存储芯片行业深度报告：NOR FLASH专题研究与投资逻辑 | 附完整报告下载
报告出品方/作者：方正证券，陈杭
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NOR Flash投资逻辑框架
NOR Flash的供需展望：供需失衡，涨价持续
NOR Flash作为硬件层，支撑着汽车电子、5G、工业领域等方面应用软件层的启动，它的价值不可 取代，特别在一些高可靠性应用场景如汽车电子的存储芯片需要满足AEC-Q100车规认证，5G基站需要满足至少工业级甚至车规级的标准，目前只有NOR的可靠性是符合的，NOR在这些领域中已 经成为了刚需。
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在需求端，无线耳机、汽车电子、AMOLED、5G等领域快速增长，推升NOR芯片需求大幅拉升。
在供给端，中芯国际产能满载，策略上偏向逻辑芯片，旺宏和华邦电产能持续紧张。我们认为，综合来看，将导致NOR出现5%的供给短缺。结合供需分析和市场整体供应方的库存时间由过去的4周降至1周，预计NOR的报价将在未来2个季度上涨5%左右。
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NOR Flash：利基存储器焕发新春
NOR Flash的整体行业地位：利基市场定位
NOR和NAND均属于Flash。但因NOR偏重于性能和可靠性，而不具备成本优势等差异，导致NAND成为主 流的大容量数据存储器，NOR主要应用于系统启动代码和特定只读信息系的存储，属于利基型存储市场。 近年来，国际存储大厂美光和赛普拉斯在NOR领域持续减产，导致了中国台湾的华邦电和旺宏成为了NOR市 场的龙头，中国大陆的兆易创新紧随其后，排名第三。三者合计，市场份额近70%。
NOR Flash需求的必然性及其行业应用
NOR的非易失性、超高读取速度、可片上执行、写入速度慢、和价格昂贵等独特的特性决定了它不适合做大容量存储。自从NAND发明以来，NOR市场空间不断受到挤压，冗余需求被不断挤出。当前系统的代码存储和预设信 息存储媒介成为对NOR的刚需，NOR的存在也成为了一种必然。
作为初始代码的载体，NOR被广泛应用于各个智能化领域。主板BIOS、数字机顶盒、家庭网关、路由器、loT、汽车电子、穿戴式设备、安防监控、人工智能等领域的代码存储媒介中都有NOR。其中，智能穿戴、AMOLED屏、 手机摄像、loT设备、汽车电子、5G基站、增强现实、虚拟现实具备较大增长空间。
从产品设计、制造工艺、封测及应用来看，相比消费类电子，5G基站、汽车电子和工业电子更加考验NOR Flash 的产品可靠性和综合实力。其中，5G基站和汽车电子的NOR都需要至少稳定运行在（-40°C-105°C）的环境。
NOR Flash的供给侧分析：大厂持续减产，供给持续紧张
全球大厂持续减产或退出NOR市场，两岸NOR新增产能十分有限，以及新冠疫情对行业的冲击，将导致 2021年NOR有5%的供给缺口。受到整体库存大幅下降，在5G、汽车电子等需求的强烈推动下，NOR的价格在未来2个季度将上涨5%左右。
三星在2010年完全退出NOR市场，将所有存储产能集中于市场空间更大的NAND和DRAM存储器。美光在2016年取消了8英寸生产线，将全部8英寸和部份12英寸产能转移给NAND。赛普拉斯在2017年出售在美国Bloomington的NOR晶圆厂，同时NOR的协议价格到期，赛普拉斯重新 提高产品价格。旺宏和华邦实际均减产5%-10%。华邦未达成2017年预定的在2019年达产3万片/月产能计划。
中国大陆在2020年受新冠病毒影响，春节后生产人员返岗受限，长江存储和中芯国际节后开工推迟。同 时，中芯国际受实体清单限制，加上近期晶圆代工厂产能吃紧，供给受限。
NOR 需求测分析：七大需求剖析
目前，主流TWS芯片都配置有内置或外接的NOR，用以存储耳机系统代码。内置NOR，即嵌入式Flash， 是将NOR与其他模块一同集成在同一颗SoC上；外置NOR作为单独的存储芯片，存在于IC电路中，与逻 辑模块不在同颗SoC上。
