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)上購物迅速擴大、遠程辦公和在線學(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,、舒適地度過居家生活,,各類電器產(chǎn)品、游戲機產(chǎn)品開始出現(xiàn)暢銷,??傊碌纳罘绞剑∟ew Normal,,新常態(tài))已經(jīng)在全球范圍內(nèi)普及,。
后來,由于全球范圍內(nèi)推進新冠疫苗的接種,,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)該會不及之前嚴格,。
然而,半導(dǎo)體供給不足問題仍未得到解決,。受到東南亞各國“封城(Lock Down)”的影響,,無法采購半導(dǎo)體以及其他零部件,最終導(dǎo)致無法生產(chǎn)各類電器產(chǎn)品和汽車,,情況不容樂觀,。
此外,即使歐美國家解除“封城”,、日本解除緊急事態(tài),,人們的生活也無法回到疫情之前,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,用于各類電器產(chǎn)品,、游戲機的半導(dǎo)體的市場依然會繼續(xù)擴大,。
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)展動向,,然后論述用于電器產(chǎn)品,、游戲機的ASIC未來將繼續(xù)呈現(xiàn)增長趨勢。其次,,再論述由于用于電器產(chǎn)品,、游戲機的NOR型閃存(以下簡稱為“NOR”)的價格高漲,未來出貨金額,、出貨數(shù)量將繼續(xù)增長。最后,,與閃存NAND進行比較,,推導(dǎo)出未來NOR的供給將繼續(xù)不足的結(jié)論。
ASIC的出貨動向
用于消費類電子,、通信設(shè)備,、計算機、汽車的ASIC的出貨數(shù)量趨勢如下圖1所示,。此處,,由于車載ASIC的出貨數(shù)量很少,所以記錄在了右邊,。
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,,用于電器產(chǎn)品、游戲機等消費電子產(chǎn)品的ASIC的出貨數(shù)量迅速增長,。此外,,用于計算機的ASIC的出貨數(shù)量也穩(wěn)步上升。此外,,以上增長趨勢在九月份以后依舊存在,。
另一方面,用于智能手機等通信設(shè)備方向的ASIC的出貨數(shù)量的走勢十分不穩(wěn)定,!這也許和淡旺季有關(guān)系,。此外,用于汽車的ASIC在2020年六,、七月份陷入低潮,,后來,雖然出現(xiàn)了增長,,在2021年3月以后幾乎沒有變化,。
此處,車載ASIC出貨數(shù)量在2020年六,、七月份陷入低潮的原因如下,,汽車廠家遵循“準(zhǔn)時制生產(chǎn)方式(Just In Time,簡稱JIT)”,取消了車載半導(dǎo)體的訂單,。另外,,進入2021年,之所以出貨數(shù)量增長,,是由于將汽車視為國家主要工業(yè)的日本,、美國、德國政府分別經(jīng)由臺灣當(dāng)局向TSMC索要產(chǎn)能,,TSMC通過緊急措施提供了產(chǎn)能,。
但是,2021年2月美國得克薩斯州受到寒流襲擊,,作為車載半導(dǎo)體廠家的德國英飛凌,、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,車載ASIC的出貨數(shù)量基本保持不變,。因此,,車載半導(dǎo)體的供給不足問題在未來還會持續(xù)存在。
NOR的價格高漲,、出貨趨勢
據(jù)日本經(jīng)濟新聞(2021年9月30日)報道,,在2020年下半年之前,256MB的NOR的大宗交易價格為1.1美元(約人民幣7.15元),,在2021年7月一一9月價格上升至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,。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)性存儲半導(dǎo)體(存儲的信息在電源關(guān)掉之后依然能長時間存在,,不易丟失)。這兩類產(chǎn)品的特征如下圖所示,。
圖2:NOR型和NAND型的特征比較,。
(圖片出自:jbpress)
與當(dāng)下主流的閃存半導(dǎo)體NAND相比,,NOR的數(shù)據(jù)寫入速度較慢,、擦除速度也慢,但具有讀取速度較快的特點,。由于這一特點,,NOR被應(yīng)用于存儲電氣產(chǎn)品、游戲機的程序(Program),。NOR的存儲可靠性較高的特點,,對于存儲程序而言也是優(yōu)勢,。
