NOR FLASH ist heiß geworden
Flash-Speicher umfasst NOR Flash (Oder-Nicht-Flash) und NAND Flash (Und-Nicht-Flash), wobei NAND Flash mehr als 95 % des Flash-Speichermarktes einnimmt. NOR Flash (Oder-Nicht-Flash) hat sich aufgrund seiner einzigartigen technischen Eigenschaften in professionellen Bereichen wie der Industrie und der Automobilbranche einen festen Platz erobert. Als einer der beiden Kerntechnologienpfade für nichtflüchtigen Flash-Speicher hat NOR Flash in den letzten Jahrzehnten stark entwickelt und wird durch neue Anwendungsfälle wie das Internet der Dinge, die Automobil-Elektronik und AI-Server von einem "Nischenmarkt" in einen "wachstumsstarken Sektor" geführt.
In dieser Entwicklungswelle ist die Strategie einheimischer MCU-Unternehmen besonders wichtig. Einheimische Unternehmen wie CM32, die sich im Bereich MCU bewährt haben, nutzen ihre technologischen und kundenseitigen Vorteile, um sich beschleunigt in diesen wachstumsstarken Bereich einzubringen und die Entwicklung von NOR Flash von einer "nischenspezifischen Notwendigkeit" hin zu einer "maßstäblichen Anwendung" voranzutreiben.
Was ist NOR Flash?
Die Entwicklung von NOR Flash begann in den 1980er Jahren. 1988 wurde die entsprechende Technologie erstmals von Fujio Masuoka von Toshiba entwickelt und später von Intel in die Massenproduktion gebracht. Dies brach die vorherige Dominanz von EPROM (Erasable Programmable Read-Only-Memory, elektrisch programmierbarer Nur-Lese-Speicher) und EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read - Only Memory, elektrisch löschbarer Nur-Lese-Speicher) auf dem Nur-Lese-Speichermarkt. Im darauffolgenden Jahr 1989 brachte Toshiba NAND Flash auf den Markt. Die beiden Technologien ergänzen sich ideal: NOR Flash ist für die Codespeicherung ausgelegt, während NAND Flash mit seiner hohen Speicherdichte und geringen Kosten für die Speicherung großer Datenmengen dominiert.
NOR Flash zeichnet sich durch eine parallele Adressierungsstruktur und die Möglichkeit der direkten Ausführung von Anwendungen im Flash-Speicher (XIP, eXecute In Place) aus. Dadurch können Anwendungen direkt im Flash-Speicher laufen, ohne in den System-RAM geladen zu werden. Außerdem verfügt es über eine lange Datenaufbewahrungszeit, Temperaturbeständigkeit, geringen Stromverbrauch und eine lange Schreib-Leselebensdauer (ca. 100.000 Zyklen). Obwohl die Speicherdichte gering und die Kosten pro Speicherplatz hoch sind und das Schreiben und Löschen langsamer erfolgen, ist es in Anwendungen mit geringem Speicherbedarf, hoher Zuverlässigkeit und schneller Reaktionszeit unverzichtbar. Früher wurde es hauptsächlich für die Firmware-Speicherung in Funktionshandys verwendet, inzwischen hat sich sein Einsatzbereich auf breitere professionelle Anwendungen erweitert.
NAND Flash zeichnet sich durch eine extrem hohe Dichte der Speicherzellen aus, was eine hohe Speicherdichte ermöglicht, und hat ausgezeichnete Schreib- und Löschgeschwindigkeiten. Die Herausforderung bei seiner Anwendung besteht darin, dass ein spezielles Systeminterface für die effiziente Verwaltung des Flash-Speichers erforderlich ist. In Bezug auf die Lese- und Schreibleistung ist NOR Flash bei der Lesegeschwindigkeit etwas schneller als NAND Flash, während NAND Flash bei der Schreibgeschwindigkeit NOR Flash bei weitem übertrifft.
Nachfrage aus verschiedenen Bereichen treibt die Steigerung von Menge und Preis von NOR Flash an
Mit dem schnellen Wachstum von Branchen wie dem Internet der Dinge, der Automobil-Elektronik und der Künstlichen Intelligenz erweitert sich der Anwendungsbereich von NOR Flash stetig, und die Marktbedürfnisse steigen sprunghaft an. Dies treibt die Entwicklung von NOR Flash von einer Nischenanwendung hin zu einer massstäblichen Anwendung an.
