什么是SPI NOR FLASH？

NOR Flash是一種非易失閃存技術(shù)，是Intel在1988年創(chuàng)建。NOR和NAND是現(xiàn)在市場上兩種主要的非易失閃存技術(shù)。Intel于1988年首先開發(fā)出NOR flash技術(shù)，徹底改變了原先由EPROM和EEPROM一統(tǒng)天下的局面。緊接著，1989年，東芝公司發(fā)表了NAND flash結(jié)構(gòu)，強調(diào)降低每比特的成本，更高的性能，并且象磁盤一樣可以通過接口輕松升級。但是經(jīng)過了十多年之后，仍然有相當多的硬件工程師分不清NOR和NAND閃存。

像“flash存儲器”經(jīng)?？梢耘c相“NOR存儲器”互換使用。許多業(yè)內(nèi)人士也搞不清楚NAND閃存技術(shù)相對于NOR技術(shù)的優(yōu)越之處，因為大多數(shù)情況下閃存只是用來存儲少量的代碼，這時NOR閃存更適合一些。而NAND則是高數(shù)據(jù)存儲密度的理想解決方案。

NOR的特點是芯片內(nèi)執(zhí)行(XIP,eXecute In Place)，這樣應(yīng)用程序可以直接在flash閃存內(nèi)運行，不必再把代碼讀到系統(tǒng)RAM中。NOR的傳輸效率很高，在1～4MB的小容量時具有很高的成本效益，但是很低的寫入和擦除速度大大影響了它的性能。

NAND結(jié)構(gòu)能提供極高的單元密度，可以達到高存儲密度，并且寫入和擦除的速度也很快。應(yīng)用NAND的困難在于flash的管理需要特殊的系統(tǒng)接口。

SPI NOR FLASH行業(yè)應(yīng)用初探

目前全球90%市場在前5大Nor flash公司，他們是：美光、旺宏、華邦、CYPRESS（已收購***宜楊科技）、兆易創(chuàng)新。其他的百分之十的市場被國內(nèi)的XMC（武漢新芯）、PUYA（普冉）、BOYA（博雅）、YICHU（易儲）、XTX（芯天下）和其他品牌等占有。涉及的行業(yè)應(yīng)用涵蓋了：玩具、手機、數(shù)碼相機、電腦、家電、數(shù)字機頂盒（DVB、DAB）、安防、藍牙音響、智能硬件、iOT、AI應(yīng)用、汽車電子、工控應(yīng)用等行業(yè)。

NorFlash目前的晶圓廠有：臺積電、華潤上華、聯(lián)華電子、和艦科技、華虹NEC、華力微電子、武漢新芯、中芯國際等，前幾大封裝測試廠有：日月光、安靠封測、矽品科技、京隆科技、南通富士通、華潤安盛、天水華天等。

大數(shù)據(jù)運算和AI的廣泛滲透性應(yīng)用，并對側(cè)端的數(shù)據(jù)運算和儲存有更高的需求，IC Insights預(yù)計，從現(xiàn)在到2021年，存儲器價格平均每年都將上漲1.8%，2017全球存儲器市場規(guī)模將達到853億美元，同比增長10%，此后幾年存儲器市場都將保持健康的增長態(tài)勢，于2020年達到1000億美元的規(guī)模，2021年可能接近1100億美元左右，年均增速7.3%，比集成電路整體市場年復(fù)合增長率高2.4個百分點。鑒于NorFlash的特性，更多的MCU及DSP需要配備大容量的NorFlash是的需求暴漲。

就拿Norflash的熱門應(yīng)用智能音箱來說（每個智能音箱上最少一顆NorFlash），市場分析公司Canalys發(fā)布一份智能音箱報告預(yù)測，指出2017年全球智能音箱銷量突破3000萬臺，也驗證了智東西在去年11月份結(jié)合產(chǎn)業(yè)鏈消息做出的預(yù)測。它進一步預(yù)測，到今年年底智能音箱全球出貨量將達到5630萬臺，并稱2018年將是智能音箱普及的“決定性年份”。那國內(nèi)的智能音箱又是什么情況呢？

