[原创] NOR Flash即将迎来爆发期
2019-12-12
14:00:06
来源: 半导体行业观察
最近两年，存储器市场的缺货、涨价、囤货、去库存，再到降价这一发展轨迹，成为了芯片交易市场最为火爆和吸引眼球的板块，发展到2019年底，市场逐步走出低谷，价格开始回升，对于存储器来说，2020年很可能是个好年头。
存储芯片主要包括DRAM和Flash，而Flash又分为NAND和NOR这两种。从整个市场规模来看，DRAM和NAND无疑是大宗商品，相对而言，NOR Flash的市场份额较小，也正是因为如此，其常常被忽略。但是，随着供需关系的变化，以及整个存储器市场行情的回暖，NOR Flash的地位愈发显得重要，特别是新兴应用市场的大规模崛起，NOR Flash的重要性正在被市场重新评估。
NOR Flash的价值
1988年，英特尔正式推出了NOR Flash，结合了EPROM与EEPROM这两项技术，改变了原先由EPROM和EEPROM一统天下的局面。NOR Flash具有芯片内执行（XIP）和高可靠性等特点，但寿命相对较短，其在1~16Mb的小容量应用方面具有很高的成本效益，在功能机时代，凭借NOR+PSRAM架构称霸一时，其中，NOR Flash用来存储代码和数据，PSRAM 作为MCU和DSP执行运算时的数据缓存。
NOR Flash主要分为串行和并行两种，串行NOR Flash的特点是接口简单、轻薄、功耗和系统总体成本更低，虽然读取速度不及并行的，但已成为市场和应用的首选。而与NAND相比，NOR的成本较高，容量小，且写入速度慢，传统上，主要用于功能手机、电视、机顶盒、USB Key等小容量代码存储。
市场规模方面，NAND约占42%，而NOR只有3%；制程方面，NOR对先进节点的要求不高，一般采用55nm和65nm；虽然NOR的擦除和写入速度相对较慢，但其读取速度非常快，这也是它能够在应用中安身立命的核心价值所在。
主要玩家及排名
目前，全球90%的NOR Flash市场被旺宏、华邦、美光、Cypress和兆易创新这五大厂商占据。全球范围内，高容量的NOR Flash主要由美光和Cypress提供，主要用于汽车、工控和航天领域；华邦和旺宏则以生产中等容量的NOR为主，兆易创新早期依靠低容量产品切入NOR市场，正在向高端领域过渡和发展。旺宏、华邦和兆易创新这三家更专注于消费类电子产品市场。
由于兆易创新是我国大陆地区唯一一家在NOR Flash市场排名处于前列的厂商，因此受到了更多的关注。最近几年，在市占率方面，兆易创新与前四大巨头之间差距逐渐缩小，从 2012年的3.4%，2017年提升到了7.3%，2018年则突破了10%。
而在商业模式方面，兆易创新是Fabless，其它四家都是IDM。之前，兆易创新的NOR Flash芯片主要由武汉新芯代工生产，但后来产量越来越大，武汉新芯的产能难以满足需求，于是在2017年，兆易又与中芯国际签订了战略协议，开始提供1万片/月的代工产能，并在此基础上逐步提升。
随着设计水平的提升，以及产能的补足，最近两年，兆易的出货和市占率快速提升，据CINNO的统计，今年第二季度，兆易首次超越美光，成为全球市占率第四的NOR Flash供应商。
而就在不久之后，这一榜单又被刷新。在物联网和消费类电子产品需求带动下，今年第三季度，NOR Flash迎来了谷底反转的契机，不仅中高容量价格稳定，低容量NOR Flash的价格跌幅也大幅收窄，特别是在TWS蓝牙耳机大量出货的带动下，给NOR Flash带来了巨大商机，带动第三季度NOR Flash产值比第二季增长了4.3%，达到5.7亿美元。
受惠于TWS蓝牙耳机，兆易创新的NOR Flash出货持续大幅增长，第三季度环比增长了36%，单季NOR Flash销售达到1亿美元，行业排名再进一步，从上一季度的第四，上升到了第三。
新兴驱动力
由于NOR Flash容量小、成本高，一度被大厂边缘化，但随着5G、AMOLED和自动驾驶汽车等新兴市场的快速发展，NOR重新唤起了厂商的关注。
由于工艺原因，AMOLED存在亮度均匀性和残像两大难题，需要进行补偿，补偿方法分为内部补偿和外部补偿。内部补偿的效果不好，难以解决残像问题；外部补偿则具有像素结构简单，驱动速度快和补偿范围大的优点，是实际应用中的首选。
外部补偿时，需要外挂一颗NOR Flash，以避免AMOLED面板的蓝色光会随时间消退的问题。在Full HD情况下，需要用8Mb的NOR Flash，而QHD则需要用到16Mb的NOR Flash。