Im Bereich des Internet der Dinge und des AIoT wird die MCU (Microcontroller) immer breiter eingesetzt. Früher konnten die Anforderungen von MCUs durch integrierte EEPROMs oder externe NOR Flash-Speicher mit geringer Kapazität erfüllt werden. Mit der zunehmenden Funktionsvielfalt von Smartgeräten haben die Anforderungen an die Systemaktualisierung, Audio-Speicherung, GUI-Bildanzeige, Videopufferung und Protokollstapel jedoch zu einem höheren Speicherbedarf geführt. Dadurch wird der NOR Flash-Speicher, der mit MCUs kombiniert wird, immer häufiger auf höhere Kapazitäten aktualisiert.
Im Trend der Künstlichen Intelligenz hat die sprunghafte Zunahme der Nachfrage nach AI an den Endgeräten diesen Trend noch verstärkt. Endprodukte wie AI-Kopfhörer, Smartarmbänder, AR/VR-Geräte, intelligente Lautsprecher, körperliche intelligente Roboter und AI-Spielzeuge haben hohe Anforderungen an die schnelle Reaktionsfähigkeit und Zuverlässigkeit des Speichers, und in den meisten Anwendungen ist kein großer Speicherbedarf erforderlich. Dies passt genau zu den technologischen Vorteilen von NOR Flash. Beispielsweise hat der schnelle Wachstum des Marktes für tragbare Geräte wie TWS-Kopfhörer (mit einem eingebauten NOR Flash zur Speicherung des Systemcodes), Smartuhren/Smartarmbänder (mit einem eingebauten oder externen NOR Flash) und AR/VR-Geräte (normalerweise mit einem NOR Flash ausgestattet) zu einer großen potenziellen Nachfrage nach NOR Flash geführt.
Auch im Bereich der Automobil-Elektronik ist das Wachstum sehr dynamisch. Der schnelle Fortschritt von digitalen Cockpits und autonomem Fahren (ADAS) treibt die Nachfrage nach in - Fahrzeug-Speichern stetig an. Die Echtzeitstart-Funktion (instant-on) von NOR Flash macht es zur idealen Wahl für Automobilinstrumententafeln. Im Vergleich zu NAND Flash entsprechen seine Vorteile wie lange Datenaufbewahrungszeit, Temperaturbeständigkeit und schnelles Starten von Code perfekt den strengen Anforderungen in der Automobilanwendung.
Die Nachfrage des gesamten ADAS-Systems nach NOR Flash ist noch höher. Aufgrund der zunehmenden Komplexität der ADAS-Funktionen werden intelligente Sensoren wie Frontkameras, Radargeräte und sogar Lidar-Systeme immer häufiger eingesetzt. Daher wird eine große Menge von NOR Flash-Speichern mit hoher Dichte benötigt. Insbesondere in der Zeit des autonomen Fahrens benötigt jede Kamera und jedes Radar ein Speicherchip, um die erfassten Straßeninformationen zu speichern. Die Kameras und Radargeräte schreiben die erfassten Informationen in die Speicherchips, und die eingebauten Algorithmen verarbeiten und analysieren die Daten, um schnell Entscheidungen wie Notausweichmanöver oder Bremsvorgänge zu treffen. Nur NOR Flash kann diese Anforderungen erfüllen.
Das sprunghafte Wachstum von AI-Servern ist ein "Supermotor" für die Nachfrage nach NOR Flash. Die technologische Neuerung der HBM4 (High Bandwidth Memory)-Architektur hat die Anzahl der DRAM-Schichten von 12 Schichten bei HBM3 auf 16 - 20 Schichten erhöht, was die physikalische Struktur und die Stromversorgungsmanagementlogik komplizierter macht. NOR Flash übernimmt die Kernfunktionen der Initialisierung des AI-Server-Systems, des sicheren Starts und der Firmware-Speicherung und kann die Anforderungen für die unabhängige Stromversorgungsverwaltung und Initialisierung jeder DRAM-Schicht bei HBM4 erfüllen. Mit der Aktualisierung von AI-Servern von HBM3E auf HBM4 steigt die Anzahl der NOR Flash-Speicher pro Gerät von 1 - 2 auf 3 - 5, was einer Zunahme von 50 % entspricht, wie die Branchenstatistiken zeigen. In AI-Trainingsclustern müssen die untersten Befehle häufig und zuverlässig abgerufen werden. Die geringe Latenz und hohe Zuverlässigkeit von NOR Flash machen es zu einem unverzichtbaren Bauteil.
