芯人必读｜一文看懂NOR Flash

·NOR Flash市场觃模虽小，却难以被取代

·行业数次洗牉，如今五强割据

·TWS概念由苹果提出，安卓产品体验欠佳

·安卓TWS耳机奋起直追，三大难关逐一攻克

·TWS耳机功能的增多推动NOR Flash容量提升

·应用于TWS耳机的NOR Flash市场觃模有望突破2亿美元

存储IC主导全球半导体周期变动。1990年至今，全球半导体市场共经历了5轮周期，每轮周期反转的因素均有所不同。2015-2017年，存储IC价格上涨是本轮周期的主要驱动因素，从2018年开始，存储IC价格大幅下滑，全球半导体市场再次进入下行周期。目前存储IC价格在底部徘徊，预计其价格的反弹将成为全球半导体周期反转的重要因素。

闪存IC是最主要的存储IC，主要为NOR Flash和NAND Flash两种。半导体存储芯片主要分为非易失性存储IC 和易失性存储IC，其最主流的非易失性存储IC为闪存IC，而Flash又可以分为NOR Flash和NAND Flash。NOR Flash分为串行（SPI）和并行（parallel），串行结构相对简单、成本更低，随着工艺的进步，串行闪存已经能满足一般系统对速度及数据读写的要求，因此SPI NOR Flash基本上就可以认为是NOR Flash。

存储IC是最大的半导体市场，NOR Flash仅占1%市场份额。根据WSTS统计数据，2018年全球半导体市场规模达到了4780亿美元，同比增长15.9%，其中存储器市场规模为1650亿美元，占比达到35%，是最大的半导体市场。根据IC Insights 2018年的数据，在全球存储IC市场中，DRAM和NAND Flash是最主流产品，两者市场规模合计占比达到98%左右；NOR Flash是利基存储器，市场规模占比不足1%，约为26亿美元。

NOR Flash价格企稳回升，大厂业绩增速提升明显。2018年，NOR Flash下游市场需求较为疲软，而供货商的产能却在持续提升，导致2018年NOR Flash价格进入下行周期。根据集邦咨询数据，NOR Flash价格在2019第三季度开始企稳回升。从旺宏、华邦和兆易的营收增速也能看出这一趋势，三个行业龙头的营收增速均从2019Q2开始好转，2019Q3的营收增速仍在迅速提升，表明NOR Flash行业进入新一轮景气周期。

兆易创新业绩在行业上行周期时弹性最大。从历史营收增速数据来看，旺宏和华邦电整体趋势保持一致，但华邦电的波动程度要弱于旺宏，这与两者业务构成差异有关，旺宏Flash营收占比超过60%，而华邦电Flash营收占比不到50%，华邦电的DRAM业务对其整体业绩有一定的平滑作用。兆易创新的Flash收入占比超过80%，其中NOR Flash收入比例超过70%，产品结构较另外两大龙头更为单一，在NOR Flash行业景气度上行时，公司业绩增长要快于另外两家龙头，更受益于行业景气度上行。

NOR Flash缺点明显，却具备NAND Flash所不具备的优势。与主流的NAND Flash相比，NOR Flash容量密度小、写入速度慢、擦除速度慢、价格高，但是NOR Flash由于其地址线和数据线分开的特性，不必再把代码读到系统RAM中，应用程序可以直接在NOR上运行（XIP,eXecute In Place），且NOR Flash还具备更快的读取速度、更强的可靠性和更长的使用寿命，这些因素的存在也注定了NOR Flash难以被市场淘汰。

NOR Flash霸主地位几度易主，行业数次洗牌。1988年，Intel公司推出了世界上第一款256Kbit NOR闪存芯片，开创了NOR Flash行业。2009年之前，飞索是NOR Flash领域当之无愧的霸主，然而其在2009年宣布进入破产保护，三星也从2010年开始不再推出新的NOR Flash，剩下的行业巨头——恒忆的NOR Flash业务也在2010年被美光收购。

