2022年NORFlash行业竞争格局及未来机遇分析 2021年NORFlash和EEPROM市场规模约40亿美元

1.NOR Flash 基本特征与竞争格局

NOR Flash 市场规模较小，偏向于利基型行业。在非易失性存储产业中，由于 NOR Flash 在容量成本上相较于 NAND 有较大劣势，在 1Gb 以上几乎不具备性价比，市场规 模相对较小。根据 SEMI 数据，2021 年 NOR Flash 和 EEPROM 市场规模约 40 亿美元， 而 NAND Flash 全球市场规模约 636 亿美元，DRAM 市场规模约为 870 亿美元，NOR Flash 和 EEPROM 占存储行业比重约为 2.6%。

商品标准化程度高，技术进步不明显。存储产业商品化程度较高，同时 NOR 1Gb 以 上受 NAND 替代影响，其容量上升路径受阻，行业整体技术进步并不明显。以产品多样 性和制程迭代作为衡量标准，当前 NOR Flash 领先企业的旺宏在 2015 年即提出 48nm 开 发计划，此后该计划延续至 2021 年才变更为 45nm 并向客户送样，同时近年来几乎不将 NOR Flash 纳入研发投入。制程占比上旺宏 55nm 工艺占比由 2017 年约 5%提升至 2022Q1 的 62%，相较于逻辑节点其渗透率速度并不快，同样兆易创新在 2013 年大规模销售 65nm 节点产品后，将重点转向容量提升，2019 年才在 55nm 上推出系列产品，中高容量产品 并不以成本与体积作为考量优势，不影响厂商出货量的快速上升。

参与企业以调整业务结构为主要手段，部分战略性退出市场。随着 2010 年三星退出 行业和 2014 年底 Cypress 与飞索合并后，NOR Flash 供应商主要包括 Cypress、旺宏、美 光、华邦电和兆易创新。其中 Cypress 被英飞凌合并后大幅缩减了在消费电子端的业务规 模，集中应用于汽车和通信领域；美光收购恒亿后由于亏损，也再度缩减相关业务规模； 现有旺宏和华邦电均专注于调整 NOR 业务结构，增加高容量产品业务占比，并将业务向 工控/汽车/通信等领域倾斜，而新的资本开支则主要投向 DRAM 与 NAND。

市场集中度随并购与退出周期性升降，2020 年离散度加剧。受智能手机逐步取代功 能机的影响，2009-2016 年 NOR Flash 市场规模一路下降至低于 20 亿美元，存储大厂陆 续宣布退出或缩减业务，该阶段 CR5 份额逐渐下降；2016 年后以中低容量为主的消费电 子与物联网设备需求增加，新进入玩家较多，在 2020 年市场离散度增加。市占率第一的 企业份额从 2010 年的 32%下降到 2020 年的 25%，CR5 份额由 2017 年的 92%下降至 2020 年的 78%。回顾整个过程，行业竞争格局变化的核心来自于行业前景预期变动和龙头策 略调整有关，2020 年的离散度变化则由国内企业的快速崛起相关。

2.旧路径：国内 NOR Flash 产业进阶复盘

借成本与技术优势，国内企业参与度提升。我们以上市/拟上市企业为研究集（兆易 创新/普冉股份/东芯股份/恒烁半导体/芯天下），复盘过去我国内地龙头与新兴企业成长路 径。

3.1 借消费电子东风，兆易创新逐步成长为行业前三

从量增到价涨，兆易创新 NOR 的成长三阶段。按照公司平均价格与销量变化，公司 发展历程可划分为三个阶段：

1）2014-2016 年，公司存储芯片销售量由 11.08 亿颗增长至 16.86 亿颗，复合增速为 23.36%，主要得益于份额提升以及手机存储芯片多晶圆封装需求提升，在此过程中受竞 争与定价策略影响，单颗 asp 变化幅度较小。

2）2017-2019 年，公司存储芯片销量由 17.36 亿颗增长至 28.75 亿颗，复合增速为 28.69%，在该阶段行业龙头策略性退出，公司最核心变化是在继续保持销量快速成长的 同时，加快了低容量向高容量的产品切换，2017 年公司产品集中于 128Mb 以下，后加速 推出 256Mb 及以上产品。到 2019 年得益于消费电子客户的导入和可穿戴设备的爆发， 兆易创新出货量同比增长 45.57%至 28.75 亿颗，基本追平旺宏和华邦电的出货数据。同 时从年报表述上，其产品推出速度明显加快。

