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NOR Flash即将迎来爆发期

2019-12-12
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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。

图源:CINNO


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。


AMOLED

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。


TWS蓝牙耳机

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

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。


汽车电子

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

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。


*免责声明:本文由作者原创。文章内容系作者个人观点,半导体行业观察转载仅为了传达一种不同的观点,不代表半导体行业观察对该观点赞同或支持,如果有任何异议,欢迎联系半导体行业观察。


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