苹果新机为NOR芯片再添一把火

来源:内容来自半导体行业观察(ID:icbank)原创,作者:畅秋,谢谢!

上周,苹果发布了新机iPhone 12系列,再次掀起了一波购机热潮。与以往机型不同,今年的iPhone 12全系列都采用了OLED屏幕,这也是智能手机史上的首次。这样的配置对相关芯片的需求量巨大,典型代表就是NOR Flash,也正是因为OLED屏幕在手机上的普及,在2019年,NOR Flash就吹响了大量扩产的号角,一度引发市场热议,同时,也给本就紧缺的8英寸晶圆代工产能带来了更大的挑战,因为NOR Flash大多采用55nm以上成熟节点制程工艺制造,而这些正是8英寸晶圆代工的主要覆盖领域。

在这样的产业形势基础上,今年苹果新机全系列采用OLED屏幕,由于其产量巨大,据产业链人士介绍,苹果预期年底前生产7000万部iPhone 12系列手机,而通常手机品牌厂会额外订购10%的屏幕面板备用,这样,年底前,苹果共需要约8000万片OLED显示面板。这无疑又将进一步催热NOR Flash市场。

OLED与NOR Flash相得益彰

NOR Flash具有芯片内执行(XIP)和高可靠性等特点,但寿命相对较短,其在1\~16Mb的小容量应用方面具有很高的成本效益,在功能机时代,凭借NOR+PSRAM架构称霸一时,其中,NOR Flash用来存储代码和数据,PSRAM 作为MCU和DSP执行运算时的数据缓存。

NOR Flash主要分为串行和并行两种,串行NOR Flash的特点是接口简单、轻薄、功耗和系统总体成本更低,虽然读取速度不及并行的,但已成为市场和应用的首选。而与NAND相比,NOR的成本较高,容量小,且写入速度慢,传统上,主要用于功能手机、电视、机顶盒、USB Key等小容量代码存储。

市场规模方面,NAND约占42%,而NOR只有3%;制程方面,NOR对先进节点的要求不高,一般采用55nm和65nm;虽然NOR的擦除和写入速度相对较慢,但其读取速度非常快,这也是它能够在应用中安身立命的核心价值所在。

由于NOR Flash容量小、成本高,一度被大厂边缘化,但随着5G、OLED显示面板和自动驾驶汽车等新兴市场的快速发展,NOR重新唤起了厂商的关注。特别是OLED显示面板,在当下的高端机已成为标配,而且,随着技术的不断成熟,以及面板和相关芯片成本的下降,越来越多的中端机型也开始采用OLED显示,苹果iPhone 12全系列机型全部采用OLED面板,在一定程度上可以看作是这种显示技术发展的一个里程碑,其全面替代LCD的时代来临了。

那么,为什么OLED显示面板的普及,会直接带动NOR Flash需求量的大幅提升呢?

这是因为,由于工艺原因,OLED存在亮度均匀性和残像两大难题,需要进行补偿,补偿方法分为内部补偿和外部补偿。内部补偿的效果不好,难以解决残像问题;外部补偿则具有像素结构简单,驱动速度快和补偿范围大的优点,是实际应用中的首选。

外部补偿时,需要外挂一颗NOR Flash,以避免AMOLED面板的蓝色光会随时间消退的问题。在Full HD情况下,需要用8Mb的NOR Flash,而QHD则需要用到16Mb的NOR Flash。

目前,手机上的OLED显示面板主要采用AMOLED技术,且应用越来越普遍,这就带动了中端NOR Flash需求的增长,其复合增速达到了24%。WitsView预测,到2020年,AMOLED在智能手机市场的占有率将达到49.4%。以2018年15亿部智能手机的出货量计算,AMOLED的市占率为35.3%,对NOR Flash的需求量达到5.3亿个,2020年将达到7.8亿个。