Die anhaltend hohe Nachfrage hat auch zu einem Preisanstieg geführt. CM32 hat am 27. Januar eine Preiserhöhungsbenachrichtigung herausgegeben und erklärt, dass aufgrund der knappen Chip-Lieferung und steigenden Kosten in der gesamten Branche die Lieferzeit für die verpackten Produkte verlängert und die Kosten im Vergleich zu früher stark gestiegen sind. Auch die Kosten für Rahmen und Testen sind stetig gestiegen. Angesichts der schwierigen Angebots-Nachfrage-Situation und des hohen Kostendrucks hat das Unternehmen nach gründlicher Überlegung beschlossen, ab sofort die Preise für Produkte wie MCU und Nor flash anzupassen. Die Preiserhöhung liegt zwischen 15 % und 50 %.
Strategische Logik der Einheimischen MCU-Unternehmen bei der Einstieg in den NOR Flash-Bereich
Kürzlich hat das führende einheimische MCU-Unternehmen CM32 offiziell seinen ersten nichtflüchtigen Speicherchip CMS25Q40A angekündigt und mit einem 4M bit niedrigstromsigen SPI NOR Flash - Produkt die Türen des Speicherbereichs geöffnet und die Strategie "MCU + Speicher" ins Leben gerufen.
MCU und NOR Flash sind eine natürliche "Goldene Partnerschaft". Die meisten eingebetteten Geräte mit einem MCU benötigen einen externen NOR Flash - Speicher, um Programme zu speichern. Diese natürliche Synergie hat auch dazu geführt, dass einheimische MCU - Unternehmen in den NOR Flash - Bereich eintreten, was ein wichtiger Trend in der Branchenentwicklung ist.
NOR Flash und MCU haben auf der Ebene der Halbleiterentwicklung und -herstellung natürliche Gemeinsamkeiten. Beide gehören zu den Kernchips von eingebetteten Systemen und müssen die gleichen Schlüsseltechnologien wie die niedrigstromsige Entwicklung, die hohe Zuverlässigkeitssicherung und die Optimierung des eingebetteten Speichers meistern. Unternehmen können auf der Grundlage ihrer in NOR Flash - Bereich gesammelten Prozesserfahrung, IP - Ressourcen und Kundenschnittstellen ihre MCU - Produktentwicklung effizient vorantreiben und die Plattformstrategie "Speicher + Steuerung" umsetzen, was die Entwicklungskosten und das Marktrisiko erheblich reduziert. Diese Strategie wurde von mehreren Unternehmen praktisch bestätigt: GD und Alio haben sich klar als Anbieter im Bereich "Speicher + Steuerung" positioniert und die MCU - Geschäftsmöglichkeiten durch die Synergieeffekte ihrer NOR Flash - Kanäle erweitert; Puya verfolgt die Zwei - Rad - Antriebsstrategie von "Speicher" und "Speicher +". Einerseits verbessert es kontinuierlich die gesamte Produktlinie des bestehenden Speichers, stärkt die technologischen Leistungsvorteile, konzentriert sich auf die Erschließung von mittel - und hochwertigen industriellen und Automobilkunden sowie auf die neuen Geschäftsmöglichkeiten in neuen Bereichen, um die Produktbasis für die Steigerung der Marktanteile zu stärken; andererseits hat das MCU - und VCM Driver - Produkt im Bereich "Speicher +" schnell Bekanntheit erlangt und ein kontinuierlich hohes Wachstum erzielt.
Es gibt drei Gründe für die Einheimischen MCU - Unternehmen, sich in den NOR Flash - Bereich einzubringen:
Erstens: Verbesserung der Produktekosystem und Stärkung der Kundenbindung. Als Kernsteuerchip von Smartgeräten benötigt der MCU normalerweise einen externen Speicherchip, um Programmcode, Konfigurationsparameter und andere Schlüsseldaten zu speichern. Wenn ein MCU - Unternehmen die eigene Produktion von NOR Flash realisieren kann, kann es eine "One - Stop - Lösung" von "MCU + Flash" anbieten. Dies kann nicht nur die Einkaufskosten und die Schwierigkeiten der Lieferkettenverwaltung für die Kunden effektiv senken, sondern auch die Kundenbedürfnisse durch die Produktkoordination binden und die Kundenbindung erheblich stärken.
