nand e prom 存储器分类汇总，DRAMEPROMNAND FLASH这些行业名词你真的知道吗？

发布时间 : 2024-11-24

作者 : 小编

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存储器分类汇总，DRAMEPROMNAND FLASH这些行业名词你真的知道吗？

RAM：由字面意思就可以理解，SDRAM SRAM DRAM(下面蓝色字体的这几种)都可以统称RAM，random access memory(随机存取存储器)的缩写，下面是51hei.com为大家整理的目前所有的存储器的区别。

SRAM：静态随机存储器，就是它不需要刷新电路，不像动态随机存储器那样，每隔一段时间就要刷新一次数据。但是他集成度比较低，不适合做容量大的内存，一般是用在处理器的缓存里面。像S3C2440的ARM9处理器里面就有4K的SRAM用来做CPU启动时用的。

SDRAM：同步动态随机存储器，像电脑的内存就是用的这种RAM叫DDR SDRAM。其集成度非常高，因为是动态的，所以必须有刷新电路，每隔一段时间必须得刷新数据。其存储单元不是按线性排列的，是分页的。一般的嵌入式产品里面的内存都是用的SDRAM。

DDR SDRAM：双通道同步动态RAM，需要刷新，速度快，容量大。(目前电脑就是用的DDR的内存条都好几代了)

ROM：只读存储器的总称。以下这几种红色字体的都是属于ROM

PROM：可编程只读存储器，只能写一次，写错了就得报废，现在用得很少了，好像那些成本比较低的OPT单片机里面用的就是这种存储器吧。

EPROM：可擦除可编程存储器，这东西也比较古老了，是EEPROM的前身，在芯片的上面有个窗口，通过紫外线的照射来擦除数据。非常之麻烦。

EEPROM：电可擦除可编程只读存储器，比之EPROM就先进点了，可以用电来擦除里面对数据，也是现在用得比较多的存储器，比如24CXX系列的EEPROM。

NANDFLASH和NORFLASH都是现在用得比较多的非易失性闪存。NOR采用的并行接口，其特点读取的速度比之NAND快乐很多倍，其程序可以直接在NOR里面运行。但是它的擦除速度比较慢，集成度低，成本高的。现在的NOR的容量一般在2M左右，一般是用在代码量小的嵌入式产品方面。还有就是在ARM9的开发板上可以看见。

而NAND呢，采用的是串行的接口，CPU从里面读取数据的速度很慢，所以一般用NAND做闪存的话就必须把NAND里面的数据先读到内存里面，然后CPU才能够执行。就跟电脑的硬盘样的。但是它的集成度很高，我的ARM9的开发板上面一块256M的NAND还没有一块2M的NOR的一半大，所以成本很低。还有就是它的擦除速度也的NOR要快。要不然的话那就真的悲剧了，假如擦除一块2M的NOR要一分钟，如果NAND的擦除速度比NOR还要慢，那擦除一块256M的NAND不是要几个小时。NAND一般是用在那些要跑大型的操作系统的嵌入式产品上面，比如LINUX啊，WINCE啊。NOR可是可以跑，可以把LINUX操作系统剪裁到2M以内，一个产品难道只去跑系统吗?用户的应用程序呢!其实很多时候，一个嵌入式产品里面，操作系统占的存储空间只是一小部分，大部分都是给用户跑应用程序的。就像电脑，硬盘都是几百G，可是WINDOWNS操作系统所占的空间也不过几G而已。

DRAM、SDRAM和SRAM这几种电脑常用的内存的区别

学习在于总结，由是乎抽点时间总结了下。

SRAM ：静态RAM，不用刷新，速度可以非常快，像CPU内部的cache，都是静态RAM，缺点是一个内存单元需要的晶体管数量多，因而价格昂贵，容量不大。

DRAM：动态RAM，需要刷新，容量大。

SDRAM ：同步动态RAM，需要刷新，速度较快，容量大。(以前的电脑用的内存条)

