关于SPI NorFlash行业与热门应用市场分析和介绍

什么是SPI NOR FLASH？

NOR Flash是一种非易失闪存技术，是Intel在1988年创建。NOR和NAND是现在市场上两种主要的非易失闪存技术。Intel于1988年首先开发出NOR flash技术，彻底改变了原先由EPROM和EEPROM一统天下的局面。紧接着，1989年，东芝公司发表了NAND flash结构，强调降低每比特的成本，更高的性能，并且象磁盘一样可以通过接口轻松升级。但是经过了十多年之后，仍然有相当多的硬件工程师分不清NOR和NAND闪存。

像“flash存储器”经常可以与相“NOR存储器”互换使用。许多业内人士也搞不清楚NAND闪存技术相对于NOR技术的优越之处，因为大多数情况下闪存只是用来存储少量的代码，这时NOR闪存更适合一些。而NAND则是高数据存储密度的理想解决方案。

NOR的特点是芯片内执行(XIP, eXecute In Place)，这样应用程序可以直接在flash闪存内运行，不必再把代码读到系统RAM中。NOR的传输效率很高，在1～4MB的小容量时具有很高的成本效益，但是很低的写入和擦除速度大大影响了它的性能。

NAND结构能提供极高的单元密度，可以达到高存储密度，并且写入和擦除的速度也很快。应用NAND的困难在于flash的管理需要特殊的系统接口。

SPI NOR FLASH行业应用初探

目前全球90%市场在前5大Nor flash公司，他们是：美光、旺宏、华邦、CYPRESS（已收购***宜杨科技）、兆易创新。其他的百分之十的市场被国内的XMC（武汉新芯）、PUYA（普冉）、BOYA（博雅）、YICHU（易储）、XTX（芯天下）和其他品牌等占有。涉及的行业应用涵盖了：玩具、手机、数码相机、电脑、家电、数字机顶盒（DVB、DAB）、安防、蓝牙音响、智能硬件、iOT、AI应用、汽车电子、工控应用等行业。

NorFlash目前的晶圆厂有：台积电、华润上华、联华电子、和舰科技、华虹NEC、华力微电子、武汉新芯、中芯国际等，前几大封装测试厂有：日月光、安靠封测、矽品科技、京隆科技、南通富士通、华润安盛、天水华天等。

大数据运算和AI的广泛渗透性应用，并对侧端的数据运算和储存有更高的需求，IC Insights预计，从现在到2021年，存储器价格平均每年都将上涨1.8%，2017全球存储器市场规模将达到853亿美元，同比增长10%，此后几年存储器市场都将保持健康的增长态势，于2020年达到1000亿美元的规模，2021年可能接近1100亿美元左右，年均增速7.3%，比集成电路整体市场年复合增长率高2.4个百分点。鉴于NorFlash的特性，更多的MCU及DSP需要配备大容量的NorFlash是的需求暴涨。

就拿Norflash的热门应用智能音箱来说（每个智能音箱上最少一颗NorFlash），市场分析公司Canalys发布一份智能音箱报告预测，指出2017年全球智能音箱销量突破3000万台，也验证了智东西在去年11月份结合产业链消息做出的预测。它进一步预测，到今年年底智能音箱全球出货量将达到5630万台，并称2018年将是智能音箱普及的“决定性年份”。那国内的智能音箱又是什么情况呢？

随着互联网巨头的相继涌入，语音交互生态相继建立；尽管未达到“百箱大战”，也有数十款智能音箱产品推出；整个市场规模已初出茅庐达到百万量级，用户认知初步教育，市场前景广阔；产业链各个环节都诞生数家优质企业，专用语音芯片、优质的方案商、语音技术提供商百花齐放，产能逐渐扩大，呈现欣欣向荣之态。数十家智能音箱产品涌入，产品性能逐步稳定，且呈多样化发展。2017年尤其是下半年智能音箱玩家纷纷入局，从互联网巨头的阿里、百度、京东到手机厂商的小米、老牌制造业厂商联想、海尔、国际音频巨头索尼和Sonos、移动运营商中国移动和中国电信再到智能硬件创业公司出门问问、Rokid、互联网内容公司喜马拉雅等纷纷抛出自家品牌的智能音箱，智能音箱已成为一款跨行业跨领域的产品。此外还有一些面向B端并不为大家所知的创业公司如我哥们的公司迪韵科技（mediawin）及问之科技、彩易生活等也推出了智能音箱方案及产品，未来会有更多的传统蓝牙音箱、传统音箱行业涌入，据行业内部人士透露2018年的智能音箱总出货量要超过2亿台。

SPI NorFlash这两年的热门应用就是手机全面屏触控显示电路TDDI AMOLED对8Mb（Full HD）或者32Mb（QHD），18年的市场空间在2.4亿美金左右，考虑到一部分驱动IC嵌入了NorFlash，但是因为芯片的高压制程不同（12V和28V）所以很大的一部分要外挂NorFlash。