在2010年这波行业洗牌之后，美光以25%市占率成为NOR Flash领域第一霸主，台湾厂商旺宏（2337.TW）、华邦电（2344.TW）在接收倒闭厂商订单后也迅速崛起。

2010年之后，NOR Flash市场也是风云变幻：2015年Cypess和飞索合并；三星逐渐淡出NOR市场；2017年，Cypress和美光均宣布退出低端NOR Flash市场。2017年之后，全球NOR Flash市场被旺宏、华邦电、Cypress、美光和兆易创新垄断。

全球五大供应商占据90%以上产能，兆易市占率持续提升。目前NOR Flash产能主要由中国台湾、美国和中国大陆垄断，合计占据全球9成以上份额。2017-2019Q2，旺宏、华邦和Cypress三者一直占据前三位置，不断争夺第一的宝座，而兆易创新的市占率在稳步提升。2019Q2， 兆易营收环比增长45%达7600万美元，一举超越美光首度站上第四名的位置。

五大巨头专注的市场有所差异，美光和Cypress专注于工业市场、航天市场以及车用电子市场，旺宏、华邦电和兆易更专注于消费市场。

下游市场对NOR Flash需求持续提升，NOR Flash迎来新春。NOR Flash由于容量小、成本高等缺点，一度被大厂边缘化，但是由于5G、IOT、AMOLED和智能汽车等下游市场的快速发展，再次受到厂商的重视。

物联网相关产品及TWS等可穿戴设备的快速增长，是 NOR Flash需求增长的主要驱动力。一个典型的IOT模块，核心芯片包括处理器（MCU或SoC形式的AP）、外挂存储芯片（一般为NOR Flash或SLC NAND Flash）、通信连接芯片和传感器。目前的主流方案是‚MCU/AP+NOR Flash‛,而随着NOR Flash的应用场景扩展，对设备的智能程度要求上升，对NOR Flash容量的要求将会更高。

在小米手环3的拆解图中，青色框的就是兆易创新的SPI NOR Flash，型号为GD25LQ32。也就是说，每一个IOT设备中都至少需要外挂一颗Flash来存储大量的数据以达到更智能的效果，而NOR Flash的高可靠性、快速读取使其比起NAND Flash更适合成为IOT设备代码存储的方案。

IOT概念宽泛，预计2025年蜂窝物联网设备出货量将达到3.5亿。物联网的概念非常宽泛，TWS、智能音箱和智能汽车等都可以算入IOT，Strategy Analytics预测，未来几年5G物联网模块数量将快速提升，而5G蜂窝物联网设备内多数会内置NOR Flash，预计2025年蜂窝物联网设备单年出货量将达到3.5亿，为NOR Flash市场带来上亿美元的市场空间增量。

AMOLED驱动方式较为复杂。OLED驱动方式分为无源OLED(PMOLED)驱动方式和有源OLED(AMOLED)驱动方式，无源OLED属于电压驱动型，驱动方式比较简单；有源OLED属于电流驱动型，除了由像素单元电路构成的矩阵显示屏以外，还应该包括驱动IC(行、列控制/驱动电路)、单片机控制电路等。目前无论是硬性OLED还是柔性OLED，基本上都采用AMOLED方案。

AMOLED需外挂NOR Flash来补偿电流和亮度。较LCD 而言，AMOLED优点众多，但是亮度均匀性和残像仍然是它目前面临的两个主要难题，为了解决这两个问题，就需要用到补偿技术。外部补偿的数据和程序均存储于NOR Flash之中，由于晶圆代工厂端还无法提供OLED驱动IC内建eFlash，若现在将eFlash/eMTP加入制程中，新增加的光罩将导致成本过高，所以在成本的考虑下，采用以外挂NOR Flash方式。

智能手机是AMOLED最主要下游市场，AMOLED渗透率快速提升。根据中国产业信息网数据，智能手机 AMOLED销售额占OLED面板总销售额的88%，OLED电视占7%，智能手表占2.3%。AMOLED（智能手机的可折叠OLED、柔性OLED和硬性OLED均为AMOLED）在智能手机上的渗透率快速提升，预计2019年将达到34%的渗透率。