具体解释一：

什么是DRAM

DRAM 的英文全称是'Dynamic RAM'，翻译成中文就是'动态随机存储器'。DRAM用于通常的数据存取。我们常说内存有多大，主要是指DRAM的容量。

什么是SRAM

SRAM 的英文全称是'Static RAM'，翻译成中文就是'静态随机存储器'。SRAM主要用于制造Cache。

什么是SDRAM

SDRAM 的英文全称是'Synchronous DRAM'，翻译成中文就是'扩充数据输出内存'，它比一般DRAM和EDO RAM速度都快，它已经逐渐成为PC机的标准内存配置。

什么是Cache

Cache 的英文原意是'储藏'，它一般使用SRAM制造，它与CPU之间交换数据的速度高于DRAM，所以被称作'高速缓冲存储器'，简称为'高速缓存'。由于CPU的信息处理速度常常超过其它部件的信息传递速度，所以使用一般的DRAM来作为信息存储器常常使CPU处于等待状态，造成资源的浪费。Cache就是为了解决这个问题而诞生的。在操作系统启动以后，CPU就把DRAM中经常被调用的一些系统信息暂时储存在Cache里面，以后当CPU需要调用这些信息时，首先到Cache里去找，如果找到了，就直接从Cache里读取，这样利用Cache的高速性能就可以节省很多时间。大多数CPU在自身中集成了一定量的Cache，一般被称作'一级缓存'或'内置Cache'。这部分存储器与CPU的信息交换速度是最快的，但容量较小。大多数主板上也集成了Cache，一般被称作'二级缓存'或'外置Cache'，比内置Cache容量大些，一般可达到256K，现在有的主板已经使用了512K～2M的高速缓存。在最新的Pentium二代CPU内部，已经集成了一级缓存和二级缓存，那时主板上的Cache就只能叫作'三级缓存'了。

什么是闪存

闪存目前主板上的BIOS大多使用Flash Memory制造，翻译成中文就是'闪动的存储器'，通常把它称作'快闪存储器'，简称'闪存'。这种存储器可以直接通过调节主板上的电压来对BIOS进行升级操作。

解释为什么dram要刷新，sram不需要：

这个是由于ram的设计类型决定的，dram用了一个t和一个rc电路，导致电容毁漏电和缓慢放电。所以需要经常的刷新来保持数据

具体解释二：

SRAM，静态的随机存取存储器，加电情况下，不需要刷新，数据不会丢失，而且，一般不是行列地址复用的。

SDRAM，同步的DRAM，即数据的读写需要时钟来同步。

DRAM和SDRAM由于实现工艺问题，容量较SRAM大。但是读写速度不如SRAM，但是现在，SDRAM的速度也已经很快了，时钟好像已经有150兆的了。那么就是读写周期小于10ns了。SDRAM虽然工作频率高，但是实际吞吐率要打折扣。以PC133为例，它的时钟周期是7.5ns，当CAS latency=2 时，它需要12个周期完成8个突发读操作，10个周期完成8个突发写操作。不过，如果以交替方式访问Bank，SDRAM可以在每个周期完成一个读写操作(当然除去刷新操作)。其实现在的主流高速存储器是SSRAM(同步SRAM)和SDRAM(同步DRAM)。目前可以方便买到的SSRAM最大容量是8Mb/片，最大工作速度是166MHz;可以方便买到的SDRAM最大容量是128Mb/片，最大工作速度是133MHz。

SRAM是Static Random Access Memory的缩写，中文含义为静态随机访问存储器，它是一种类型的半导体存储器。“静态”是指只要不掉电，存储在SRAM中的数据就不会丢失。这一点与动态RAM(DRAM)不同，DRAM需要进行周期性的刷新操作。然后，我们不应将SRAM与只读存储器(ROM)和Flash Memory相混淆，因为SRAM是一种易失性存储器，它只有在电源保持连续供应的情况下才能够保持数据。“随机访问”是指存储器的内容可以以任何顺序访问，而不管前一次访问的是哪一个位置。

