文｜半導體產業(yè)縱橫
2023下半年，以DRAM和NAND Flash為代表的存儲器報價逐步止跌回升。近期，NOR Flash也呈現(xiàn)出明顯的回暖態(tài)勢，供應鏈人士透露，2024年1月，預計NOR Flash價格將上漲5%，并保持上漲態(tài)勢，到第二季度，漲幅將達到10%。
過去幾年，隨著整個半導體市場的變化，NOR Flash的供需和價格也是起起落落。
2018 年，NOR Flash市場需求較為疲軟，而供貨商的產能卻在持續(xù)提升，導致當年的價格進入下行周期。經過一年的低迷期后，NOR Flash價格在2019年第三季度開始回升。從旺宏、華邦和兆易創(chuàng)新的營收增速也能看出這一趨勢，這三家的營收增速均從2019年第二季度開始好轉，第三季度的營收增速仍在提升，從那時起，NOR Flash市場進入了上行周期。
當時，主要增長動力是智能手機用的AMOLED和TDDI，以及物聯(lián)網相關應用的增長。在供給端，美光等大廠逐步淡出NOR Flash，擴產有限，導致供需缺口持續(xù)擴大，使得NOR Flash價格大幅上漲。當時，Cypress（已經被英飛凌收購）和旺宏等大廠的產能被訂購一空，交貨期被大幅拉長。
紅火的市場在2020和2021年繼續(xù)保持著，但到了2022年，特別是下半年，全球電子半導體市場進入下行周期，大部分芯片元器件都供過于求，NOR Flash也未能幸免，又一次進入了低迷期。2022年，各家閃存廠商的營收都出現(xiàn)了明顯下滑，以東芯股份為例，該公司當年NAND Flash產品營收為7.08億元，同比增長7.27%，而NOR Flash的營收為0.72億元， 同比下滑61.47%。
這種低迷的市場狀況一直到2023下半年。
這一次，隨著全球市場的復蘇，NOR Flash也迎來了新一輪增長，特別是新興的AI邊緣側設備需求不斷增長，為NOR Flash開辟了新的增長空間。
01、小而精的NOR Flash
NOR Flash是一種基于NOR門結構的閃存，NOR是邏輯門電路中的“或非”門。NOR Flash具有并行訪問結構，這意味著每個存儲單元都有一個地址，可以直接訪問任何存儲單元，這使NOR Flash具有快速的隨機訪問能力，適用于執(zhí)行代碼和讀取關鍵數據。與NAND Flash相比，NOR Flash具有較低的存儲密度和較高的成本，但具有讀取速度快、芯片內執(zhí)行（XIP）等優(yōu)點，適合用作執(zhí)行代碼和存儲需要低延遲和高可靠性的關鍵數據應用。NOR Flash的應用范圍很廣，包括手機，PC，可穿戴電子設備，以及汽車、安防、工控、基站、物聯(lián)網設備等。
廠商方面，旺宏、Cypress、華邦、美光和兆易創(chuàng)新是全球前五大NOR Flash供應商，占據著92%以上的市場份額。2017年，隨著美光、Cypress相繼退出低端NOR Flash市場，華邦、旺宏、兆易創(chuàng)新逐漸占據NOR Flash的主要市場份額。在中國大陸地區(qū)，主要NOR Flash廠商包括兆易創(chuàng)新、普冉股份、北京君正、東芯股份、恒爍股份等。
02、存量應用市場
按照容量大小，可將NOR Flash分為三類：32Mb以下為小容量，能夠實現(xiàn)簡單的代碼執(zhí)行功能，主要用于PC主板、機頂盒、路由器、普通藍牙耳機、AMOLED、TDDI、可穿戴設備和安防監(jiān)控等產品；32Mb-128Mb為中等容量，能夠實現(xiàn)較為復雜的程序執(zhí)行功能，如TWS耳機中的降噪等高級功能；128Mb以上為大容量，適用于功能復雜、需要快速啟動、可靠性要求高的場景，如5G基站、工控和汽車電子。
從近些年的發(fā)展情況來看，小容量和中等容量NOR Flash主要用在存量市場，而大容量產品主要用于增量市場。
從過去幾年，特別是2015-2021年的應用情況來看，NOR Flash在AMOLED、TWS藍牙耳機和TDDI應用市場實現(xiàn)了大幅增長。在這幾年里，NOR Flash市場規(guī)模保持穩(wěn)定增長，2021年市場規(guī)模達到28.84億美元，同比增長了15.36%。