智能手机AMOLED为NOR Flash市场带来超2亿美元增量空间。AMOLED需要外挂一颗8Mb（Full HD）或32Mb（QHD）的NOR Flash，价格在0.2-0.4美元之间。

我们认为5G换机潮将推动全球智能手机销量的增长，根据IDC数据和我们的预测，预计2019-2021年全球智能手机销量分别为14.50、15.23和15.99亿部。随着中国AMOLED屏幕逐渐量产，AMOLED在手机上的渗透率会逐年提升，我们预计2019-2021年AMOLED在智能手机渗透率分别为34%、40%和50%，对应当年的NOR Flash增量规模分别为1.97、2.13和2.80亿美元。

TDDI方案具备多重优势。TDDI即触控与显示驱动器集成，传统智能手机的触控和显示功能都由两块芯片独立控制，而TDDI最大的特点是把触控芯片与显示芯片整合进单一芯片中。与传统方案相比，TDDI方案具备多种优势：

1、减少显示噪声，提供了一流的电容式触控性能；

2、触控传感器集成到显示器中，可以使屏幕更薄，满足了手机薄型化的设计需求；

3、触控屏层数减少，提升了面板透光率，显示屏幕更亮；

4、为设备制造商减少了组件数量，提高了产量，降低了系统总体成本；

5、简化供应链，只需从一个厂商获取触控和显示产品。

智能手机全面屏快速发展，带动TDDI芯片销量持续提升。自从iPhoneX推出以来，全面屏已经成了智能手机发展的大趋势，而采用TDDI方案可以实现显示屏超薄超窄化，因此TDDI在全面屏手机中渗透率快速提升。

根据集邦咨询预测数据，2019年全面屏手机渗透率将达到55%左右，2021年全面屏手机渗透率将达到90%左右。由于AMOLED还未采用TDDI方案，目前TDDI方案全部应用于LCD屏幕，根据旭日大数据报告，2019年TDDI在LCD全面屏上的渗透率将达到80%，预计2021年将达到95%左右。

智能手机TDDI方案将为NOR Flash市场带来超过5000 万美元增量空间。由于触控功能分位编码所需容量较大，无法一并整合进入TDDI IC当中，而须另外外挂一颗NOR Flash作为储存触控功能所需的分位编码。随着全面屏渗透率提升及配置TDDI的全面屏LCD比例的增多，再加上配置TDDI的AMOLED屏幕也即将量产，预计2019-2021年，智能手机TDDI方案将为NOR Flash市场带来4200、6300和8300万美元市场增量。

TWS是True Wireless Stereo的缩写，也就是真正无限立体声。其工作原理是通过手机连接主耳机，主耳机通过无线连接副耳机，实现蓝牙左右声道分离。TWS技术与蓝牙耳机相结合，便产生了TWS蓝牙耳机这一新产品。

TWS概念最初由苹果推出，迅速风靡全球。从2017年 iPhone取消3.5mm耳机插孔后，蓝牙耳机技术得到极大发展，但市场上产品品质一直参差不齐，直到苹果发布第一款TWS蓝牙耳机AirPods，行业生态才得到改善。AirPods支持苹果旗下的众多生态终端互联，如iPhone、iPod、iWatch等，受到消费者青睐。此后的AirPods 2、AirPods Pro不断迭代技术，加入主动降噪等。

TWS耳机门槛极高，安卓阵营产品体验到了突破的关键时点。纵观这几年安卓TWS耳机的状况却不尽如人意，很多基本问题还没有很好解决。比如，连接稳定性问题，待机时间过短，话音延迟较大，音质差甚至配对问题，这些问题影响了安卓系耳机的发展。这些情况到今年出现转机，在各家芯片方案厂家的努力下，双耳直连的方案明显改善了耳机的连接体验，降低了连接不佳导致的功耗开销，续航得到了明显改善。三年多来安卓品牌市场的困境获得了明显的改观，产品体验到了突破的关键时点。