SRAM中的每一位均存储在四个晶体管当中，这四个晶体管组成了两个交叉耦合反向器。这个存储单元具有两个稳定状态，通常表示为0和1。另外还需要两个访问晶体管用于控制读或写操作过程中存储单元的访问。因此，一个存储位通常需要六个MOSFET。对称的电路结构使得SRAM的访问速度要快于DRAM。SRAM比DRAM访问速度快的另外一个原因是SRAM可以一次接收所有的地址位，而DRAM则使用行地址和列地址复用的结构。

SRAM不应该与SDRAM相混淆，SDRAM代表的是同步DRAM(Synchronous DRAM)，这与SRAM是完全不同的。SRAM也不应该与PSRAM相混淆，PSRAM是一种伪装成SRAM的DRAM。

从晶体管的类型分，SRAM可以分为双极性与CMOS两种。从功能上分，SRAM可以分为异步SRAM和同步SRAM(SSRAM)。异步SRAM的访问独立于时钟，数据输入和输出都由地址的变化控制。同步SRAM的所有访问都在时钟的上升/下降沿启动。地址、数据输入和其它控制信号均于时钟信号相关。

DRAM：动态随机存取存储器，需要不断的刷新，才能保存数据。而且是行列地址复用的，许多都有页模式。

SRAM：静态的随机存取存储器，加电情况下，不需要刷新，数据不会丢失，而且，一般不是行列地址复用的。

SDRAM：同步的DRAM，即数据的读写需要时钟来同步。

主要是存储单元结构不同导致了容量的不同。一个DRAM存储单元大约需要一个晶体管和一个电容(不包括行读出放大器等)，而一个SRAM存储单元大约需要六个晶体管。DRAM和SDRAM由于实现工艺问题，容量较SRAM大，但是读写速度不如SRAM。

一个是静态的，一个是动态的，静态的是用的双稳态触发器来保存信息，而动态的是用电子，要不时的刷新来保持。

内存(即随机存贮器RAM)可分为静态随机存储器SRAM，和动态随机存储器DRAM两种。我们经常说的“内存”是指DRAM。而SRAM大家却接触的很少。

SRAM其实是一种非常重要的存储器，它的用途广泛。SRAM的速度非常快，在快速读取和刷新时能够保

持数据完整性。SRAM内部采用的是双稳态电路的形式来存储数据。所以SRAM的电路结构非常复杂。制造相同容量的SRAM比DRAM的成本高的多。正因为如此，才使其发展受到了限制。因此目前SRAM基本上只用于CPU内部的一级缓存以及内置的二级缓存。仅有少量的网络服务器以及路由器上能够使用SRAM。

兆易创新深度研究报告：中国存储“芯”希望

（报告出品方/作者：国金证券，郑弼禹）

一、兆易创新核心优势：产品领先、战略更具前瞻、模式更灵活

当前兆易创新在全球 NOR Flash 领域的市场占有率达 18.8%，位列第三，其前两大竞争对手分别是位列第一的华邦电子和位列第二的旺宏电子。下面我们从产品布局、管理层的市场敏锐度和经营模式等三个角度探究兆易创新相对其他两家的优势。

1.1 核心优势一：在中低端市场的序列式闪存方面处于绝对市场领导地位

序列式闪存逐渐成为市场主流。 闪存根据接口的传输方式可分为平行式闪存（Parallel NOR Flash）和并列式闪存（Serial NOR Flash）。平行式闪存采用并行接口，其各位数据同时进行传送，传输速度快适合短距离通信，多为高密度产品，效能佳，但封装制造成本高，价格贵。序列式闪存采用串行接口，其数据是一位位地顺序传送，特别适用于远距离通信，但传送速度较慢，多为低密度产品，效能较差，但封装占据空间小，制造成本低，价格低。近年来，由于市场趋势转变，出于对封装制造成本的考虑，以及序列式闪存的效能逐渐提升，序列式闪存越来越受到青睐，特别是中低阶的功能性手机开始采用序列式闪存，带动行业需求逐步增加。