市场争夺加剧

NOR Flash市场主要被华邦电、旺宏、兆易创新、Cypress(2019年被英飞凌收购)和美光这五大厂商占据。其中,美光和Cypress主要生产高容量的NOR Flash,主要用于汽车、工控和航天领域;华邦电和旺宏则以中等容量的NOR芯片为主,兆易创新早期依靠低容量产品切入NOR芯片市场,正在向高端领域过渡和发展。华邦电、旺宏和兆易创新这三家更专注于消费类电子产品市场。

在手机OLED市场,NOR Flash争夺战主要在华邦电和兆易创新这两家之间进行。同时,它们也是在全球总体NOR Flash市占率方面排名第一和第三的厂商。

相对来讲,旺宏的NOR Flash更多用在了5G基站上,目前,市场上高达8成的5G基站都采用了旺宏的NOR Flash,而华为则是该公司的一大客户。

因此,当下的OLED用NOR Flash市场,主要在华邦电和兆易创新之间争夺。

华邦电在这一领域一直拥有最大话语权,就以今年的iPhone 12系列新机为例,华邦电成为了iPhone新机OLED面板外挂NOR Flash芯片的独家供货商,独享了这样一笔大单。据悉,从该公司下单,苹果甚至不谈价钱,直接拉货,华邦电今年又要大赚一笔了。

另外,华邦电一直是三星OLED显示面板的主要NOR Flash供货商,在苹果iPhone X、iPhone XS、iPhone 11 Pro机型中,均供货OLED面板外挂的NOR Flash芯片,去年的iPhone 11 Pro,则由华邦电与兆易创新分食了订单。

兆易创新方面,这几年上升的势头明显,在全球NOR Flash榜单上,从去年的第五名,快速晋升到了现在的第三名,仅次于华邦电和旺宏。通过多年的技术积累,该公司最为擅长的NOR Flash受到了越来越多的市场认可,使得该公司今年的订单满载,以致于无产能供货苹果iPhone手机OLED显示面板用NOR Flash,这在客观上给华邦电创造了更大的商机。

据悉,苹果从8月起开始拉货,目前,华邦电相关订单需求已经排到2021年第一季度。

而在iPhone 12系列新机的带动下,华为、OPPO、vivo、小米等手机厂商全面跟进,业界预估,2020年在5G新机带动下,全球采用OLED显示面板的手机出货量将超过6亿部,年增长率达到46%。

特别是华为,由于受到贸易限制,华为在9月之前提前大量下单各种手机芯片,其中就包括NOR Flash。在华为提前拉货带动下,华邦电NOR Flash产能在7月初起开始满载,不过,尽管9月中旬后已无法供货给华为,但随着旺季到来,需求快速复苏,且新iPhone正好蓄力,加上部分客户NOR Flash库存已见底,供不应求。需要预先备库存,使得华邦电产能持续满载。

转单效应

从总体市场供给来看,包括华邦电、旺宏、美光等IDM厂近一年来没有新增产能,只是通过制程微缩来增加产量。而从代工端来看,主要由中芯国际、华虹宏力、武汉新芯等提供产能。但近期可提供NOR Flash代工的50nm/60nm产能已供不应求,2020年第四季度之前无法增加投片,使得全年NOR Flash供给都处于吃紧状态。

由于中国大陆晶圆代工厂有可能遭受更严苛的贸易限制,使得中国台湾地区厂商有机会迎来NOR Flash转单潮,包括台积电、联电、世界先进。这种局面一旦真的出现,NOR Flash产能可能更加吃紧,这在客观上会进一步提升华邦电和旺宏的市场地位。

另外,全球8英寸晶圆代工月产能本就非常紧张,已长期处于供不应求的状态,在这种情况下,若NOR Flash大范围转单真的出现,无疑会使全球本已十分紧张的8英寸晶圆代工产能雪上加霜,估计到时候价格又要上涨了。

结语

展望未来几年,由于5G手机有相应的技术要求,将加速提升OLED手机显示面板的渗透率。预计2021年会有一半以上的智能手机采用OLED显示面板。整体而言,OLED面板需求会持续爆发,必将带动NOR Flash需求加速增长。

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