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記憶體是半導體產業最重要的應用之一,但可能也是台灣資深投資人心中的痛,過去不論是在 DRAM 或是 Flash,可能都有一些公司讓投資人住上好一段時間的套房(包括最近要重新上市的力積電),但換個角度來說,現在記憶體產業的戰國時代已經過去,在台灣還能留下來的公司,多半都是具有一定產業地位以及生產技術的「生存者」,而這些過去的經驗,其實反而讓台灣的投資人,成為最有能力投資記憶體產業的一群人。

今天就來介紹一個容易被投資人遺忘的一種記憶體種類:NOR Flash,以及全球最大的 NOR Flash 供應商,旺宏電子(市:2337,Macronix)。

為什麼說 NOR Flash 容易被遺忘呢?因為對全球記憶體市場(約美金 120 億元的市場)來說,DRAM+NAND Flash 就佔了全市場約 96%(約各一半一半),而NOR Flash(以及ROM)合計僅佔約3%,因為太小所以就常被忽略,但往往就是這類的利基型產品,台灣可以在這樣小而美的產業中,扮演至關重要的角色。

想白話文了解 DRAM/NAND/NOR  Flash 是什麼?前往 >> 原來這就是記憶體的景氣循環!從「宇瞻」法說會看 2020 發展

 

資料來源:Status of the Memory Industry 2020 report, Yole Developpment, 2020

 

記憶體依斷電後資料會不會消失,分為揮發性(會消失)以及非揮發性(不會消失),而市場份額最大的DRAM 跟 Flash 就分別屬斷電後會消失以及不會消失的兩大類。

因此,DRAM 多是用在做暫存,而 Flash 則是拿來儲存資料所用,例如電動卡匣、USB 隨身碟、記憶卡,固態硬碟(SSD)等,都是 Flash 的應用。

Flash 的基本組成是一種場效電晶體(Floating gate Field-Effect Transistor),也是透過半導體製程進行生產製造,所以說記憶體是半導體最重要的應用之一,而本篇文章將重點介紹 NOR Flash 和它的應用。

 

NAND Flash 與 NOR Flash 的比較

Flash 主要分為 NAND Flash 以及 NOR Flash,依其特性的差異而有不同的應用,目前 NAND Flash 常用需要快速反覆寫入的應用,於如隨身碟、記憶卡、固態硬碟等儲存用戶一般資料(通常容量較大)使用,而 NOR Flash 由於讀取速度快(類似 RAM,一般在幾十ns左右),所以大多數的只需要讀的記憶體(ROM, Read only memory)、或是用於儲存硬體設備本身的設置參數的記憶體就會使用 NOR Flash,如主機板 BIOS、韌體、路由器設定檔之類的小容量資料或是遊戲機的卡匣等。

在成本方面,NAND Flash 的每個 bit 的單位成本低、體積小,更適合進行大容量的生產,因此基本上大容量的應用都是 NAND Flash 的天下;而 NOR Flash 因為結構的關係,所以單位生產成本較高,比較適合小容量(一般在 64MB 以下)且需要快速讀取的應用。以資料儲存的可靠性上,NOR Flash 具有資料不易遺失且不易隨著使用而有壞點(bit error)出現,因此是相對穩定的記憶體,可以長時間讀寫並保存資料(通常一般都至少可保存 10 幾年以上)。

旺宏的主要產品即為 NOR Flash,而公司提供的營收佔比當中,分別將 NOR Flash 以及 ROM(Read only Memory)分開,因為 ROM 產品主要為客製型的產品,產品組合較不單一,合計佔比超過旺宏公司營收的 80%。

 

常見的NOR Flash應用

從上段的分析可以知道 NOR Flash 的特色,在這些特色下,我們接下來看看幾個 NOR Flash 最常見的應用:

1. 各式主板上的靭體(如 ROM、BIOS、UEFI、或是各種引導程式等):如下圖是任天堂 Switch 基座裡的主機板,橘色的就是旺宏提供的 2Mb NOR Flash,像這樣的晶片還可以在其他的遊戲機、主機板、筆電、AIO PC、顯示卡等各種主機板上找到(例如 Surface Pro X、iMac pro等),只是大小容量不一。