由于工藝原因，AMOLED存在亮度均勻性和殘像兩大難題，需要進行補償，補償方法分為內部補償和外部補償。內部補償的效果不好，難以解決殘像問題；外部補償則具有像素結構簡單，驅動速度快和補償范圍大的優(yōu)點，是實際應用中的首選。外部補償時，需要外掛一顆NOR Flash，以避免AMOLED面板的藍色光會隨時間消退的問題。過去幾年，AMOLED在智能手機中的應用越來越普遍，這就帶動了中端NOR Flash需求的增長，其復合增速達到了24%。
據CINNO Research統(tǒng)計，2021年，中國市場智能手機AMOLED面板出貨約6.68億片，同比增長36.3%，對于高端手機來說，AMOLED已經成為標配的顯示面板，而且，隨著產品價格的不斷下降，AMOLED還在向低價手機領域滲透。不同像素的AMOLED面板，所需的NOR Flash容量不同，F(xiàn)ull HD需要8Mb產品，QHD則需使用16Mb-32Mb的，這些NOR Flash單價在0.2- 0.4美元之間。
與傳統(tǒng)耳機相比，TWS藍牙耳機功能較多，需要存儲更多固件和代碼程序，需要外擴一顆串行NOR Flash。以安卓手機用TWS耳機為例，一般采用8Mb或16Mb的NOR Flash，隨著功能增多，需要用到32Mb、64Mb、128Mb，甚至256Mb的。
據Counterpoint research統(tǒng)計，2021年，全球TWS耳機銷量為3億個，同比增長24%，帶來了超過6億個NOR Flash芯片的市場需求，Counterpoint research預測2020-2025年TWS耳機出貨量的CAGR達21%。與此同時，所用的NOR Flash容量不斷提升，例如，2019年基于高通平臺的TWS耳機以采用32Mb NOR Flash為主，而2021年的最大使用容量已達到128Mb。伴隨著容量的升級，芯片的ASP也保持增長。
TDDI是觸控與顯示驅動集成的縮寫，它將原本分離的手機觸控IC和顯示IC整合成了SoC。由于TDDI觸控功能編碼所需容量較大，需要外掛一個NOR Flash進行存儲，并輔助TDDI進行參數調整。
03、增量應用市場
據Valuates Reports統(tǒng)計，2022年，全球NOR Flash市場規(guī)模約為33億美元，未來，要想保持增長，除了在上述的存量市場保持穩(wěn)定增長，還需要增量市場的加速推動，特別是5G基站、汽車電子和智能可穿戴設備。
下面看一下這三大增量市場的情況。
由于5G基站運行環(huán)境較為特殊（運行溫度范圍-40℃～105℃，至少保證10年以上壽命），相應的NOR Flash需要滿足高容量+高性能+高可靠性的工業(yè)級標準。
在5G基站中，系統(tǒng)在每次啟動時，F(xiàn)PGA和SoC都需要進行配置。不同于NAND Flash和SD卡，NOR Flash可以在5G設備的初始響應和啟動時提供更高可靠性和更低延時的啟動配置支持。NOR Flash負責存儲FPGA的配置過程控制、串行周邊接口通信等信息。一般情況下，基站AAU/BBU需要搭載6-10個512Mb-2Gb的NOR Flash。
隨著全球5G建設不斷推進，對大容量NOR Flash的需求也將呈現(xiàn)快速增長態(tài)勢。但是，全球能生產5G基站用NOR Flash的廠商并不多，目前，全球生產5G基站的廠商，大約有八成向旺宏下訂單。這種情況下，無論是市場，還是對廠商來說，這一領域都有很大的增長空間。
汽車電子的快速增長將帶動車用存儲器需求的跟進。汽車中使用的存儲器主要包括DRAM、NAND Flash和NOR Flash，其中，NOR Flash在汽車應用領域的占有率在逐漸提高，目前約為15%。
