtskosten und die Parteientschädigung für das vorangegangene Verfahren neu festzusetzen.
5. Dieses Urteil wird den Parteien, dem Sozialversicherungsgericht des Kantons Zürich und dem Bundesamt für Sozialversicherungen schriftlich mitgeteilt.
Luzern, 12. Juli 2012
Im Namen der II. sozialrechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Der Präsident: Meyer
Die Gerichtsschreiberin: Bollinger Hammerle