智能手表和智能手环的性能和功能的差异决定了NOR的配置不同。 通常情况下，高端智能手表的主控芯片功能强于智能手环。手表SoC的面积也较大，足够支持NOR内置， 如苹果手表的S6芯片。智能手环则因为主控芯片性能较弱，而且SoC面积较小，不足以支持NOR内置， 常采用外置NOR。
AR/VR作为下一代移动终端计算平台，对计算要求相当高，相当于一台独立的PC机。性能较高的AR/VR设备通常会配置一颗64-128Mb的NOR。AR/VR启动系统的相关代码需要存放 在NOR里。
AMOLED面板生产一致性问题，导致AMOLED面板需要后期外部校准，记录这些问题像素的行列位置和亮度差异值，经过后期计算得出需要补偿的电压/电流值，并将这些信息写入面板模组中外置的NOR。模组IC会根据NOR中的补偿信息，实现一致性的显示效果。外置光学补偿是最常用的Demura。NOR的需求随显示屏分辨率的上升而同步增长。FHD分辨率的AMOLED屏幕通常配置8Mb的NOR，2K 分辨率的AMOLED通常配置16Mb的NOR。
loT设备不需要复杂的计算功能，核心是连接速度。通常，小容量的NOR在loT中被广泛地用于存 储启动和运行系统的操作代码。智能音箱在音乐播放基础功能之外具有基于语音识别的多重功能，通常能够作为智能家居和物联网 入口，并能提供在第三方集成的OEM语音服务。NOR的快速读取有助于减小延迟并加快智能音箱 的启动。Amzon Echo Show的16Mb NOR主要用于存储引导程序和操作系统内核文件。无线路由器作为连接2个或多个网络的硬件设备，在loT中居于核心地位。普联路由器N300 Nano 的8 MB NOR主要用于存储引导程序，开启运行代码。
汽车不同于手机，熄火驻车后立即关闭主控电子系统，而每次发动则需要快速启动ADAS系统界面。车载 系统的快速启动对代码的快速读取有要求，而NOR在此方面具备天然优势。车载应用对NOR的温度区间要求至少达到“-40℃-105℃”，满足诸如AEC-Q100车规认证。车用级 NOR在可靠性要求方面必须达到0dppm，远高于消费类应用的100-200dppm。单台车也可以配置多个独立的ADAS系统，组成更复杂和可靠的自动驾驶系统。单个ADAS系统需相应配置一颗或多颗NOR以实现更复杂的功能，平均NOR容量在32-128Mb之间，高 端ADAS系统可配置1Gb容量的NOR。
5G基站系统受FPGA/SoC调用，FPGA和SoC在每次系统启动时需要进行配置。不同于NAND和 SD卡，NOR可以在5G设备的初始响应和启动时提供更高可靠性和更低延时的启动配置支撑。同时 工业级或车规级的NOR可以运行在（-40°C-105°C）的恶劣环境，并能在市场上存活10年或更长 时间，满足5G基站对产品必须具备“高容量+高性能+高可靠”特性。目前，5G设备中运用的MirrorBit技术与浮栅技术相比支持更大的密度缩放。更高的密度可实现5G 无线基础设施所需的单芯片1Gb和更高密度的NOR产品。每座5G基站中需搭配至少5颗1Gb容量 以上的NOR存储器。
目前智能手机主流摄像头主要在对焦速度和暗光拍摄成像质量上具有一定缺陷。未来消费电子摄像头升级 有3大趋势。1）多摄协同；2）相位对焦或全像素对焦技术提升；3）像素提升。摄像头数量和拍摄质量的升级对企业的图像集成处理能力和精密算法要求提出了更高的要求。NOR作为 专用图像内存将在未来成为标配，成为NOR在消费电子领域的一大增量需求。
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NOR Flash：市场空间及竞争格局剖析
NOR Flash行业：存储行业的利基市场
根据2020年4月SIA发布的数据显示，从销售额来看，2019年全球半导体最大的领域是存储器和逻辑芯 片，每个类别的销售额在2019年均达到1064亿美元，占比均为26%;其次是模拟和微处理器，分别占 据全球半导体行业销售额的13%和11%。存储器中主流的通用型存储器NAND Flash和DRAM市场规 模合计占到存储器市场的98%份额。NOR Flash等其他产品类别占到存储器市场的2%左右，这几种存储器统称为利基型存储器。