隨著互聯(lián)網(wǎng)巨頭的相繼涌入，語音交互生態(tài)相繼建立；盡管未達到“百箱大戰(zhàn)”，也有數(shù)十款智能音箱產(chǎn)品推出；整個市場規(guī)模已初出茅廬達到百萬量級，用戶認知初步教育，市場前景廣闊；產(chǎn)業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)都誕生數(shù)家優(yōu)質(zhì)企業(yè)，專用語音芯片、優(yōu)質(zhì)的方案商、語音技術(shù)提供商百花齊放，產(chǎn)能逐漸擴大，呈現(xiàn)欣欣向榮之態(tài)。數(shù)十家智能音箱產(chǎn)品涌入，產(chǎn)品性能逐步穩(wěn)定，且呈多樣化發(fā)展。2017年尤其是下半年智能音箱玩家紛紛入局，從互聯(lián)網(wǎng)巨頭的阿里、百度、京東到手機廠商的小米、老牌制造業(yè)廠商聯(lián)想、海爾、國際音頻巨頭索尼和Sonos、移動運營商中國移動和中國電信再到智能硬件創(chuàng)業(yè)公司出門問問、Rokid、互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容公司喜馬拉雅等紛紛拋出自家品牌的智能音箱，智能音箱已成為一款跨行業(yè)跨領(lǐng)域的產(chǎn)品。此外還有一些面向B端并不為大家所知的創(chuàng)業(yè)公司如我哥們的公司迪韻科技（mediawin）及問之科技、彩易生活等也推出了智能音箱方案及產(chǎn)品，未來會有更多的傳統(tǒng)藍牙音箱、傳統(tǒng)音箱行業(yè)涌入，據(jù)行業(yè)內(nèi)部人士透露2018年的智能音箱總出貨量要超過2億臺。

SPI NorFlash這兩年的熱門應(yīng)用就是手機全面屏觸控顯示電路TDDI AMOLED對8Mb（Full HD）或者32Mb（QHD），18年的市場空間在2.4億美金左右，考慮到一部分驅(qū)動IC嵌入了NorFlash，但是因為芯片的高壓制程不同（12V和28V）所以很大的一部分要外掛NorFlash。

SPI NorFlash/SPI NandFlash應(yīng)用市場

路由器市場也是增量恐怖。國內(nèi)高速寬帶建設(shè)正在如火如荼進行，運營商不斷提速降費，有些城市的家庭寬帶已經(jīng)50M起步，100M和200M寬帶越來越多的進入家庭，甚至千兆寬帶已經(jīng)開始支持辦理。面對高速寬帶網(wǎng)絡(luò)，老舊的無線路由器不能讓用戶在移動端暢享高速上網(wǎng)，將被淘汰。能夠支持光纖寬帶高速無線路由器，迎來了"改朝換代"的良機。路由器國際前幾個品牌：網(wǎng)件、華碩、谷歌、Linksys、TP-LINK、UBNT、TP-link、D-link、騰達、華為、斐訊、小米、360、極路由、榮耀、磊科、水星等，全球出貨量最大的公司非TP-link莫屬，這兩年也開始進軍光貓市場（我家里用的光貓就是TP-link品牌的），第二大品牌就是華碩了。這里不可忽視的2、3線品牌的出貨量也是非常恐怖，有家路由器廠家（B-link）出貨量在每個月3-4KK左右。數(shù)據(jù)顯示，2017 年上半年家用路由器整體銷量占比近17.8%，較2016 上半年銷量增長1.2%，增長明顯;較2015 上半年銷量增長7.9%;較2014 上半年銷量增長15.8%，連續(xù)四年保持高速增長狀態(tài)，智能路由器市場保持了良好的增長勢頭，并加速向縱深發(fā)展，產(chǎn)品更新?lián)Q代速度也不斷加快。2016年-2017年千兆路由器增長36%，隨著千兆寬帶的普及，路由器升級換代會愈演愈烈。隨著路由器功能的增加，SPI NorFlash的容量有的廠家已經(jīng)用到256Mb了，智能路由器用到更大容量的1Gb-2Gb的SPI NandFlash。

電子教學(xué)與智能玩具市場：目前SPI NorFlash用在玩具上面主要集中在幼教發(fā)聲玩具、電動智能玩具（機器人、機器動物等）、原來的應(yīng)用主要是用OTP（One Time Programmable 一次性可編程）語音IC，隨著玩具的功能越來越多，AI語音識別的應(yīng)用，龐大的側(cè)端數(shù)據(jù)應(yīng)用對Flash程序容量需求大增，通常這類玩具會用DSP+外掛SPI NorFlash+MCU的組合來實現(xiàn)功能需求。目前使用的SPI NorFlash容量從4Mb-128Mb均有。早期國內(nèi)的SPI NorFlash因為抗干擾能力較差，應(yīng)用在帶馬達的玩具里面經(jīng)常會出現(xiàn)丟程序和程序跑飛死機的情況，大多數(shù)這類應(yīng)用不敢使用國產(chǎn)品牌，但隨著國內(nèi)設(shè)計能力的提高這類問題很少發(fā)生了。有趣的是現(xiàn)在有些客戶還會問“你們的Flash能用在有馬達的玩具上嗎”？看來不少人真是在這個問題上栽過跟頭。玩具上的基本應(yīng)用可以用單通或者雙通普通傳輸速度的芯片，但是在一些功能復(fù)雜或者需要錄音時延很小的應(yīng)用上就需要快速的四通道芯片。SPI NorFlash的工作電壓分為1.8V/3.3V兩種，在應(yīng)用的時候根據(jù)供電情況千萬不能選錯。