3）2019-2021 年兆易创新存储芯片（以 NOR Flash 为主，在此仅考虑 NOR 产品）出 货量从 28.75 亿颗增长至 32.88 亿颗，位居全球第二，仅次于华邦电 37.93 亿颗，但复合 增速降至 6.94%。主要收入增长来源于价格端的变化，存储芯片平均价格由 2019 年的 0.79 元提升至 2021 年 1.66 元，逐渐逼近华邦电的 NOR Flash 平均价格 1.92 元，落后于旺宏 的 2.84 元（由于旺宏与日本游戏机行业强绑定，第一大客户占比超过 40%，具有一定特 殊性）。

在价格提升的主导下，公司毛利率稳步攀升。2020 年以前公司微控制器业务占比相 对较小（15%-20%之间），毛利率较稳定（43%-47%之间），其营业利润主要影响因素以 存储芯片为主。我们考察公司存储器板块的销售毛利率变化，在美光/赛普拉斯陆续宣布 退出低端产品后，2017 年受益于竞争格局改善与提价，公司毛利率从 25%以下上升一个 台阶至 37.61%并基本维持在该水平，到 2021 年新一轮景气中，公司通过产品调整与提 价将毛利率进一步提升至 39.71%。

完成技术积累后，进一步扩大在工控与汽车领域的份额。公司 GD25/55、GD5F 全 系列产品通过 AEC-Q100 车规级认证，实现了从 SPI NOR 到 SPI NAND 车规级产品的全 面布局。目前公司车规级 Flash 产品已在国内外多家知名汽车企业批量采用，可为车载应 用提供大容量、高可靠性、高性能的产品及解决方案。（报告来源：未来智库）

2.2 新兴企业皆集中成立，主承接中低容量产品

目前上市/拟上市企业普冉股份/芯天下/恒烁股份以及未上市的珠海博雅/豆萁科技等 均集中成立于 2014-2016 年，主要容量覆盖 256Mb 以下产品，各企业复合增速超过行业 平均水平。

随着主要的 NOR 参与方持续压缩低容量业务规模，而包括物联网设备、TWS 耳机、 AMOLED、TDDI 等产品的快速增长创造了旺盛的中小容量需求，这些应用产品容量范 围在 4Mb~128Mb，有利于中小企业参与。根据普冉招股说明书，TWS 蓝牙耳机预计能 为 NOR Flash 带来 3 亿美元的新增市场，AMOLED 屏幕市场预计能带来 1 亿美元的 NOR Flash 新增市场，TDDI 的增长预计能为 NOR Flash 带来 5 亿元人民币的市场增长。 代表企业普冉股份利用其技术优势与低价策略，2021 年销量规模达到 27.59 亿颗， 营收规模来到 10 亿级别。从盈利能力与价值量的角度，营收规模较大的新兴企业集中在 消费电子领域，其容量集中于 128Mb 及以下。

2016 年后国内产品容量/制程推进速度加快，并逐渐具备成本/技术上的独特优势。 从技术演进情况来看，NOR Flash 产品升级路线相对明确，围绕更先进的制程/更高的容 量的路径稳步推出新产品，实现研发-流片-量产-销售。随着美光和赛普拉斯在 2016 和 2017 年先后宣布退出 NOR 低容量，在非易失性存储方向上将资源向更高性价比的 NAND 进行倾斜，国内产业开始进入快车道。新兴企业陆续成立，而龙头兆易创新在产品推出 速率上也明显加快，2017 年 256Mb 产品量产，到 2020 年推出代表 SPI NOR Flash 行业 最高水准的容量高达 2Gb、高性能的 GD25/GD55 B/T/X 系列产品，产品竞争力基本以年 为单位快速逼近国际主流水平。

与中高容量为主三巨头不同，由于中低容量市场竞争较为激烈，且下游多为物联网 和消费电子设备，参与厂商往往通过制程升级以满足下游对成本与体积的需求，大多数 企业制程节点来到 55nm 以下，与兆易/华邦/旺宏等基本一致甚至更低，在工艺升级上也 表现出来更强烈的意愿。 除此以外，部分参与厂商逐步发展出特殊的技术路线。如普冉半导体获授权采用的 SONOS 工艺能够减少必要的掩模和处理步骤的数量，降低芯片的总体尺寸和面积； SONOS 不易受漏极导通和浮栅干扰，并且对应力诱导漏电流（SILC）不敏感，可以实现 更快的编程和更低的写入/擦除电压，并且将工艺节点提升至 40nm，实现在中低容量上 的竞争力。