NOR的出貨金額和出貨數(shù)量的趨勢如下圖3所示??梢钥闯?,進入2021年以來,出貨金額,、出貨數(shù)量都急劇增長,。出貨金額在2021年8月達到月份的最高值,為2.94億美元(約人民幣19.11億元),。出貨數(shù)量在2021年3月份達到歷史最高值,,為6.25億個,后來雖然出現(xiàn)了下滑,,但六月份以后又出現(xiàn)大幅度增長,在連創(chuàng)三個月的新高之后,,在八月份達到了5.66億個,。
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)濟新聞報道,韓國三星將撤退NOR業(yè)務(wù),、美國的鎂光科技也在減少供給量,。雖然目前還不了解韓國SK hynix、日本鎧俠的動向,,但肯定不會像NAND一樣匯集所有資源進行研發(fā),、生產(chǎn)。因此,,“NOR供給不足”,、“NOR價格高漲”的問題在當(dāng)下、未來都會繼續(xù)存在,。
如上所述,,由于用于消費類電子的ASIC的出貨數(shù)量持續(xù)增長、用于存儲程序的NOR(電氣產(chǎn)品和游戲機方向)的市場持續(xù)擴大,,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,。下面我們在確認NOR和NAND工作差異的同時,,再比較二者的市場規(guī)模,。
NOR 和NAND存儲器的區(qū)別如下圖4所示。下圖4使用的術(shù)語解說如下所示:
Cell(存儲單元):通過存儲,、釋放電子,,使存儲器工作。
Word Line(字線):用于選擇存儲單元的信號線,。
Source Line(源線):用于釋放位線(Bit Line)電壓的排線,。
圖4:黃色部分為“存儲單元”。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,,雖然可以隨機進行高速讀取,但寫入速度較慢,。同時,,由于各存儲單元都需要源線,因此難以實現(xiàn)較高的集成度,。
另一方面,,就NAND而言,位線和源線與多個存儲單元相連接,,所以多個存儲單元可以同時寫入,、擦除數(shù)據(jù),且速度較快,!但是,,無法進行一比特單位的讀取。此外,,由于NOR不需要存儲單元的源線,,因此易于實現(xiàn)高集成化。
由于NOR 和NAND具有如上所述的優(yōu)勢和劣勢,,因此如上圖2所示,,NOR用于存儲程序、NAND用于存儲大容量的數(shù)據(jù),。
下面我們來看看NOR 和NAND的市場動向,。
NOR和NAND的市場動向
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年開始出貨NOR,,因此進入市場的時間早于NAND,。NAND于2000年前后進入市場,遠遠晚于NOR,。
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,、蘋果的音樂播放器iPod,、手機等諸多方向,且規(guī)模在不斷擴大,。而且,,NAND在2004年超過了NOR。此外,,在2004年美國蘋果發(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)器等計算機的存儲器一一HDD。
結(jié)果,,在存儲半導(dǎo)體泡沫的2018年,,NAND的市場規(guī)模一度達到542億美元(約人民幣3,523億元)。相反,,NOR的市場規(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,,2016年以后,在110億個上下徘徊,。主要原因是自2016年以后,,原本2D結(jié)構(gòu)的NAND開始實現(xiàn)3D化。
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年達到了頂峰,,約57億個,,而2008年以后的出貨數(shù)量基本保持在40億個左右。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,。筆者對于NOR如此之大的出貨數(shù)量十分震驚!
NOR單價低廉,、因此出貨金額相對較低,,但是,,對于各類電器產(chǎn)品、游戲機而言,,NOR是極其重要的存儲半導(dǎo)體,。
如今NOR價格高漲,出貨金額,、出貨數(shù)量都在擴大,!但是,由于三星電子等尖端的存儲半導(dǎo)體廠家卻在撤銷NOR業(yè)務(wù),,因此NOR供給不足問題很可能會更嚴重,。這是最近新出現(xiàn)的一項“半導(dǎo)體供給不足問題”之一。新冠疫情帶來的新生活方式也許可以使NOR市場更加活躍,!