兆易创新在序列式闪存领域处于行业领导者地位。 在 NOR Flash 领域，我们将三家的产品进行对比，发现旺宏的产品横向布局最广且在平行式闪存具有绝对的优势。但在序列式闪存方面，兆易创新的技术更胜一筹，特别是在宽压这一新型 NOR Flash 产品领域，兆易创新处于市场第一。而序列式闪存正逐渐成为市场主流，特别是在中低端的容量市场，现在需求极为旺盛。

以苹果的 AirPods 为例，此前苹果第一代 AirPods 所搭载的 NOR Flash 由华邦电担任主要供应商，到了改款的 AirPods Pro 产品则改由兆易创新成为 AirPods 主流机种的独家供应商。我们认为这主要因为以下两点：

1）旺宏和华邦电的产品类型以高容量 NOR 为主，产品定位工控、汽车等高端市场，而兆易创新的产品以中低容量为主，更适用于耳机需要的 NOR 要求。

2）兆易创新采用 Fabless 模式，扩产相对更容易，能够应对苹果这样的大客户的订单，相比之下华邦电和旺宏传统的 IDM 模式在应对市场快速变化方面效率较低。经过 30 年的发展，晶圆代工厂在专业化和产品线的细化及丰富程度方面都已经非常成熟，且在应对市场和应用变化方面更加灵活。虽然华邦电和旺宏也在尝试晶圆代工产业，但相比之下采用专业化晶圆代工的兆易创新更占优势。

兆易创新研发投入积极。 从研发体量上看，兆易创新研发投入规模较旺宏和华邦电小，但研发增速更快。2016-2020 年，兆易创新研发支出由 1.02 亿元增加到 5.41 亿元，GAGR 为 51.76%；旺宏由 8.29 亿元（人民币）提升至 9.59 亿元，GAGR 为 3.70%；华邦电由 12.31 亿元提升至 24.48 亿元， GAGR 为 18.75%。从研发支出占比上看，华邦电研发支出占比最高（17.31%），其次是兆易创新（12.03%），且呈不断提升趋势，而旺宏最低（10.34%），且逐年下降。不断提升的研发费用增速表明公司对技术先进性的要求和争取技术话语权的决心。

领先的产品优势和高速增长的研发投入使得兆易创新收入呈快速增长态势。 从收入体量上看，目前收入体量最大为华邦电，2020 年收入 141.37 亿元（人民币），其次是旺宏为 92.72 亿元，兆易创新收入 44.97 亿元。但从增速来看，2016-2020 年兆易创新复合增速最高为 31.83%，其次是旺宏为 15.76%，华邦电为 11.93%；2020 年受疫情影响半导体行业景气度下行，兆易创新逆势实现同比 40.4%的收入增长，旺宏和华邦电增速分别为 13.81%和 24.51%，增速远低于兆易创新。

1.2 核心优势二：管理层的市场敏感性更强，在产业链涨价周期中更具优势

毛利率和净利率均高于竞争对手，彰显兆易创新管理层对市场敏感性强。 比较三家的盈利能力：从毛利率上看，兆易创新毛利率更高，提升幅度最大，2016-2020 年，兆易创新毛利率由 26.72%提升至 37.38%，提升了约 11 个百分点；旺宏毛利率由 24.19%提升至 33.22%，提升约 9 个百分点；华邦电由 28.55%回落至 28.08%。从净利率上看，兆易创新净利率最高，且呈稳步提升的趋势，2016-2020 年，兆易创新净利率由 11.75%提升至 19.57%，提升了约 8 个百分点；旺宏净利率由-1.01%提升至 9.52%，提升了 10 个百分点（但波动性较大）；华邦电由 6.88%提升至 8.01%，仅提升了 1.1 个百分点。因此，可以看出兆易创新在盈利能力上呈稳步提升的态势，较其竞争对手表现更优秀。

我们认为这主要基于三点：

第一，高毛利的 Flash 业务营收占比高，总收入易受 Flash 产品价格周期影响。 从收入结构上看，Flash 产品的收入占兆易创新总收入的 73%，而旺宏和华邦电分别为 53%和 40%。高毛利的 Flash 产品使得公司整体综合毛利率较高，且总收入易受 Flash 产品价格周期的影响。

