《電子技術(shù)應(yīng)用》
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?Nor Flash,,前景幾何,?

2021-10-29
來(lái)源:半導(dǎo)體行業(yè)觀察
關(guān)鍵詞: NORFlash

  由于新冠疫情的蔓延,我們的生活和工作發(fā)生了巨大的變化,。由于日本政府發(fā)布了“緊急事態(tài)宣言”等因素,,網(wǎng)上購(gòu)物迅速擴(kuò)大、遠(yuǎn)程辦公和在線學(xué)習(xí)也得以普及,。此外,,由于人們不得不“宅在家中”,,因此為了愉快、舒適地度過(guò)居家生活,,各類(lèi)電器產(chǎn)品,、游戲機(jī)產(chǎn)品開(kāi)始出現(xiàn)暢銷(xiāo)??傊?,新的生活方式(New Normal,新常態(tài))已經(jīng)在全球范圍內(nèi)普及,。

  后來(lái),,由于全球范圍內(nèi)推進(jìn)新冠疫苗的接種,才不再出現(xiàn)聚集性,、爆發(fā)性的感染,。雖然在2021年年末之前還有可能出現(xiàn)第六波爆發(fā),但管控應(yīng)該會(huì)不及之前嚴(yán)格,。

  然而,,半導(dǎo)體供給不足問(wèn)題仍未得到解決。受到東南亞各國(guó)“封城(Lock Down)”的影響,,無(wú)法采購(gòu)半導(dǎo)體以及其他零部件,,最終導(dǎo)致無(wú)法生產(chǎn)各類(lèi)電器產(chǎn)品和汽車(chē),情況不容樂(lè)觀,。

  此外,,即使歐美國(guó)家解除“封城”、日本解除緊急事態(tài),,人們的生活也無(wú)法回到疫情之前,,在某種程度上,似乎新的生活方式(New Normal)已經(jīng)固定,。也就是說(shuō),,用于各類(lèi)電器產(chǎn)品、游戲機(jī)的半導(dǎo)體的市場(chǎng)依然會(huì)繼續(xù)擴(kuò)大,。

  本文,,首先,論述用于特定方向的邏輯半導(dǎo)體(ASIC:Application Specific Integrated Circuit)的發(fā)展動(dòng)向,,然后論述用于電器產(chǎn)品,、游戲機(jī)的ASIC未來(lái)將繼續(xù)呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)。其次,,再論述由于用于電器產(chǎn)品,、游戲機(jī)的NOR型閃存(以下簡(jiǎn)稱(chēng)為“NOR”)的價(jià)格高漲,未來(lái)出貨金額,、出貨數(shù)量將繼續(xù)增長(zhǎng),。最后,,與閃存NAND進(jìn)行比較,推導(dǎo)出未來(lái)NOR的供給將繼續(xù)不足的結(jié)論,。

  ASIC的出貨動(dòng)向

  用于消費(fèi)類(lèi)電子,、通信設(shè)備、計(jì)算機(jī),、汽車(chē)的ASIC的出貨數(shù)量趨勢(shì)如下圖1所示,。此處,由于車(chē)載ASIC的出貨數(shù)量很少,,所以記錄在了右邊,。

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  圖1:特定用途方向的邏輯半導(dǎo)體(ASIC)的出貨數(shù)量(一一2021年8月),筆者根據(jù)WSTS的數(shù)據(jù)制作了此圖,。(圖片出自:jbpress)

  由上圖可以看出,,尤其引人注目的是自2020年下半年以來(lái),用于電器產(chǎn)品,、游戲機(jī)等消費(fèi)電子產(chǎn)品的ASIC的出貨數(shù)量迅速增長(zhǎng)。此外,,用于計(jì)算機(jī)的ASIC的出貨數(shù)量也穩(wěn)步上升,。此外,以上增長(zhǎng)趨勢(shì)在九月份以后依舊存在,。

  另一方面,,用于智能手機(jī)等通信設(shè)備方向的ASIC的出貨數(shù)量的走勢(shì)十分不穩(wěn)定!這也許和淡旺季有關(guān)系,。此外,,用于汽車(chē)的ASIC在2020年六、七月份陷入低潮,,后來(lái),,雖然出現(xiàn)了增長(zhǎng),在2021年3月以后幾乎沒(méi)有變化,。

  此處,,車(chē)載ASIC出貨數(shù)量在2020年六、七月份陷入低潮的原因如下,,汽車(chē)廠家遵循“準(zhǔn)時(shí)制生產(chǎn)方式(Just In Time,,簡(jiǎn)稱(chēng)JIT)”,取消了車(chē)載半導(dǎo)體的訂單,。另外,,進(jìn)入2021年,之所以出貨數(shù)量增長(zhǎng),,是由于將汽車(chē)視為國(guó)家主要工業(yè)的日本,、美國(guó),、德國(guó)政府分別經(jīng)由臺(tái)灣當(dāng)局向TSMC索要產(chǎn)能,TSMC通過(guò)緊急措施提供了產(chǎn)能,。