苹果监听方案表现优秀，安卓厂商逐渐走出自己的路。安卓TWS耳机需要克服的第一关是双耳传输，TWS耳机由于去掉了手机以及两个耳机三者之间所有的连接线，由两个耳机通过蓝牙组成立体声系统，这种架构在技术上面临不小挑战。AirPods使用的是自己的监听方案（已申请专利），安卓厂商为了避免专利纠纷，纷纷寻求自己的解决办法。目前，安卓厂商主要有高通TWS+、恒玄LBRT和洛达MCSync等方案，这些技术方案的出现为安卓TWS 市场的爆发奠定了基础。

蓝牙6.0将从协议架构上直接支持TWS。除了各家大厂在转发技术上面进行优化提升，后续还有BT协议升级之后带来的改善。蓝牙6.0协议将从协议架构上直接支持TWS特性，而且有些提案很可能会被纳入，比如LC3(audio over ble，LC3是目前相同压缩比下音质最好的标准算法)，这些提高体验的改善都值得期待。

续航问题可以通过提升电池容量和切入先进制程解决。续航取决于功耗，功耗越大，相同电池续航时间就会变少，而保持合理的续航时间是体验好坏的门槛之一。增加续航最容易做的事就是增加电池的容量，这会直接导致重量增加，长时间佩戴时会因为重量原因变得难以忍受。增加续航还可以通过先进制程来实现，但是先进制程意味着高昂的成本。苹果的H1芯片用的是16nm工艺，而安卓系里面大多是28nm工艺。工艺高功耗小但是代价也很大，反过来要求很大的出货量来分摊成本开销。

随着今年安卓系TWS耳机销量的爆发，出货量逐渐可以支撑先进工艺的投入，预计安卓TWS耳机功耗困境明年将会有很大的进展，根据我们的产业调研，头部大厂的16nm方案已经在研中，体验提升和出货效应预期将带来大的突破，这将引领安卓系竞争力上一个大台阶。

目前耳机市场的主动式降噪主要是ANC、ENC降噪技术，技术门槛极高。

1）ENC（Environmental Noise Cancellation，环境降噪技术）ENC（Environmental Noise Cancellation，环境降噪技术），是通过双麦克风阵列，精准计算通话者说话的方位，在保护主方向目标语音的同时，去除环境中的各种干扰噪声。ENC技术能有效抑制90%的反向环境噪声，由此降低环境噪声最高可达35dB以上，让使用者的语音沟通可以更加自由。

当前采用ENC方案的主要是Airpods和Google的pixel buds，他们都采用了意法半导体的方案。ENC方案需要比较大的算法开发工作，也会提升全系统的功耗，因此目前尚未在安卓品牌TWS耳机中普及。

ANC降噪的工作原理是麦克风收集外部的环境噪音，然后系统变换为一个反相的声波加到喇叭端，最终人耳听到的声音是：环境噪音+反相的环境噪音，两种噪音叠加从而实现感官上的噪音降低，受益人是自己。ANC主动降噪可分为前馈式主动降噪（头戴式耳机应用较多）和反馈式主动降噪以及混合式主动降噪。反馈式容易引起啸叫。

刚发布的Airpods pro就是一款支持ANC的耳机。据宣称很好解决了两个难点，一个是通过SIP封装解决了空间占用问题，另一个是做了一个通气系统解决了耳内外压力差的问题，保证了佩戴舒适度。目前安卓系蓝牙平台都开始支持ANC，关键是看整机厂家能不能克服工程难题真正提升降噪体验。

我们预计2020年安卓TWS耳机市场空间将达到429亿元，根据我们的互联网统计数据，我们将安卓手机划分为0-1000元、1000-2500元、2500-3500元、3500-4500元、4500元以上这五个价格段，不同价位段手机对应不同价格的TWS耳机（约为手机价格的20%），我们认为随着消费者对TWS耳机质量要求的提升，明年TWS耳机市场产品结构将会调整，高端市场销量少但是渗透率更高，中低端TWS耳机渗透率稍低（测算不包含山寨耳机）。