第二，Fabless 运营模式使得公司管理层能及时调整库存容量。 公司 Fabless 的运营模式更为灵活，特别是在当前全球半导体缺货严重，涨价周期到来的情况下，半导体厂商的存货和库存将决定成为其能否获得较好业绩弹性的生命线，也间接影响市场格局的变化。

兆易创新库存敏感性优于旺宏，仅次于华邦电。 2020 年由于疫情以及中美技术竞争导致全球半导体产业链运行受到阻碍，使得涨价周期提前至 21 年到来。从各个厂商的收入与库存增速可以看出各厂商对涨价周期的预判情况：华邦电表现最好，其次是兆易创新，最后是旺宏。数据上看的表现，2020 年华邦电收入增速 24.51%，库存增速为 36.98%，高出超 12 个百分点，公司的前瞻性布局使得 21Q1 营收增速提升到 122.18%；20 年兆易创新收入增速 40.4%，库存增速为 17.49%，落后约 23 个百分点，但增速仍为可观，使得 21Q1 营收增速高达 99.13%，表明公司预判到涨价周期并做出积极准备；20 年旺宏收入增速为 13.81%，库存增速仅为 1.13%，远低于华邦电和兆易创新，较低的库存使得公司在 21Q1 收入增速仅为 0.3%。

从库存周转天数上看，兆易创新最为优秀。 2016-2020 年期间，兆易创新的库存周转天数由 136 天下降至 88 天，而旺宏则由 104 天增加到 177 天，华邦电由 71 天也增加到 117 天，当前兆易创新的存货周转天数最短，表明市场对公司的产品需求量大，供不应求。从库存结构上看，自 2019 年开始兆易创新的库存商品占比开始下降，原材料占比提升，且 2020 年原材料占比显著高于库存商品占比，这也进一步表明了市场对公司产品的旺盛需求以及公司对行业涨价周期到来的前瞻性预判。

第三，兆易创新产品竞争力强、产业链话语权大。 对比三家的应收账款周转天数可以发现兆易创新应收账款周转天数最少，且不断下降：2016- 2020 年，兆易创新应收账款周转天数由 25.3 天下降至 14.6 天，且处于不断下降的趋势；旺宏由 54.2 天下降至 46 天；华邦电则由 27 天提升至 49.4 天。逐渐降低的应收账款周转天数，表明公司回款状况不断优化，本质上是产品竞争力提升、产业链话语权不断增强的反映。

综上，我们认为虽然目前在 NOR Flash 市场前三的排位中，兆易创新市场份额居于最后，但在对行业景气的把握和预判上兆易创新已经走在三大巨头的前列，而且不断降低的存货周转天数和应收账款周转天数，表明公司产品竞争力不断增强，产业链话语权逐渐加大。凭借较强的库存敏感性和产品竞争力，公司有望在未来的市场竞争中取得较好的业绩弹性，从而进一步提升市占率。

1.3 核心优势三：Fabless 模式更为灵活，在行业激烈竞争下优势明显

Fabless 与 IDM 各有优势

IDM 模式集芯片设计、芯片制造、芯片封装和测试等多个产业链环节于一身，是早期多数集成电路企业采用的模式，如三星、德州仪器等。 其优势在于设计、制造等环节协同优化，有助于充分发掘技术潜力，能有条件率先实验并推行新的半导体技术（如 FinFet）；缺点则是公司规模庞大，管理成本较高，运营费用较高，资本回报率偏低，市场灵活性差。

Fabless 模式只负责芯片的电路设计与销售；将生产、测试、封装等环节外包。 优势在于资产较轻，初始投资规模小，创业难度相对较小；企业运行费用较低，转型相对灵活；缺点是与 IDM 相比无法与工艺协同优化，因此难以完成指标严苛的设计，且需要承担各种市场风险。

