NOR Flash行业趋势分析 浅谈NOR Flash原理及性能.doc
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1、NOR Flash行业趋势分析 浅谈NOR Flash原理及性能本文主要是关于NOR Flash的相关介绍,并着重对NOR Flash的原理性能及其行业趋势进行了详尽的阐述。NOR Flash它是现在市场上两种主要的非易失闪存技术之一。Intel于1988年首先开发出NOR Flash 技术,彻底改变了原先由EPROM(Erasable Programmable Read-Only-Memory电可编程序只读存储器)和EEPROM(电可擦只读存储器Electrically Erasable Programmable Read - Only Memory)一统天下的局面。紧接着,1989年,东芝
2、公司发表了NAND Flash 结构,强调降低每比特的成本,有更高的性能,并且像磁盘一样可以通过接口轻松升级。NOR Flash 的特点是芯片内执行(XIP ,eXecute In Place),这样应用程序可以直接在Flash闪存内运行,不必再把代码读到系统RAM中。NOR 的传输效率很高,在14MB的小容量时具有很高的成本效益,但是很低的写入和擦除速度大大影响到它的性能。NAND的结构能提供极高的单元密度,可以达到高存储密度,并且写入和擦除的速度也很快。应用NAND的困难在于Flash的管理需要特殊的系统接口。通常读取NOR的速度比NAND稍快一些,而NAND的写入速度比NOR快很多,在设
3、计中应该考虑这些情况。ARM嵌入式Linux系统开发从入门到精通 李亚峰 欧文盛 等编著 清华大学出版社 P52 注释 API Key。性能比较flash闪存是非易失存储器,可以对称为块的存储器单元块进行擦写和再编程。任何flash器件的写入操作只能在空或已擦除的单元内进行,所以大多数情况下,在进行写入操作之前必须先执行擦除。NAND器件执行擦除操作是十分简单的,而NOR则要求在进行擦除前先要将目标块内所有的位都写为0。由于擦除NOR器件时是以64128KB的块进行的,执行一个写入/擦除操作的时间为5s,与此相反,擦除NAND器件是以832KB的块进行的,执行相同的操作最多只需要4ms。执行擦
4、除时块尺寸的不同进一步拉大了NOR和NAND之间的性能差距,统计表明,对于给定的一套写入操作(尤其是更新小文件时),更多的擦除操作必须在基于NOR的单元中进行。这样,当选择存储解决方案时,设计师必须权衡以下的各项因素。l 、NOR的读速度比NAND稍快一些。2、 NAND的写入速度比NOR快很多。3 、NAND的4ms擦除速度远比NOR的5s快。4 、大多数写入操作需要先进行擦除操作。5 、NAND的擦除单元更小,相应的擦除电路更少。此外,NAND的实际应用方式要比NOR复杂的多。NOR可以直接使用,并可在上面直接运行代码;而NAND需要I/O接口,因此使用时需要驱动程序。不过当今流行的操作系
5、统对NAND结构的Flash都有支持。此外,Linux内核也提供了对NAND结构的Flash的支持。详解NOR和NAND是现在市场上两种主要的非易失闪存技术。Intel于1988年首先开发出NOR flash技术,彻底改变了原先由EPROM和EEPROM一统天下的局面。紧接着,1989年,东芝公司发表了NAND flash结构,强调降低每比特的成本,更高的性能,并且象磁盘一样可以通过接口轻松升级。但是经过了十多年之后,仍然有相当多的硬件工程师分不清NOR和NAND闪存。像“flash存储器”经常可以与相“NOR存储器”互换使用。许多业内人士也搞不清楚NAND闪存技术相对于NOR技术的优越之处,