再以任天堂Switch為例,該產品的控制器(Joycon)有左右各一隻,每一隻控制器裡的主機板上也都有一顆,如下圖的黃框所示,也是旺宏提供的 4Mb NOR Flash。

黃色框的部份為 NOR Flash 晶片。圖片來源:ifixit

 

由此可知,以一台 Switch 為例,至少就需要 3 顆旺宏的產品(基座、兩隻手把),且目前旺宏也佔供應約80% 以上任天堂 Switch 所需要 Flash 記憶體,包括遊戲卡匣的部份,其中卡匣的部分旺宏是將之視為ROM 的收入。

同樣的,PS4 Pro 一樣有設計 NOR Flash 做為類似硬體 BIOS 功用。

2. 各類網路設備:如基地台、交換器、Wifi 路由器等,因為這些設備可以視為自成一個小系統,主要由處理器(運算單元)、記憶體(記憶單元)以及為了進行無線傳輸所需要的特有信號處理器(部分可能與運算單元整合成一顆 SoC )、功率放大元件、電源管理元件等所組成。

例如知名網通產品牌 NETGEAR 的 Nighthawk Pro Gaming SX10 交換器,當中就有 NOR Flash 做為預載韌體的記憶體。

Netgear Nighthawk Pro Gaming SX10 上的 NOR Flash晶片

 

3. IoT 設備所需的記憶體:隨著 5G 網路的普及,未來 IoT 設備會越來越多,如 TWS 耳機、各種白色家電、智慧電視、智慧插座、燈泡、汽車以及監控設備等,都有機會見到 NOR Flash 的身影,主要是因為目前 NAND Flash 都往大容量(好幾百 MB 以上)的應用去發展,對於一些小的 IoT 設備來說,也許只需要幾十 MB 或甚至幾百 KB 的容量時,用 NOR Flash 就會是市場上相對普遍好取得且成本較低的記憶體晶片(註)。

註:以 TWS(真無線藍芽耳機)為例,容量需求約在 2MB~16MB(16Mb~128Mb)間。在 IoT 的顯示解決方案為了省電,多採 AMOLED,而面板廠為了控制顯示品質的一致性,會導入 De-Mura,會需要搭配一顆 NOR Flash 來儲存程式碼,容量以 512KB~1MB(4~8Mb)為主。

智慧型插座上的 NOR Flash(GigaDevice 25Q16CSIG)。圖片來源:充電頭

 

國內主要兩家 NOR Flash 供應商,供應超過全球超過 50% 的 NOR Flash

記憶體產品的價格受供給及需求的變化上下波動非常大,因此對於記憶體晶片的供應商來說,營收獲利的波動也非常大,可能今年大賺錢,並且看好隔年需求,買了很多庫存,隔年需求一下滑,價格下跌,除了營收變少,還要提列庫存跌價損失,反而變成賠錢,反應在股價表現上,往往就是跟著景氣爆漲爆跌。

隨著過去 10 年陸續有廠商退出記憶體產業,目前產業秩序好很多(供給面),各家廠商為了賺錢,已經不會刻意以低價搶市佔率,因此,全球 DRAM 及 Flash 以及大概都各自有 3~4 家廠商寡佔,在中國大陸的記憶體產業還沒有起來之前(畢竟中國大陸過去曾破壞了台灣的面板、太陽能、LED 三大慘業),供應面都還算健康。

NOR Flash 全球前四大供應商佔比合計 81%(參考下表),其中分佔前兩名的台灣兩家廠商:旺宏及華邦,合計就超過 50%的市佔率(50.7%),且是相對專注於在提供 NOR Flash 解決方案的公司,第三名 GigaDevice(北京兆易創新)以及第四名的 Cypress 都是綜合型的 IDM 公司(除了 Gigadevice 屬純 Design house),除了生產 NOR Flash 外,還有其他許多 IC 產品,或是消費用 Flash 或 DRAM,產品線較為多元。

 