在市场需求旺盛、行业竞争激烈情况下，Fabless 更具灵活性。 目前，在国际存储器龙头纷纷退出 NOR Flash 和 SLC NAND 中低端市场的背景下，从全球市场格局来看，在现有的市场缺口竞争中，兆易创新凭借 Fabless轻资产经营模式，市场占有率快速提升。而华邦电和旺宏均受制于 IDM 模式，一旦技术进步超过目前的生产工艺水平，新建生产线成本巨大，将导致竞争力下降，扩产量较小。因此，兆易创新的市场空间依然很大，可通过利用国内完整的半导体产业链，集中精力在芯片的设计和开发上，满足市场需求，降低总成本，在激烈的市场竞争中快速调整和发展。

二、DRAM 和 Flash 是存储技术争夺的主战场，兆易创新深度布局

2.1 DRAM 与 Flash 是市场主流的半导体存储器

半导体存储器从易失性角度分为随机存储器 RAM 和只读存储器 ROM 两种。 随机存储器 RAM 在断电后无法保存数据，主要用于存储短时间使用的程序。ROM 也被称为主存和只读内存，它只能读出事先所存数据，而不能像随机存储器那样能快速、方便的改写，但具有随时读写、速度快的特性，通常作为操作系统或其他正在运行中的程序的临时数据存储媒介。

目前市场主流的半导体存储器以 DRAM（动态随机存储）、NAND Flash 和 NOR Flash。

DRAM 集成度高、价格便宜、功耗低、存取速度慢。 DRAM 被称为动态随机存储，它通过不断地刷新电路来进行数据的保存，从存储能力来说，DRAM 所能提供的存储容量更大，访问时间较长，但由于不断刷新电路也导致其功耗较高，速度较慢，且每个芯片有 1 个晶体管和一个电容。

Flash 可分为 NOR Flash 和 NAND Flash 两大类：NAND 容量大、单位容量成本低，NOR 读取速度快、可靠性高、擦除速度快。 NOR Flash 以编码应用为主，其功能多与运算相关，主要应用场景为各移动端/车机端的系统中，而 NAND Flash 主要功能是存储资料，多应用于嵌入式系统采用的 DOC 及闪盘。相对于 NAND Flash，NOR Flash 的优势在于其读取速度较快。

预计 2023 年全球存储芯片市场规模将达 2196 亿美元，DRAM 和 NAND Flash 合计占据超 95%的市场份额。 受下游需求旺盛，全球存储芯片市场快速发展，IC Insights 预测到 2023 年全球存储器市场规模将达 2196 亿美元，同比增长 21.73%，2020-2025 年 GAGR 将达到 10.6％。从产品结构上看， DRAM 销售额在 2020 年约占整个存储市场的 53%，闪存的比重约为 45%，其中 NAND Flash 为 44%，NOR Flash 闪存为 1%，其他存储芯片（EEPROM、EPROM、ROM、SRAM）将会缓慢成长，但大幅抢占市场的可能性较小。

中国存储芯片市场规模超 3000 亿元，DRAM 和 Flash 合计占比达 98%。 Yoe 数据显示，2014-2019 年，中国存储芯片市场规模由 1274 亿元增长至 2697 亿元，年均复合增长率达到 16.18%，前瞻研究院估计，2020 年中国存储芯片市场规模突破将近 3000 亿元。从产品结构上看，智研咨询数据显示 2020 年中国存储市场中 DRAM 占比为 53%，NAND 占比为 42%， NOR 占比为 3%， DRAM 与 Flash 合计占比达 98%。