音響市場：主要應(yīng)用在音響設(shè)備的數(shù)碼回聲處理部分，DSP+SPI NorFlash（64Mb主流應(yīng)用），以前的音響的kalaok主要用模擬回聲處理芯片以***普誠科技的芯片最為出名，隨著DSP（主流芯片為***建榮科技的DSP）和存儲芯片的廣泛應(yīng)用單價目前也很低，所以目前主流帶kalaok的功放及廣場舞kalaok機器都用數(shù)碼回聲電路。還有個應(yīng)用就是舞臺音響的防回嘯電路也用到DSP+SPI NorFlash。目前也有大量的數(shù)字調(diào)音臺也大量用到SPI NorFlash芯片。

NorFlash市場在未來幾年預(yù)計維持在兩位數(shù)以上增長，中性預(yù)期下未來幾年產(chǎn)能小幅穩(wěn)健提升。

NorFlash的供給關(guān)系：

從供給角度整體收縮，美光逐步退出市場，CYPRESS退出中低容量，臺系與大陸廠商進行擴產(chǎn)。中性預(yù)期下我們預(yù)計17/18/19年全球NOR的產(chǎn)能在20.16/22.95/25.98萬片/月，YOY分別為-5.81%/13.84%/13.22%。

美光已經(jīng)停產(chǎn)其生產(chǎn)NOR的8寸產(chǎn)線，對應(yīng)月產(chǎn)能2萬片/月，而我們預(yù)計其另一條月產(chǎn)能1.2萬片/月，生產(chǎn)汽車和工控產(chǎn)品的12寸線也有可能在未來幾年退出。

另一方面，CYPRESS近期也宣布持續(xù)退出中低容量的NOR，轉(zhuǎn)而專注汽車與工控領(lǐng)域。2017年的CYPRESS分析師見面會，CEO Hassane El-Khoury聲明公司NOR的目標是維持毛利率在50%，而傳統(tǒng)應(yīng)用毛利率普遍在25%左右（兆易創(chuàng)新存儲部分2016年毛利率25%；旺宏2016年毛利率24 %），因此公司將會專注于汽車與工控等高端市場。CYPRESS此前已經(jīng)退出部分傳統(tǒng)市場，對應(yīng)8000萬美元的市場規(guī)模，預(yù)計未來2-4年將會將其產(chǎn)能減少至50%以下。

而另一方面，***和大陸預(yù)計未來將會持續(xù)擴產(chǎn)，搶占市場。根據(jù)華邦電、旺宏、力晶等臺系大廠未來幾年都有明確的擴產(chǎn)計劃，其中力晶甚至?xí)鸩綄CD驅(qū)動IC轉(zhuǎn)移至合肥廠生產(chǎn)，空余產(chǎn)能生產(chǎn)NOR，最高產(chǎn)能高達2.4萬片/月（12寸）。而對于大陸NOR擴產(chǎn)，我們持有謹慎關(guān)注態(tài)度，與競爭對手不同，國內(nèi)NOR生產(chǎn)主要由代工廠生產(chǎn)，而NOR一般是毛利率最低的產(chǎn)品，代工廠一般不會主動加大NOR的產(chǎn)能，另一方面國內(nèi)NOR大廠武漢新芯上游硅片受到日系廠商限制，預(yù)計今明兩年對大陸NOR總供給產(chǎn)生影響，產(chǎn)能的供給側(cè)還有個大鱷不容忽視那就是兆易創(chuàng)新（GD）的12寸晶圓廠，10月27日，兆易創(chuàng)新發(fā)布關(guān)于簽署合作協(xié)議的公告，公告稱為進一步推動發(fā)展，兆易創(chuàng)新與合肥市產(chǎn)業(yè)投資控股（集團）有限公司（以下簡稱“合肥產(chǎn)投”）于10月26日簽署了《關(guān)于存儲器研發(fā)項目之合作協(xié)議》（以下簡稱“《合作協(xié)議》”），約定雙方在安徽省合肥市經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)合作開展工藝制程19nm存儲器的12英寸晶圓存儲器（含DRAM等）研發(fā)項目（以下簡稱“項目”），項目預(yù)算約為180億元人民幣。因此，綜合以上信息，假定不存在新的進入者，中性預(yù)期下我們預(yù)計17/18/19年全球NOR的產(chǎn)能在20.16/22.95/25.98萬片/月（該數(shù)據(jù)不包括GD合肥的19nm的晶圓廠量產(chǎn)的產(chǎn)能，預(yù)計量產(chǎn)時間要在2020年以后才會影響供給側(cè)），YOY分別為-5.81%/13.84%/13.22%。

隨著國內(nèi)IC設(shè)計公司涌入存儲產(chǎn)品領(lǐng)域，進口SPI NorFlash的中低端應(yīng)用將全面退出中國，而在汽車電子、工業(yè)控制、機器人應(yīng)用、航空航天、軍工產(chǎn)品等領(lǐng)域的應(yīng)用，國外的產(chǎn)品還將占據(jù)一定份額，但我相信隨著國內(nèi)人才的遞增、海龜行業(yè)精英的歸來和國家政策的扶持，我們一定會占領(lǐng)行業(yè)制高點！