閃存芯片將掀起新一輪漲價潮

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(yīng)鏈人士透露，2024 年 1 月，預(yù)計(jì) 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(dá)到 10%。

過去幾年，隨著整個半導(dǎo)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(chǎn)能卻在持續(xù)提升，導(dǎo)致當(dāng)年的價格進(jìn)入下行周期。經(jīng)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(zhuǎn)，第三季度的營收增速仍在提升，從那時起，NOR Flash 市場進(jìn)入了上行周期。

當(dāng)時，主要增長動力是智能手機(jī)用的 AMOLED 和 TDDI，以及物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)應(yīng)用的增長。在供給端，美光等大廠逐步淡出 NOR Flash，擴(kuò)產(chǎn)有限，導(dǎo)致供需缺口持續(xù)擴(kuò)大，使得 NOR Flash 價格大幅上漲。當(dāng)時，Cypress（已經(jīng)被英飛凌收購）和旺宏等大廠的產(chǎn)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(dǎo)體市場進(jìn)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(jìn)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(dāng)年 NAND Flash 產(chǎn)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(fù)蘇，NOR Flash 也迎來了新一輪增長，特別是新興的 AI 邊緣側(cè)設(shè)備需求不斷增長，為 NOR Flash 開辟了新的增長空間。

小而精的 NOR Flash

NOR Flash 是一種基于 NOR 門結(jié)構(gòu)的閃存，NOR 是邏輯門電路中的「或非」門。NOR Flash 具有并行訪問結(jié)構(gòu)，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(jī)訪問能力，適用于執(zhí)行代碼和讀取關(guān)鍵數(shù)據(jù)。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(nèi)執(zhí)行（XIP）等優(yōu)點(diǎn)，適合用作執(zhí)行代碼和存儲需要低延遲和高可靠性的關(guān)鍵數(shù)據(jù)應(yīng)用。NOR Flash 的應(yīng)用范圍很廣，包括手機(jī)，PC，可穿戴電子設(shè)備，以及汽車、安防、工控、基站、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)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(yīng)商，占據(jù)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(jù) 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。

存量應(yīng)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?qū)崿F(xiàn)簡單的代碼執(zhí)行功能，主要用于 PC 主板、機(jī)頂盒、路由器、普通藍(lán)牙耳機(jī)、AMOLED、TDDI、可穿戴設(shè)備和安防監(jiān)控等產(chǎn)品；32Mb-128Mb 為中等容量，能夠?qū)崿F(xiàn)較為復(fù)雜的程序執(zhí)行功能，如 TWS 耳機(jī)中的降噪等高級功能；128Mb 以上為大容量，適用于功能復(fù)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(chǎn)品主要用于增量市場。

從過去幾年，特別是 2015-2021 年的應(yīng)用情況來看，NOR Flash 在 AMOLED、TWS 藍(lán)牙耳機(jī)和 TDDI 應(yīng)用市場實(shí)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(dá)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(jìn)行補(bǔ)償，補(bǔ)償方法分為內(nèi)部補(bǔ)償和外部補(bǔ)償。內(nèi)部補(bǔ)償?shù)男Ч缓?，難以解決殘像問題；外部補(bǔ)償則具有像素結(jié)構(gòu)簡單，驅(qū)動速度快和補(bǔ)償范圍大的優(yōu)點(diǎn)，是實(shí)際應(yīng)用中的首選。外部補(bǔ)償時，需要外掛一顆 NOR Flash，以避免 AMOLED 面板的藍(lán)色光會隨時間消退的問題。過去幾年，AMOLED 在智能手機(jī)中的應(yīng)用越來越普遍，這就帶動了中端 NOR Flash 需求的增長，其復(fù)合增速達(dá)到了 24%。

據(jù) CINNO Research 統(tǒng)計(jì)，2021 年，中國市場智能手機(jī) AMOLED 面板出貨約 6.68 億片，同比增長 36.3%，對于高端手機(jī)來說，AMOLED 已經(jīng)成為標(biāo)配的顯示面板，而且，隨著產(chǎn)品價格的不斷下降，AMOLED 還在向低價手機(jī)領(lǐng)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(chǎn)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(jī)相比，TWS 藍(lán)牙耳機(jī)功能較多，需要存儲更多固件和代碼程序，需要外擴(kuò)一顆串行 NOR Flash。以安卓手機(jī)用 TWS 耳機(jī)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(jù) Counterpoint research 統(tǒng)計(jì)，2021 年，全球 TWS 耳機(jī)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(yù)測 2020-2025 年 TWS 耳機(jī)出貨量的 CAGR 達(dá) 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(jī)以采用 32Mb NOR Flash 為主，而 2021 年的最大使用容量已達(dá)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(qū)動集成的縮寫，它將原本分離的手機(jī)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(jìn)行存儲，并輔助 TDDI 進(jìn)行參數(shù)調(diào)整。