目前，中国半导体在主流通用型存储器DRAM和NAND Flash的市场全球市占率比较低。近几年国内 开始涌现一批在NOR Flash利基存储器领域深耕的优秀企业，包括兆易创新，东芯半导体，以及具备 NOR制造能力的中芯国际，武汉新芯等企业。目前深耕于NOR的中国企业预计将成为国产存储器发展 的中坚力量。
NOR Flash全球市场竞争格局：美系产能持续退出
从2010年开始，NOR Flash市场经历了数次洗牌，2017年，Cypress和美光均宣布退出低端NOR Flash市 场，之后便形成了持续至今的五强竞争格局，然而这种格局在今年已经开始快速变化。2019Q2，兆易创 新市场份额首度超越美光成为全球第四大NOR Flash供应商，2019Q3又接着超越Cypress成为全球第三， 并在2020年Q1维持全球第三的市占率。
美系产能持续退出的原因有三：其一是车用电子和工业市场的NOR Flash需求比较一般，美光和Cypress的NOR Flash产品主要应用于这 两个市场，而消费电子市场需求提升明显；其二是旺宏、华邦电和兆易也在不断向车载、工控等市场渗透，美系厂商在市场竞争压力下已有彻底退出 NOR Flash市场的想法，产能规模有不增反降的趋势；其三为维持产品高毛利、开拓更广阔的的市场，三星电子、美光科技等全球闪存芯片巨头已将产品重点转 入市场容量更大的NAND Flash芯片领域。
NOR Flash行业龙头的三大核心竞争力
NOR Flash作为利基市场的核心产品，行业壁垒相较DRAM等较低，国内厂商也相对更容易 进入并占据市场份额。目前，我们认为行业内龙头的核心竞争力主要有以下三点，也是国产 NOR Flash厂商未来要努力的方向。
专注利基型市场，进行市场聚焦，获得细分行业局部优势。
具有完整全面的上下游生态体系，建立了全球经销网络。
培养稳定的客户资源，实现量产下的规模经济优势。
目前NOR Flash全球市场，虽然已形成兆易创新、旺宏（中国台湾）和华邦电子（中国台湾）三足鼎立的格局，但是旺宏、美光、赛普拉斯的大容量NOR Flash的制程已经来到45nm左右，而兆易创新量产55纳米的NOR Flash虽已量产，但目前主要制程仍集中在65nm。
其中，NOR Flash全球市场巨头，中国台湾厂商华邦电子，则一直采用的是利基市场聚焦战略，始终聚焦于NOR Flash。目前，华邦的NOR Flash已经具备通用的SPI界面，容量覆盖从512Kb到512Mb，具有小容量分割的可擦除区块与业界最高的操作效能。未来华邦将继续推进NOR Flash的先进制程，提高存储密度，不断挖掘利基市场潜力，巩固其全球领导地位。
目前，行业主流NOR Flash产品的工艺节点是65nm，其中Cypress和美光技术节点较为领先，到了45nm，旺宏目前最先进的制程是48nm，华邦为58nm，国内兆易创新有少量55nm工艺节点的产品。
目前，多家国内厂商推出50nm NOR Flash新品，武汉新芯宣布50nm XM25QWxxC系列产品全线量产，东芯半导体48nm NOR Flash产品已经开始给客户送样测试，预计下半年开始量产。恒烁半导体50nm 128Mb NOR Flash芯片客户验证已经通过，2020年第四季度也会在很多应用市场大量出货。n NOR Flash市场中的核心竞争优势也体现在了厂商能否在量产下实现规模经济上，这决定了厂商能否降低单位NOR Flash产品的生产成本、研发成本以及建厂及生产设备等的固定成本。
从目前的全球市场格局发展趋势来看，国际存储器龙头纷纷退出NOR Flash和SLC NAND中低端市场，留下的市场缺口竞争中，兆易创新凭借Fabless模式，快速的抢占市场。而旺宏、华邦电子均采用业务覆盖集成电路的设计、制造、封装和测试所有环节的IDM模式，受制于IDM模式，扩产量较小。这也说明，国产厂商的市场的参与空间依然很大，能够通过满足市场需求实现产品量产降低总成本而获得这一优势。
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