2.3 小结：国内 NOR Flash 产业进阶的典型路径

NOR Flash 行业—自下而上实现国产替代的典型路径。我们在此对国产替代定义更 加广泛，即国内企业从国内市场替代到参与全球竞争的过程。从路径上，我们可过程归 类为：行业景气上行-海外厂商资源约束-海外厂商出让市场-国内企业进入-规模迅速扩大 -研发/设备再投资-技术逼近-参与主流竞争。 其潜在的约束和有利条件包括：

1） 行业供需关系发生突发性变化，主要参与企业在资源约束下战略性放弃部分低 容量市场，甚至完全退出行业。 存储行业的主要参与方以 IDM 为主，在面对行业进入生命周期末端时，其资本开支 计划日趋谨慎，在面对外部冲击时，资源条件的约束将迫使其放弃低端市场，这将给新 企业补位空间。在 2016-2017 年期间，美光将 NOR 产线转向 NAND，Cypress 出售伯明 顿 12 寸晶圆厂，产能进一步缩减。

2） 国内企业通过成本优势和市场机遇切入市场。 根据公司投资者关系活动记录表，兆易创新上市初期中心节点约为 64Mb，之后借助 SPI NOR Flash 在低功耗领域的应用，其出货量和中心节点快速上升，迅速成为中国市场 SPI NOR Flash 市占率第一；普冉股份依托 SONOS 工艺在 64Mb 的成本优势，其出货量 快速增长至 2021 年 27.59 亿颗。

3） 新增需求提供空间，与国内企业优势匹配 在手机上被 NAND 取代以后，NOR Flash 市场的主要增量为 OLED/物联网/可穿戴设 备，其规格容量集中在 8-128Mb，为国内企业的营收增长提供空间。

4） 完成技术积累后，借价格与成本优势冲击高端产品 由于 NOR Flash 结构具有相似性，外围控制电路决定芯片的控制算法，存储单元影 响芯片的单位面积和操作电压等基础参数。国内芯片设计企业在小容量 NOR 产品上完成 利润与技术的积累后，通过优化电路驱动、结合面向制造和可靠性的芯片设计技术和生 产工艺提高良率等手段，实现在高容量产品上的价格与成本优势，产品 asp 趋近于国外 企业。

3.新机遇：利基市场 DDR3 与 SLC NAND 带来新空间

3.1 DDR3：当前阶段有望重现 NOR Flash 增长路径

DDR3 市场规模企稳，逐步转入利基市场，预计 2021 年规模约为 75 亿美金。随着 DDR4 对 DDR3 在主流市场的替代接近尾声，DDR3 占整体 DRAM 规模逐步企稳，2021 年其市场预计占 DRAM 市场比重的 8%，规模约为 75.35 亿美元，并预计到 2022 年增长 至 84 亿美元。 中低容量利基型 DDR3 市场参与方中，2021 年三星与美光依然保留 DDR3 产能，台 系利基DRAM生产大厂南亚科DDR3占比约为30%，三者合计占据市场超过80%的份额， 其余厂商营收规模大致相当（2-3 亿美元）。从产品结构上，三星停止在 DDR3 上的投入， 仅具备 1/2/4 Gb 产品约 75 款产品，美光具有完整 1-8Gb 产品线但型号仅 51 款，南亚科 深耕 4 Gb 以下容量，产品线较为丰富，型号多达 135 款。

头部厂商三星退出释放行业机遇，行业迎份额洗牌关键节点。从时间节点上，2022-2023 年将成为 DDR3 市场份额再分配的重要年份，一方面供给 端的三星等 2022 年下半年后不再接收新订单，IDM 台厂装机量产时间节点大多在 2023 年后，而下游需求如通信、汽车、安防监控和工业需求相对稳定，这将为国内 Fabless 企 业扩大市占率提供机遇。

DDR3 依然在部分细分市场上具备旺盛生命力。尽管 DDR4 在服务器/PC 领域为当 前主流选择且逐步迭代至 DDR5，但在运行周期长、需要与旧内存技术兼容的设备/通信/ 物联网设备等领域依然大规模使用 DDR3，如 物联网使用的开发板与扩展板未进行更新， 则会继续采用兼容的 DDR3 产品。目前安防监控、网关路由器、WiFi 和机顶盒均可见使 用 1Gb-4Gb 不等的 DDR3 内存。 制程工艺相对集中，国内具有潜在成本优势。利基 DDR3 市场主要生产厂商中，华 邦电重点拓展 25nm 制程技术并研发储备下一代；晶豪科于 2021 年初步完成 25nm 开发 进入导入量产工作；南亚科 2017 年完成了 20nm 的 DDR3 认证与量产工作。而国内企业 兆易创新则借助合肥长鑫生产 17nm DDR3，北京君正（ISSI）与东芯股份则均为 25nm， 整体 DDR3 制备工艺相对集中，而兆易创新具备工艺领先优势。