目前，AMOLED在智能手机当中的应用越来越普遍，这就带动了中端NOR Flash需求的增长，其复合增速达到了24%。WitsView预测，到2020年，AMOLED在智能手机市场的占有率将达到49.4%。以2018年15亿部智能手机的出货量计算，AMOLED的市占率为35.3%，对NOR Flash的需求量达到5.3亿个，2020年将达到7.8亿个。
今年，最为火爆的消费类电子产品非TWS蓝牙耳机莫属了，而在今后几年，这一市场需求还将进一步扩大，到2022年，全球TWS耳机市场有望超过2000亿元。
TWS耳机必须配置NOR Flash，这是因为其功能较多，为了存储更多固件和代码程序，就需要外扩一颗串行NOR Flash。
可以预见，TWS耳机的功能还会增加，从而需要更多的存储容量。以安卓手机用TWS耳机为例，一般采用8Mb或16Mb的NOR Flash，随着功能增多，需要用到32Mb、64Mb，甚至128Mb的。
有统计显示，2020年，新款AirPods的NOR Flash容量有望提升至256Mb，安卓市场在2019~2021年平均NOR Flash容量分别为16Mb、32Mb和64Mb，而相应的市场规模分别为675万、2062万和5099万美元。综合AirPods的市场规模，TWS耳机用NOR Flash的市场规模在2021年将突破2亿美元。
TDDI是触控与显示驱动集成的缩写，它将原本分离的手机触控IC和显示IC整合成了SoC。而随着技术的持续优化，TDDI芯片的成本不断下降，2018年，其市占率达到22%。到2020 年，其出货量有望达到5.76亿个，未来三年的CAGR保持在30%左右。
由于TDDI触控功能编码所需容量较大，无法一并整合进TDDI芯片，需要外挂一个4~16Mb的NOR Flash进行存储，并辅助TDDI进行参数调整。以2018年智能手机出货量15亿部，TDDI渗透率22%计算，对NOR Flash的需求达到3.3亿个，预计其未来增速将与TDDI的增速同步。
由于NOR Flash具有成本优势，且可靠性更好、供货稳定，使得高容量的NOR Flash在汽车电子中被广泛应用。从最初的车用广播需要1Mb的低端NOR，发展到中控系统搭载128Mb~256Mb的。
IHS预计2022年汽车电子市场规模将达到1602亿美元，其中增速最高的是ADAS，2022年将达到214.47亿美元，年复合增速达到20.27%。ADAS系统中的行车记录、导航、影像、车道偏移警示等功能，普遍需要采用512Mb的NOR Flash。汽车电子的快速增长将带动车用存储器需求的跟进。
5G也是NOR Flash的一大发展动力，以旺宏为例，本周，该公司董事长吴敏求表示，目前5G基站使用的NOR Flash，大约是1~2G的产品规格，全球能生产的厂商并不多，因此，目前全球生产5G基站的厂商，大约有八成以上向旺宏下订单。吴敏求透露，目前已确定的订单主要来自华为，以及日韩厂商。
吴敏求说，今年已有不少厂商陆续受惠5G市场发展，明后两年，相关厂商的感受会更明显，预计全球5G相关商机将在2020及2021年达到最高峰。
市场动向
总体来看，2018 年，NOR Flash市场需求较为疲软，而供货商的产能却在持续提升，导致2018年NOR Flash的价格进入下行周期。集邦咨询的数据显示，NOR Flash价格在2019第三季度开始回升。从旺宏、华邦和兆易的营收增速也能看出这一趋势，这三家的营收增速均从2019年第二季度开始好转，第三季度的营收增速仍在提升，这表明NOR Flash市场已经进入了上行周期。
从应用层面来看，智能手机用的AMOLED和TDDI市占率在提升，汽车电子和物联网发展态势良好。在供给端，美光等大厂逐步淡出NOR Flash，扩产有限，导致供需缺口持续扩大，使得NOR价格大幅上涨。Cypress由于产能被订购一空，已经调涨价格，旺宏等厂商的交货期也拉长了。
2016年，美光关停了新加坡的8英寸NOR产线，还剩一条产能为1.2 万片/月的12英寸产线，位于美国。Cypress则于2017年出售了位于美国明尼苏达的、产能为1.5万片/月的晶圆厂，宣布退出中低容量市场。可见，大厂纷纷淡出中低容量NOR Flash，专注于高毛利的汽车和工控用高端NOR Flash（>256Mb）。
因此，预计未来中高端NOR有望维持高价位，低端NOR受cost-down系列低价NOR上市,以及新产能陆续投产的影响，价格将下滑。
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