Zweitens: Erweiterung der Geschäftsbereiche und Erschließung neuer Wachstumspotenziale. Obwohl der Markt von NOR Flash kleiner als der von DRAM und NAND Flash ist, ist es in Bereichen wie der Automobil - Elektronik, der industriellen Steuerung und den IoT - Geräten unverzichtbar, insbesondere für Anwendungen mit geringem Speicherbedarf und niedrigem Stromverbrauch. MCU - Unternehmen können auf der Grundlage ihrer bestehenden Kundenressourcen und technologischen Erfahrungen in diesen Bereich eintreten, die bestehenden Geschäftsbereiche erweitern und neue Wachstumspotenziale in Nischenmärkten erschließen.
Drittens: Nutzung der Chancen der Lokalproduktion und Eroberung von Nischenmärkten. Der globale NOR Flash - Markt wird seit langem von internationalen Herstellern wie Winbond und Macronix dominiert. In den letzten Jahren hat der Marktanteil der einheimischen Unternehmen stetig zugenommen, und der Trend zur Lokalproduktion ist deutlich. MCU - Unternehmen können diesen Trend nutzen, indem sie sich zunächst auf Produkte mit mittlerer und kleiner Kapazität konzentrieren, um eine direkte Konkurrenz mit den führenden Herstellern bei hochdichten und Automobil - qualifizierten Produkten zu vermeiden und gezielt Nischenmarktanteile zu erobern.
Natürlich stehen auch neuen Marktteilnehmern erhebliche Herausforderungen gegenüber: Im NOR Flash - Markt haben sich bereits führende Unternehmen wie GD und Puya etabliert. Neue Spieler müssen in Bezug auf Leistung, Kosten und Zuverlässigkeit Durchbrüche erzielen. Die Entwicklung einer umfassenden Produktlinie erfordert kontinuierliche hohe Forschungs - und Entwicklungsinvestitionen, was möglicherweise die Iterationsgeschwindigkeit des traditionellen MCU - Geschäfts beeinträchtigt. Gleichzeitig wird der Markt stark von Kapazitäts - und Nachfrageschwankungen beeinflusst, und Preisänderungen können die Rentabilität der Unternehmen beeinträchtigen.
Es ist offensichtlich, dass die Einstellung von MCU - Unternehmen auf NOR Flash eine strategische Wahl ist, die auf technologischer Synergie basiert und die Chancen der Lokalproduktion nutzt. Dies ist in den letzten Jahren ein wichtiger Entwicklungstrend in der Halbleiterbranche geworden, und die Unternehmen müssen auch mit der Konkurrenz auf dem Markt und der Ressourcenallokation fertig werden.
3D NOR Flash: Die Revolution des nichtflüchtigen Speichers
Um den Entwicklungstrends von Branchen wie der Künstlichen Intelligenz und der intelligenten Automobiltechnik gerecht zu werden, gibt es immer mehr Stapelungslösungen wie HBM, HBF und HBS. Im Bereich von NOR Flash stellen diese Anwendungen auch höhere Anforderungen an die Flash - Speicher in Bezug auf höhere Dichte, schnellere Zugriffsgeschwindigkeit und höhere Zuverlässigkeit. Der traditionelle 2D NOR Flash nähert sich bereits seinen physikalischen und Leistungsgrenzen, und seine planare Architektur beschränkt seine Skalierbarkeit.
Der 3D NOR Flash löst das Problem der Skalierbarkeit der 2D - Architektur, indem er die Speicherzellen vertikal stapelt. Nehmen wir die Produktlinie von Macronix als Beispiel: Die maximale Kapazität eines einzelnen Die von 2D NOR Flash beträgt nur 512 Mb. Wenn eine höhere Dichte erforderlich ist, muss ein System - in - Package (SiP) mit mehreren Dies verwendet werden. Im Gegensatz dazu kann die Kapazität eines einzelnen Die von 3D NOR Flash bis zu 4 Gb erreichen, was eine sprunghafte Steigerung der Speicherdichte bedeutet. Diese Eigenschaft macht es zur idealen Wahl für Anwendungen, die in begrenztem physikalischen Raum eine große Menge an nichtflüchtigem Speicher benötigen, und reduziert die Abhängigkeit von Endgeräten von mehreren Speicherbauteilen wie eMMC und NAND.
Neben der Steigerung der Speicherdichte hat der 3D NOR Flash auch eine kürzere Zugriffsverzögerung, was die Startleistung der Geräte erheblich verbessert. Dies ist für Anwendungen wie Automobilinstrumententafeln und AI - Server, die einen fast sofortigen Zugriff auf die gespeicherten Daten erfordern, von entscheidender Bedeutung. Mit der Reife und Massenproduktion der 3D NOR - Technologie wird sie die Anforderungen an hohe Leistung in Hochleistungsan