產業供需總體而言還算健康

上述產業現況反應了 NOR Flash 屬於小型利基市場,新進者沒有興趣大舉掠奪,原本在市場上的先進者只要守城即可獲利的產業現況。

旺宏在 NOR Flash 製程相對領先(已量產 55nm),且產品線完整及產能較大;華邦高雄新建 12 吋晶圓廠預計 2021 年第二季完工,可進一步推升部分產能,惟市場供需尚屬健康,雖然明年兩大主機上市,任天堂的需求很可能微幅下降,但因為 5G 設備及 IoT 產品需求上升,可望補上相關需求,產業供需尚屬健康,預期 2021 年 NOR Flash 價格可維持與 2020 年相近之水平。

 

旺宏 2021 年及 2022 年,成長主要動能來自任天堂大作以及 5G 基地台佈建

旺宏 2020 年營收主要成長來自於 ROM 業務的成長,主要就是受惠於年初在任天堂上發表的「動物森友會」,加上疫情影響,所以宅經濟發威,不論是 Switch 主機本身或是遊戲卡匣銷售都大幅成長,帶動旺宏2020 年上半年成長。第四季由於 Black Friday 以及聖誕節傳統銷售旺季,有利於維持 NOR Flash 以及ROM的營收。

資料來源:公司法說會資料

 

旺宏的 ROM 營收主要來自於遊戲應用

展望 2021 年,目前市場有傳言 Switch 將推出下一代主機以因應 PS5 及 XBOX Series X/S,但最快也需要至 2021 年下半年後才有可能確認(目前傳出為 Switch Pro,可對應 4K 的輸出),因此短期觀察重點是:

(1)任天堂主機的銷售量:過去三年第四季往往都是任天堂主機的銷量旺季(約在1,000萬台 / 季),但今年受 PS5 及 XBOX series X/S 的影響下,加上主機生命週期已到末端,預計 2020 年第四季銷量會下滑至500 萬台/季左右,影響公司 ROM 的營收。

(2)遊戲大作的推出:展望未來四季,《蕯爾達無雙 災厄啟示錄》、《Overwatch 2》、《瑪利歐賽車實況:家庭賽車場》、《BAYONETTA 3》等大作將陸續推出,有利於維特 Switch 的銷售熱度,觀察這些產品的討論熱度,有助於我們對旺宏未來營運的預期。

 

5G,旺宏為通訊設備高密度記憶體的主要供應商

旺宏為全球 5G small cell 基地台設備的高密度 NOR Flash 主要供應商(估計市佔率超過 70%),隨著 5G 的逐漸普及,NOR Flash 的需求可望維持,然因為美國華為禁令,10 月後相關營收將會消失,需要其他客戶的訂單補足,需要部份時間。雖然短期車用電子 2020Q2 營收受疫情影響而衰退,公司持續積極擴展車用電子業務,未來有機會隨車市復甦而成長。

旺宏受惠於 55nm 的領先製程,所以在高密度 NOR Flash 市場(尤以通訊相關為主)具有產業領先地位,享有較高毛利率,隨相關應用佔比提升,公司獲利能力也同步提升。

資料來源:公司法說會資料

 

SMIC 禁令對市場預期影響大;若成真,對 NOR Flash 價格維持有重大幫助

美國對 SMIC(中芯遭列入美國制裁名單)的禁令則是短中長期可能影響 NOR Flash 價格的另一個重要因素,主要原因為全球第三大 NOR Flash 供應商 GigaDevice 是在 SMIC 投片,若 SMIC 無法生產,勢必造成 NOR Flash 的短缺而造成報價上漲,對旺宏及華邦來說,都是一個利多,然中期 GigaDevice 勢必可轉單至大陸其他晶元代工廠,例如華虹或武漢新芯,供需還是會回到平穩。

 

旺宏的價值與成長力道

已知旺宏 2020 年上半年 EPS,

 

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Cloud Chiu
Author

擔任 6 年創投看破了創業的微成功機率、卻沒有阻止他創辦 Fugle 富果投資這架成長火箭的決心。
台大電機系/商研所 / 中華開發創投部經理 / 證券分析師。
20 年市場投資經驗,時常在年輕社群講授容易上手、認同的價值投資觀念。
一個相信美好的事情即將發生的樂觀主義者。

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