增量應(yīng)用市場

據(jù) Valuates Reports 統(tǒng)計(jì)，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(shè)備。

下面看一下這三大增量市場的情況。

由于 5G 基站運(yùn)行環(huán)境較為特殊（運(yùn)行溫度范圍-40℃～105℃，至少保證 10 年以上壽命），相應(yīng)的 NOR Flash 需要滿足高容量+高性能+高可靠性的工業(yè)級標(biāo)準(zhǔn)。

在 5G 基站中，系統(tǒng)在每次啟動時，F(xiàn)PGA 和 SoC 都需要進(jìn)行配置。不同于 NAND Flash 和 SD 卡，NOR Flash 可以在 5G 設(shè)備的初始響應(yīng)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(fù)責(zé)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(shè)不斷推進(jìn)，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(chǎn) 5G 基站用 NOR Flash 的廠商并不多，目前，全球生產(chǎn) 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(lǐng)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(jìn)。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(yīng)用領(lǐng)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(yīng)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(chǎn)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(shù)據(jù)、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(guān)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(dǎo)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(yīng)用對 NOR Flash 的工作溫度區(qū)間要求至少達(dá)到-40℃-105℃，還要滿足諸如 AEC-Q100 的車規(guī)認(rèn)證。車用 NOR Flash 的可靠性必須達(dá)到 0dppm，遠(yuǎn)高于消費(fèi)類應(yīng)用的 100-200dppm。因此，越來越多的廠商在向高端 NOR Flash 產(chǎn)品線轉(zhuǎn)移，很重要的一個原因就是看到了未來汽車應(yīng)用的巨大市場。

智能可穿戴設(shè)備將在未來保持強(qiáng)勁的增長態(tài)勢，預(yù)計(jì) 2025 年出貨量將達(dá)到 8 億，復(fù)合增速超過 10%。智能可穿戴設(shè)備同樣會對 NOR Flash 產(chǎn)生大量需求。通常情況下，這些設(shè)備需要收集用戶的多種數(shù)據(jù)，例如位置、心率信息等。另外，還需要向用戶傳輸外部數(shù)據(jù)，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(nèi)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(nèi)置，需要外掛 NOR Flash。

AR/VR 也是一大增長點(diǎn)。AR/VR 對計(jì)算要求相當(dāng)高，相當(dāng)于一臺小型 PC 機(jī)，性能較高的 AR/VR 設(shè)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(shè)備 Oculus Rift CV1 在頭顯主板中就配有華邦的 64Mb NOR Flash，AR 設(shè)備 Magic Leap One 主機(jī) Lightpack 中則配有 Cypress 的 128Mb 產(chǎn)品。

未來，物聯(lián)網(wǎng)（IoT）及其相關(guān)設(shè)備將無處不在，IoT 設(shè)備數(shù)量持續(xù)增長有利于 NOR Flash 市場保持穩(wěn)定增長。多數(shù) IoT 設(shè)備都需要具備快速反應(yīng)、低功耗的特性，且多數(shù)應(yīng)用場景都不需要大量存儲內(nèi)容，這正與 NOR Flash 的特性匹配。未來，NOR Flash 有望替代 IoT 設(shè)備中的 NAND Flash。

結(jié)語

經(jīng)過前幾年的快速增長，NOR Flash 市場在 2022 年進(jìn)入寒冬，各大廠商自 2022 下半年開始逐步減產(chǎn)，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(jìn)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(jìn)入 2024 年以后，無論是在智能手機(jī)、AMOLED 面板、TWS 藍(lán)牙耳機(jī)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(yīng)用會在 2024 年繼續(xù)火爆，特別是邊緣側(cè)和終端 AI 設(shè)備，對 NOR Flash 的需求量會增加，這類應(yīng)用會帶動每臺設(shè)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(shù)量增長的同時，其相對份額也會提升，特別是在車用領(lǐng)域，它有望分食 DRAM 和 NAND Flash 的份額，在原有 15% 的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提升。