SPI NorFlash/SPI NandFlash应用市场

路由器市场也是增量恐怖。国内高速宽带建设正在如火如荼进行，运营商不断提速降费，有些城市的家庭宽带已经50M起步，100M和200M宽带越来越多的进入家庭，甚至千兆宽带已经开始支持办理。面对高速宽带网络，老旧的无线路由器不能让用户在移动端畅享高速上网，将被淘汰。能够支持光纤宽带高速无线路由器，迎来了"改朝换代"的良机。路由器国际前几个品牌：网件、华硕、谷歌、Linksys、TP-LINK、UBNT、TP-link、D-link、腾达、华为、斐讯、小米、360、极路由、荣耀、磊科、水星等，全球出货量最大的公司非TP-link莫属，这两年也开始进军光猫市场（我家里用的光猫就是TP-link品牌的），第二大品牌就是华硕了。这里不可忽视的2、3线品牌的出货量也是非常恐怖，有家路由器厂家（B-link）出货量在每个月3-4KK左右。数据显示， 2017 年上半年家用路由器整体销量占比近17.8%，较 2016 上半年销量增长1.2%，增长明显;较 2015 上半年销量增长7.9%;较 2014 上半年销量增长15.8%，连续四年保持高速增长状态，智能路由器市场保持了良好的增长势头，并加速向纵深发展，产品更新换代速度也不断加快。2016年-2017年千兆路由器增长36%，随着千兆宽带的普及，路由器升级换代会愈演愈烈。随着路由器功能的增加，SPI NorFlash的容量有的厂家已经用到256Mb了，智能路由器用到更大容量的1Gb-2Gb的SPI NandFlash。

电子教学与智能玩具市场：目前SPI NorFlash用在玩具上面主要集中在幼教发声玩具、电动智能玩具（机器人、机器动物等）、原来的应用主要是用OTP（One Time Programmable 一次性可编程）语音IC，随着玩具的功能越来越多，AI语音识别的应用，庞大的侧端数据应用对Flash程序容量需求大增，通常这类玩具会用DSP+外挂SPI NorFlash+MCU的组合来实现功能需求。目前使用的SPI NorFlash容量从4Mb-128Mb均有。早期国内的SPI NorFlash因为抗干扰能力较差，应用在带马达的玩具里面经常会出现丢程序和程序跑飞死机的情况，大多数这类应用不敢使用国产品牌，但随着国内设计能力的提高这类问题很少发生了。有趣的是现在有些客户还会问“你们的Flash能用在有马达的玩具上吗”？看来不少人真是在这个问题上栽过跟头。玩具上的基本应用可以用单通或者双通普通传输速度的芯片，但是在一些功能复杂或者需要录音时延很小的应用上就需要快速的四通道芯片。SPI NorFlash的工作电压分为1.8V/3.3V两种，在应用的时候根据供电情况千万不能选错。

音响市场：主要应用在音响设备的数码回声处理部分，DSP+SPI NorFlash（64Mb主流应用），以前的音响的kalaok主要用模拟回声处理芯片以***普诚科技的芯片最为出名，随着DSP（主流芯片为***建荣科技的DSP）和存储芯片的广泛应用单价目前也很低，所以目前主流带kalaok的功放及广场舞kalaok机器都用数码回声电路。还有个应用就是舞台音响的防回啸电路也用到DSP+SPI NorFlash。目前也有大量的数字调音台也大量用到SPI NorFlash芯片。

NorFlash市场在未来几年预计维持在两位数以上增长，中性预期下未来几年产能小幅稳健提升。

NorFlash的供给关系：

从供给角度整体收缩，美光逐步退出市场，CYPRESS退出中低容量，台系与大陆厂商进行扩产。中性预期下我们预计17/18/19年全球NOR的产能在20.16/22.95/25.98万片/月，YOY分别为-5.81%/13.84%/13.22%。

美光已经停产其生产NOR的8寸产线，对应月产能2万片/月，而我们预计其另一条月产能1.2万片/月，生产汽车和工控产品的12寸线也有可能在未来几年退出。

另一方面，CYPRESS近期也宣布持续退出中低容量的NOR，转而专注汽车与工控领域。2017年的CYPRESS分析师见面会， CEO Hassane El-Khoury声明公司NOR的目标是维持毛利率在50%，而传统应用毛利率普遍在25%左右（兆易创新存储部分2016年毛利率25%；旺宏2016年毛利率24 %），因此公司将会专注于汽车与工控等高端市场。CYPRESS此前已经退出部分传统市场，对应8000万美元的市场规模，预计未来2-4年将会将其产能减少至50%以下。

而另一方面，***和大陆预计未来将会持续扩产，抢占市场。根据华邦电、旺宏、力晶等台系大厂未来几年都有明确的扩产计划，其中力晶甚至会逐步将LCD驱动IC转移至合肥厂生产，空余产能生产NOR，最高产能高达2.4万片/月（12寸）。而对于大陆NOR扩产，我们持有谨慎关注态度，与竞争对手不同，国内NOR生产主要由代工厂生产，而NOR一般是毛利率最低的产品，代工厂一般不会主动加大NOR的产能，另一方面国内NOR大厂武汉新芯上游硅片受到日系厂商限制，预计今明两年对大陆NOR总供给产生影响，产能的供给侧还有个大鳄不容忽视那就是兆易创新（GD）的12寸晶圆厂，10月27日，兆易创新发布关于签署合作协议的公告，公告称为进一步推动发展，兆易创新与合肥市产业投资控股（集团）有限公司（以下简称“合肥产投”）于10月26日签署了《关于存储器研发项目之合作协议》（以下简称“《合作协议》”），约定双方在安徽省合肥市经济技术开发区合作开展工艺制程19nm存储器的12英寸晶圆存储器（含DRAM等）研发项目（以下简称“项目”），项目预算约为180亿元人民币。因此，综合以上信息，假定不存在新的进入者，中性预期下我们预计17/18/19年全球NOR的产能在20.16/22.95/25.98万片/月（该数据不包括GD合肥的19nm的晶圆厂量产的产能，预计量产时间要在2020年以后才会影响供给侧），YOY分别为-5.81%/13.84%/13.22%。

随着国内IC设计公司涌入存储产品领域，进口SPI NorFlash的中低端应用将全面退出中国，而在汽车电子、工业控制、机器人应用、航空航天、军工产品等领域的应用，国外的产品还将占据一定份额，但我相信随着国内人才的递增、海龟行业精英的归来和国家政策的扶持，我们一定会占领行业制高点！