  但是,,2021年2月美國(guó)得克薩斯州受到寒流襲擊,作為車(chē)載半導(dǎo)體廠家的德國(guó)英飛凌,、荷蘭NXP(恩智浦)被迫停工,,3月份瑞薩那珂工廠因火災(zāi)而停工。受到以上影響,,2021年3月以后,,車(chē)載ASIC的出貨數(shù)量基本保持不變。因此,,車(chē)載半導(dǎo)體的供給不足問(wèn)題在未來(lái)還會(huì)持續(xù)存在,。

  NOR的價(jià)格高漲、出貨趨勢(shì)

  據(jù)日本經(jīng)濟(jì)新聞(2021年9月30日)報(bào)道,,在2020年下半年之前,,256MB的NOR的大宗交易價(jià)格為1.1美元(約人民幣7.15元),在2021年7月一一9月價(jià)格上升至2倍,,為2.2美元(約人民幣14.3元),。

  閃存半導(dǎo)體主要分為NOR 和NAND兩類(lèi)。兩種產(chǎn)品都是由原東芝的舛岡富士雄先生發(fā)明的非揮發(fā)性存儲(chǔ)半導(dǎo)體(存儲(chǔ)的信息在電源關(guān)掉之后依然能長(zhǎng)時(shí)間存在,,不易丟失),。這兩類(lèi)產(chǎn)品的特征如下圖所示。

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  圖2:NOR型和NAND型的特征比較,。

 ?。▓D片出自:jbpress)

  與當(dāng)下主流的閃存半導(dǎo)體NAND相比,NOR的數(shù)據(jù)寫(xiě)入速度較慢,、擦除速度也慢,,但具有讀取速度較快的特點(diǎn)。由于這一特點(diǎn),,NOR被應(yīng)用于存儲(chǔ)電氣產(chǎn)品,、游戲機(jī)的程序(Program)。NOR的存儲(chǔ)可靠性較高的特點(diǎn),,對(duì)于存儲(chǔ)程序而言也是優(yōu)勢(shì),。

  NOR的出貨金額和出貨數(shù)量的趨勢(shì)如下圖3所示??梢钥闯?,進(jìn)入2021年以來(lái),出貨金額、出貨數(shù)量都急劇增長(zhǎng),。出貨金額在2021年8月達(dá)到月份的最高值,,為2.94億美元(約人民幣19.11億元)。出貨數(shù)量在2021年3月份達(dá)到歷史最高值,,為6.25億個(gè),,后來(lái)雖然出現(xiàn)了下滑,但六月份以后又出現(xiàn)大幅度增長(zhǎng),,在連創(chuàng)三個(gè)月的新高之后,,在八月份達(dá)到了5.66億個(gè)。

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  圖3:NOR型閃存的出貨金額,、出貨數(shù)量,。筆者根據(jù)WSTS的數(shù)據(jù)制作了此圖。(圖片出自:jbpress)

  據(jù)近日日本經(jīng)濟(jì)新聞報(bào)道,,韓國(guó)三星將撤退NOR業(yè)務(wù),、美國(guó)的鎂光科技也在減少供給量。雖然目前還不了解韓國(guó)SK hynix,、日本鎧俠的動(dòng)向,,但肯定不會(huì)像NAND一樣匯集所有資源進(jìn)行研發(fā)、生產(chǎn),。因此,,“NOR供給不足”、“NOR價(jià)格高漲”的問(wèn)題在當(dāng)下,、未來(lái)都會(huì)繼續(xù)存在。

  如上所述,,由于用于消費(fèi)類(lèi)電子的ASIC的出貨數(shù)量持續(xù)增長(zhǎng),、用于存儲(chǔ)程序的NOR(電氣產(chǎn)品和游戲機(jī)方向)的市場(chǎng)持續(xù)擴(kuò)大,因此如上文所述,,新的生活方式正在普及,。

  NOR和NAND結(jié)構(gòu)的不同

  東芝的舛岡富士雄先生在1984年發(fā)明了NOR, 1986發(fā)明了NAND。但是,,由于目前主流的閃存是NAND,,所以筆者并未十分關(guān)注NOR。下面我們?cè)诖_認(rèn)NOR和NAND工作差異的同時(shí),,再比較二者的市場(chǎng)規(guī)模,。

  NOR 和NAND存儲(chǔ)器的區(qū)別如下圖4所示。下圖4使用的術(shù)語(yǔ)解說(shuō)如下所示:

  Cell(存儲(chǔ)單元):通過(guò)存儲(chǔ),、釋放電子,,使存儲(chǔ)器工作。

  Word Line(字線):用于選擇存儲(chǔ)單元的信號(hào)線,。

  Source Line(源線):用于釋放位線(Bit Line)電壓的排線,。

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  圖4:黃色部分為“存儲(chǔ)單元”,。NOR 和NAND的區(qū)別。

 ?。▓D片出自:jbpress)

  由于NOR型的位線和源線都與各自的存儲(chǔ)單元相連,,因此可以讀取一比特(Bit)單位的數(shù)據(jù)。此外,,雖然可以隨機(jī)進(jìn)行高速讀取,,但寫(xiě)入速度較慢。同時(shí),,由于各存儲(chǔ)單元都需要源線,,因此難以實(shí)現(xiàn)較高的集成度。

  另一方面,,就NAND而言,,位線和源線與多個(gè)存儲(chǔ)單元相連接,所以多個(gè)存儲(chǔ)單元可以同時(shí)寫(xiě)入,、擦除數(shù)據(jù),,且速度較快!但是,,無(wú)法進(jìn)行一比特單位的讀取,。此外,由于NOR不需要存儲(chǔ)單元的源線,,因此易于實(shí)現(xiàn)高集成化,。

  由于NOR 和NAND具有如上所述的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì),因此如上圖2所示,,NOR用于存儲(chǔ)程序,、NAND用于存儲(chǔ)大容量的數(shù)據(jù)。

  下面我們來(lái)看看NOR 和NAND的市場(chǎng)動(dòng)向,。

  NOR和NAND的市場(chǎng)動(dòng)向

  下圖5是NOR和NAND的出貨金額推移表,。英特爾得到了東芝的授權(quán)于1988年開(kāi)始出貨NOR,因此進(jìn)入市場(chǎng)的時(shí)間早于NAND,。NAND于2000年前后進(jìn)入市場(chǎng),,遠(yuǎn)遠(yuǎn)晚于NOR。

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  圖5:NOR 和NAND的出貨金額的推移,。筆者根據(jù)WSTS的數(shù)據(jù)制作了此圖,。(圖片出自:jbpress)

  但是,NAND被廣泛應(yīng)用于數(shù)碼相機(jī),、蘋(píng)果的音樂(lè)播放器iPod,、手機(jī)等諸多方向,且規(guī)模在不斷擴(kuò)大。而且,,NAND在2004年超過(guò)了NOR,。此外,在2004年美國(guó)蘋(píng)果發(fā)售iPhone之后,,NAND被各家公司廣泛采用,。另外,SSD(以NAND為主要產(chǎn)品)也逐步取代PC,、服務(wù)器等計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器一一HDD,。

  結(jié)果,在存儲(chǔ)半導(dǎo)體泡沫的2018年,,NAND的市場(chǎng)規(guī)模一度達(dá)到542億美元(約人民幣3,523億元),。相反,NOR的市場(chǎng)規(guī)模僅為NAND的1/20,,為21.7億美元(約人民幣141.05億元),。

  NOR的出貨數(shù)量不足NAND的40%

  下圖6是NOR和NAND的出貨數(shù)量的推移。NAND的出貨數(shù)量超過(guò)NOR是在2008年(“雷曼沖擊”),。在2000年以后,,NAND的出貨數(shù)量穩(wěn)步增長(zhǎng),2016年以后,,在110億個(gè)上下徘徊,。主要原因是自2016年以后,原本2D結(jié)構(gòu)的NAND開(kāi)始實(shí)現(xiàn)3D化,。

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  圖6:NOR 和NAND出貨數(shù)量的推移,。筆者根據(jù)WSTS的數(shù)據(jù)制作了此圖。(圖片出自:jbpress)

  另一方面,,NOR的出貨數(shù)量在2017年達(dá)到了頂峰,,約57億個(gè),而2008年以后的出貨數(shù)量基本保持在40億個(gè)左右,。雖然NOR的出貨金額僅為NAND的1/20,但出貨數(shù)量卻為NAND的40%左右,。筆者對(duì)于NOR如此之大的出貨數(shù)量十分震驚,!

  NOR單價(jià)低廉、因此出貨金額相對(duì)較低,,但是,,對(duì)于各類(lèi)電器產(chǎn)品、游戲機(jī)而言,,NOR是極其重要的存儲(chǔ)半導(dǎo)體,。

  如今NOR價(jià)格高漲,出貨金額、出貨數(shù)量都在擴(kuò)大,!但是,,由于三星電子等尖端的存儲(chǔ)半導(dǎo)體廠家卻在撤銷(xiāo)NOR業(yè)務(wù),因此NOR供給不足問(wèn)題很可能會(huì)更嚴(yán)重,。這是最近新出現(xiàn)的一項(xiàng)“半導(dǎo)體供給不足問(wèn)題”之一,。新冠疫情帶來(lái)的新生活方式也許可以使NOR市場(chǎng)更加活躍!




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