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天灾“带货”,NOR Flash想不升都难

半导体行业观察

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(图片来源:摄图网)

作者|畅秋  来源|半导体行业观察(ID:icbank)

近期天灾不断,首先是日本地震,对瑞萨(Renesas)的晶圆厂产生了不小的影响,就在本周,美国德州大雪,导致当地大范围停电,造成位于奥斯汀的三星、恩智浦(NXP)、英飞凌(Infineon)晶圆厂停摆,让原本已经供给严重吃紧的芯片产能短缺情况雪上加霜,特别是车用芯片和MCU,受到的影响最大,缺货状况恐怕将更为严重。

在众多受影响的芯片中,NOR Flash似乎不突出,但由于近两年新应用的爆发式增长,对NOR Flash需求量大增,其市场影响力也在短时间内快速提升,越来越受到业界的关注。

目前,全球90%的NOR Flash市场被旺宏、华邦电、美光、Cypress(已经被英飞凌收购)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。

应用驱动力

那么,为什么NOR Flash芯片如此紧俏呢?这与其应用市场有着紧密的关系。

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。

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。

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。

TWS蓝牙耳机

在过去两年里,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。

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年达到了7.8亿个。

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。

汽车电子和5G

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,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。

过去两年,已有不少厂商陆续受惠5G市场发展,今年,相关厂商的感受会更明显,预计全球5G相关商机将在2021年达到最高峰。

市场近况及动向

正是由于以上这些应用的驱动,才使得NOR Flash的市场规模不断扩大。而产能吃紧,以及突如其来的天灾,使得NOR Flash的供需矛盾愈加突出。

此次,在美国德州雪灾的影响下,Cypress的NOR Flash产能也停摆了。据悉,英飞凌奥斯汀8英寸晶圆厂的NOR Flash产能,约占全球市场的5%,在被迫停产的情况下,将对市场价格造成影响。

自2020年第四季度以来,全球NOR Flash供给就一直处于吃紧状态,且供不应求情况持续加剧。NOR Flash主要厂商,如华邦电今年上半年的NOR Flash产能已爆满,价格持续上涨,首季涨幅达到7%-10%,预计第二、三季度涨幅约为10%,且下半年产能大概率持续满载。

据《电子时报》报道,市场传出,由于NOR Flash供应吃紧,苹果近期找上华邦电要求支援产能,后者有望在落选后再次打入AirPods Pro供应新单。华邦电对此表示不对客户订单与价格置评,仅称全年NOR Flash市况展望乐观。

自苹果去年宣布从iPhone 12系列起不再随机附赠耳机以来,AirPods销售需求扶摇直上,再加上5G手机搭载OLED面板渗透率上升,NOR Flash产能呈现供不应求,2021年第一季度产业链供给吃紧,市场预期,NOR Flash价格有望涨到第三季度,全年涨幅将达到20-30%。

编者按:本文转载自微信公众号:半导体行业观察(ID:icbank),作者:畅秋


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