6、因为大多数情况下闪存只是用来存储少量的代码,这时NOR闪存更适合一些。而NAND则是高数据存储密度的理想解决方案。NOR的特点是芯片内执行(XIP, eXecute In Place),这样应用程序可以直接在flash闪存内运行,不必再把代码读到系统RAM中。NOR的传输效率很高,在14MB的小容量时具有很高的成本效益,但是很低的写入和擦除速度大大影响了它的性能。NAND结构能提供极高的单元密度,可以达到高存储密度,并且写入和擦除的速度也很快。应用NAND的困难在于flash的管理需要特殊的系统接口。NOR Flash行业趋势分析1汽车与工控拉动2016 趋势反转从各方面验证,2016年是NO
7、R的拐点。首先,NOR市场为什么过去持续下跌?一方面是NAND由于更高的性价比在智能机领域替代NOR,另一方面是功能机出货持续下滑。但目前情况是NAND替换已经完成,在智能机应用稳定在ISP、TDDI、AMOLED等领域以及低端功能机,而功能机领域还有较大市场且增速的下滑也已经趋于平缓。根据Gartner,2016年功能机出货3.96亿部,同比增速-5.71%,远小于过去几年两位数以上的衰退,其背后原因是由于收入结构与人口结构等因素影响,仍有较多地区以功能机为主,根据PEW研究,东南亚、印度、非洲与日本(由于人口老龄化影响)智能手机普及率仅有20%、17%、10%与39%(全球平均水平是43%
8、)。因此对于功能机,我们预计仍有3亿部左右的筑底市场存在,对应25%的下降空间,预计未来几年功能机下滑速度持续在10%以内。传统功能机市场下滑明显趋缓的同时,工控与汽车等新应用在强势崛起。华邦电汽车和工用占比从2012年2%迅速提升至2016年18%。而旺宏汽车和工控占比也从09年的不到3%一路提升至16年的20%,复合增长率达39.08%。而根据CYPRESS,专用于ADAS系统NOR市场也预计将从2016年的0.28亿美元增长至2021年的1.21亿美元,对应复合增长率28%。2调高TDDI AMOLED需求拉动预期AMOLED与TDDI对NOR Flash需求拉动可能比我们预计的更乐观。
9、(a)Amoled:由于亮度均匀性和残像是AMOLED两大难题(Mura),因此需要通过外部驱动电路感知像素的电学或光学特性然后进行补偿(De-mura),而由于De-mura编码整合进入驱动IC成本过高,因此需要外挂一颗8Mb(Full HD)或32Mb(QHD)的NOR Flash,目前为三星供应NOR的主要为台资厂商旺宏和华邦电,而旺宏是苹果独家供应商,一颗单价约为0.2-0.5美元,我们测算17/18年新市场空间1.90/2.4亿美元。(b)TDDI:TDII是将触控与显示驱动芯片集成。根据Synaptics,2017/2018年全球TDDI销量3.8/5.3亿颗,对应市场0.38/0
10、.53亿美元。(c)eflash渗透率:在我们原先假设中,考虑到eFlash(嵌入式NOR)是趋势,因此18/19/20年按照20%/50%/70%假设eflash占比,但由于面积和成本,以及高低压制程不兼容(eflash运行在12V,而驱动IC运行在28V)等因素,我们进一步调低eflash 18/19/20比率至0%/5%/15%,同时假设17/18/19/20年NOR的平均价格涨幅为30%/10%/-10%/-10%,对应17/18/19/20年新增市场规模2.98/4.50/5.09/5.42亿美元(由于17年OLED用NOR一大增量来自于苹果新款手机,预计苹果机相对安卓机零部件价值量
11、高,因此17年OLED用NOR相对16年实际提价假设43%)。3市场未来预计维持二位数增长在传统应用下滑趋势减缓,汽车、工控、AMOLED与TDDI等新应用强势拉动的背景下,预计172020年NOR Flash市场复合增长率15.74%,至2020年市场规模有望达到47.68亿美元。中性预期下未来几年产能小幅稳健提升从供给角度整体收缩,美光逐步退出市场,CYPRESS退出中低容量,台系与大陆厂商进行扩产。中性预期下我们预计17/18/19年全球NOR的产能在20.16/22.95/25.98万片/月,YOY分别为-5.81%/13.84%/13.22%。美光已经停产其生产NOR的8寸产线,对应
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