由于NOR Flash可靠性更好，使得高容量的NOR Flash在汽車電子中被廣泛應用，從最初的車用廣播需要1Mb的低端NOR Flash，發(fā)展到中控系統(tǒng)搭載128Mb~256Mb的產品。隨著越來越多的傳感器和MCU集成到汽車系統(tǒng)中，各功能單元的數據、程序存儲都需要更高性能的閃存。汽車熄火駐車后會立即關閉主控電子系統(tǒng)，而每次發(fā)動則需要快速啟動ADAS系統(tǒng)界面。車載系統(tǒng)的快速啟動需要具備快速讀取代碼的能力，而這正是NOR Flash所擅長的，具備先天優(yōu)勢。
隨著汽車智能化水平的提升，ADAS、車載儀表盤，以及其它汽車電子功能塊，對NOR Flash的需求量越來越大。在ADAS系統(tǒng)中，每個攝像頭都需要1個或多個NOR Flash芯片，平均每個的存儲容量在32-128Mb之間，ADAS系統(tǒng)中的行車記錄、導航、影像、車道偏移警示等功能，普遍需要采用512Mb的NOR Flash。高端ADAS系統(tǒng)需要配置1Gb的，甚至更高容量的NOR Flash。
車規(guī)級芯片對其穩(wěn)定性和可靠性的要求很高，NOR Flash同樣如此。車載應用對NOR Flash的工作溫度區(qū)間要求至少達到-40℃-105℃，還要滿足諸如AEC-Q100的車規(guī)認證。車用NOR Flash的可靠性必須達到0dppm，遠高于消費類應用的100-200dppm。因此，越來越多的廠商在向高端NOR Flash產品線轉移，很重要的一個原因就是看到了未來汽車應用的巨大市場。
智能可穿戴設備將在未來保持強勁的增長態(tài)勢，預計2025年出貨量將達到8億，復合增速超過10%。智能可穿戴設備同樣會對NOR Flash產生大量需求。通常情況下，這些設備需要收集用戶的多種數據，例如位置、心率信息等。另外，還需要向用戶傳輸外部數據，如音樂、視頻、通話等，這些都離不開NOR Flash的支持。
以智能手環(huán)為例，通常情況下，高端智能手表的SoC面積比較大，能夠支持NOR Flash功能內置。相對而言，智能手環(huán)的主控芯片性能較弱，而且SoC面積較小，不足以支持NOR Flash功能內置，需要外掛NOR Flash。
AR/VR也是一大增長點。AR/VR對計算要求相當高，相當于一臺小型PC機，性能較高的AR/VR設備通常需要配置一個容量為64Mb-128Mb的NOR Flash，用于存放AR/VR的啟動系統(tǒng)代碼。例如，VR設備Oculus Rift CV1在頭顯主板中就配有華邦的64Mb NOR Flash，AR設備Magic Leap One主機Lightpack中則配有Cypress的128Mb產品。
未來，物聯(lián)網（IoT）及其相關設備將無處不在，IoT設備數量持續(xù)增長有利于NOR Flash市場保持穩(wěn)定增長。多數IoT設備都需要具備快速反應、低功耗的特性，且多數應用場景都不需要大量存儲內容，這正與NOR Flash的特性匹配。未來，NOR Flash有望替代IoT設備中的NAND Flash。
04、結語
經過前幾年的快速增長，NOR Flash市場在2022年進入寒冬，各大廠商自2022下半年開始逐步減產，一直到2023下半年，庫存才大幅降低，前一段時間，業(yè)界庫存水位平均為3~4周，近期，隨著各種終端需求回升，使得OEM和系統(tǒng)廠商的NOR Flash庫存進一步下降到兩周左右。在這種情況下，從2024年1月開始，廠商勢必增加庫存，這會推升NOR Flash的報價。
進入2024年以后，無論是在智能手機、AMOLED面板、TWS藍牙耳機等存量市場，還是汽車電子、AR/VR等增量市場，需求都開始回暖或放量。另外，大熱的AI系統(tǒng)和應用會在2024年繼續(xù)火爆，特別是邊緣側和終端AI設備，對NOR Flash的需求量會增加，這類應用會帶動每臺設備搭載的NOR Flash用量升級，如從現(xiàn)有的64Mb，增加到256Mb。
在整體市場需求增長的帶動下，NOR Flash市場的絕對數量增長的同時，其相對份額也會提升，特別是在車用領域，它有望分食DRAM和NAND Flash的份額，在原有15%的基礎上進一步提升。