以此为基础，根据IDC和我们的预测，预计2020年全球安卓手机销量达到12.6亿部，分中性、乐观和谨慎三个层次，我们分别测算了2020年安卓市场TWS耳机的市场规模，在中性预计下，2020年安卓TWS耳机市场空间将达到429亿元。

2022年全球TWS耳机市场将超过2000亿元。随着产业链的不断进步，我们认为苹果AirPods的功能将会不断出现在中低端的安卓耳机中，TWS耳机在安卓手机中的渗透率将不断提升，考虑到TWS耳机的平均单价也将随之提升，我们预计2022年全球TWS耳机总体市场规模将达到2123 亿元。

TWS耳机功能较多，配置NOR Flash是刚需。传统的无线蓝牙耳机功能少，主控蓝牙芯片内存已经能够满足需求，而TWS耳机功能较多，为了存储更多固件和代码程序，需要外扩一颗SPI NOR Flash，同时要求小体积和低功耗。

为保证市场竞争力，TWS耳机功能将持续增加，功能的增加意味着存储容量的增加。除了AirPods，最初的安卓 TWS耳机一般采用8Mbit或者16Mbit容量的NOR Flash（现在的低端TWS依然是），之后安卓TWS功能也逐渐增多，添加了包括OTA升级、骨传导、语音识别、降噪、触控等多种功能，需要选32Mbit、64Mbit甚至128Mbit才够用。

TWS耳机NOR Flash的使用和主控芯片方案密切相关，分为内置和外置两大类。恒玄科技、络达科技、瑞昱以及更多白牌的方案商，比如珠海杰里，采用的主要是内置flash方案，而内置也会分为SOC集成方案和合封方案，SOC集成方案主要是容量小的需求场景，好处是功耗低，尺寸小，但是研发测试周期长；合封方案好处是研发周期短，如果直接合封flash厂家的Die超过一定容量，综合成本是低于SOC集成的。

高通、苹果、海思由于采用的NOR Flash容量较大，均为外挂flash方案。

较长一段时间内，合封和外置方案将是市场主流，均利好 NOR Flash需求的增长。我们认为，由于SOC集成方案需要将NOR Flash直接内置于SOC内，因此NOR Flash的制程将与SOC制程相同，这种方案在低端SOC上具备低成本优势，但是在高端SOC上的技术难度和成本压力（普通NOR Flash为65/55nm）将显著增加，较长时间内不会成为行业头部玩家的选择。合封方案更适用于技术实力稍弱和需要采用的NOR Flash容量偏小的厂家，外置方案则是采用大容量NOR Flash厂商的首选，而这两种方案，无论是外挂独立的NOR还是合封NOR Flash Die，都会利好NOR Flash需求的增长。

AirPods率先配置大容量NOR Flash，年出货量快速提升。由于具备了语音唤醒、通话降噪等多种功能，AirPods内置了128M NOR Flash，随后三星的Galaxy Buds和华为的freebuds也内置了大容量NOR Flash。AirPods在2018年出货了3500万副，根据Counterpoint data的数据以及我们的分析，预计2019-2021年Airpods出货量分别为5000万、9000万和12000万个。

应用于TWS耳机的NOR Flash市场规模有望突破2亿美元。根据产业链调研，明年新AirPods的NOR Flash容量有望进一步提升至256M，经过我们的测算，2019-2020年AirPods NOR Flash市场规模将分别达到5500、12000和16700万美元。

安卓TWS高低端差异较大，内置NOR Flash的容量在4M-128M浮动，以功能增加推动容量增加这一逻辑为基础，我们假设安卓市场2019-2021年平均NOR Flash容量分别为16M、32M和64M，由此测算出2019-2021，安卓TWS NOR Flash市场规模分别为675、2062和5099万美元，结合AirPods的NOR Flash市场规模的预测，我们预计NOR Flash在TWS耳机市场的总规模将于2021年突破2亿美元。