当前 DDR3 变化与 2016-2017 年 NOR Flash 变化具有相似性，国内企业居于更优势 地位。回顾 NOR Flash 发展历程，随着市场份额分别居第一位和第三位的赛普拉斯和美 光陆续宣布退出中小容量 NOR，旺宏与华邦电 2016-2017 年出货量增速分别为 16.73%/40.34%和 15.86%/28.01%，成为此轮行业出清的最大赢家，2018 年市占率迅速上 升至前两位。而随着中芯国际和华虹半导体技术的追赶，国内企业后来居上，增速高于 行业平均。我们认为当前 DDR3 机遇类似于 2016-2017 年的 NOR Flash，且国内企业在 份额争夺中具备一定优势，原因在于： 1）半导体行业景气导致有限资源的再分配，头部厂商三星退出释放行业超过 30%的 份额； 2）中小容量 DDR3 产品在消费电子领域依然具备旺盛需求，其不需要汽车电子行业 较高的行业认证壁垒，同时对成本具备价格敏感性，符合国内企业从低端向高端渗透的 增长逻辑； 3）近年来国内晶圆代工企业技术上的日益成熟提供了产能支撑，相较于台系 IDM 企业资本开支约束，国内 Fabless 公司在份额争夺上占有先机； 4）国内利用先进制程生产利基产品的模式将构成成本优势。

基于 2016 年以后国内 NOR Flash 产业进阶路径，我们重点关注两个阶段和三个指标： 第一阶段为龙头退出份额的在分配，核心指标为出货量的倍数扩张和产品在料号和容量 上的加速覆盖；第二阶段为利润释放，在某一时期由于供给冲击或新的增量需求导致供 需逆转，以容量和销量为基础，通过涨价攫取大量利润。

3.2 SLC NAND：国内企业积极进取

SLC NAND 在高可靠性市场具有利基地位。按照每个 NAND 闪存单元能够储存的位 数进行分类，NAND 闪存可分为 SLC/MLC/TLC 和 QLC。为追求更高密度和更低的成本，主流市场产品中 TLC 占有较大的市场份额，并有部分开始采用容量更大的 QLC 颗粒。 与之对应的是，容量越大，其耐久性越低，可擦写次数也越少，即使有日益发展的控制 器和固件技术的帮助，MLC/TLC 产品也不太适合用于工控等高可靠性市场，主要表现在 3 个方面：1）存储单位越多，电路需要更精确复杂的算法的分配电荷，导致读写速度变 慢；2）在 Copyback/Partial 编程上，MLC/TLC 对读/写/改或小块操作表现更差；3）存储 单位越多，可擦写次数越少，不适用于频繁更新或追求可靠性的场景。 因此，在小容量 NAND 领域，串口 SPI NAND 为过去使用 NOR Flash 需要可靠性要 求高/小封装，又要求容量在 1GB以上提供了代码及数据存储的解决方案；而并口 PPI SLC NAND 产品则适用于高带宽应用。

依托高可靠性市场与新兴场景应用的拓展，SLC 市场稳健增长。根据 Gartner 数据 统计，2019 年 SLC NAND 全球市场规模约为 16.71 亿美元，并预计到 2024 年增长至 23.24 亿美元，复合增长率将达到 6%。随着如通信、汽车电子、物联网、可穿戴设备和工控等 新兴应用场景的拓展，下游市场对具备高可靠性、低功耗等特点的中小容量存储芯片需 求也持续上升。包括 5G 基站/CPE、PON、路由器和机顶盒等通信应用、安防监控、智 能家居和汽车电子等物联网应用等对 SLC NAND 的市场需求形成支撑。

目前 SLC NAND 利基的市场主要参与方包括国外的三星、SK 海力士、镁光和铠侠 等，我国台湾企业主要包括旺宏、华邦和晶豪科等，国内则为兆易创新、北京君正、东 芯股份和芯天下等。由于海外企业逐步转向工控与汽车领域，陆续退出 4Gb 以下中低容 量 NAND 市场，SLC NAND 主要玩家逐步转向国内大陆与台企。从技术层面上，旺宏 19nm SLC NAND 顺利出货并在 2021Q4 位元占比达到 59%，其余厂商集中在 24nm 和 38nm，东芯股份 SLC NAND 量产产品以中芯国际 38nm 为主，力积电 28nm 部分产品已 量产，中芯国际 24nm 产品达到量产标准，基于中芯国际 19nm 工艺节点的产品已经进入 研发阶段。

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