2.2 NAND 市场规模超 552 亿美元，兆易有望成为全球领先的 SLC 供应商

NAND Flash 依据闪存颗粒存储密度可分为 SLC、MLC、TLC 和 QLC 等四大类。 最初问世的 SLC NAND 设计架构，每个 Cell 单元存储 1bit 信息，只有 0、1 两种电压变化，结构简单，电压控制快速，其特点即寿命长，性能强，擦写寿命可达 10 万次。之后依次问世的 MLC、TLC 和 QLC 每个 Cell 存储的信息依次递增，电压变化随存储信息增加呈指数级增长，但相应的 P/E 寿命随之减少。由于每 Cell 单元存储数据越多，单位面积容量就越高，但同时导致不同电压状态越多，越难控制，所以导致颗粒稳定性越差，寿命低，各有利弊。相对于 SLC 来说，MLC 的容量大了 100%，寿命缩短为 SLC 的 1/10，相对于 MLC 来说，TLC 的容量大了 50%，寿命缩短为 MLC 的 1/20。

目前在闪存市场中，SLC 为企业级服务器专用闪存颗粒，MLC 和 TLC 已为主流存储颗粒，QLC 则是未来发展趋势。 这四类闪存颗粒中，SLC 的性能最优，价格最高，一般用作对可靠性、稳定性和耐用性有极高要求的工业控制、航天军工、通信设备等企业级客户；MLC 性能够用，稳定性比较好，价格适中，为工业级和车规级 SSD 应用主流；TLC 是目前消费级 SSD 的主流，价格便宜，但可以通过高性能主控、主控算法来弥补、提高 TLC 闪存的性能；QLC 目标是更大容量和更低成本，代表未来发展趋势。

3D NAND 解决了 2D 结构下“闪存缩放限制”的问题。 存储单元尺寸小、高性能和低功耗一直是存储器业者持续追求的目标。越小的尺寸让每片晶圆可生产更多的 die，高性能能满足高速运算的需求，低耗电则能改善行动装置电池充电频率及数据中心系统散热的问题。从历史上来看，存储器的密度是通过缩小单元格尺寸和间距来增加的。如果单元格的尺寸和间距减小一半，那么同一区域结构可以容纳四倍的单元格。但受制于工艺的限制，闪存单元格的参数只能缩小到一定的尺寸规模，使用传统的光刻密集模式的持续扩展也变得极为昂贵，而芯片工艺的每一次提升带来的不仅是元件尺寸的缩小，同时也带来性能的增强和功耗的降低，即存在闪存的缩放限制。无论是 SLC NAND 还是其他三种 NAND 均存在“闪存的缩放限制”，为了打破“闪存的缩放限制”枷锁，提供高容量、低成本的 NAND Flash，行业内研发了多种解决方案，其中最主要的为 3D NAND，即将存储单元立体化，在二维平面基础上，在垂直方向也进行颗粒的排列。

大容量、高堆叠层数的 3D NAND 将是行业未来发展趋势。 平面 NAND 由有存储单元的水平串组成，而在 3D NAND 中，存储单元串被拉伸，折叠并以 U 形结构垂直竖立，单元以垂直方式堆叠来缩放密度。3D NAND 存储单元类似一个微小的圆柱状结构，微小单元由中间的垂直通道组成，中间是结构内部的电荷层，通过施加电压，电子被带入绝缘电荷存储膜中和从中取出，信号就被读取。以三星为例，由浮动栅结构（Floating Gate）迁移至电荷撷取闪存（2D CTF），将 2D CTF 存储单元 3D 化变成 3D CTF 存储单元，最后通过工艺技术提升逐渐往上增加存储单元的层数。未来大容量、高堆叠层数的 3D NAND 将是行业未来发展趋势。

NAND 保持强劲增长，全球市场规模达 552 亿美元。 IC Insights 数据显示， 2020 年，受益于下游数据中心服务器制造商的强劲需求使得 NAND 平均售价急剧上涨，带动全球 NAND 市场规模同比大幅增长 25%，达到 551.54 亿美元，位居整体半导体行业销售增速榜首。

NAND 行业集中度高，CR3 市场份额达 67%，CR6 市场份额接近 100%。 从市场结构上看，NAND 行业市场高度集中，TrendForce 数据显示， 2017-2020 年 NAND 行业 CR6 占比维持在 99%左右。前三大厂商分别为三星、铠侠和西部数据，2020Q4 市场份额分别为 32.9%、19. 5%和 14.4%，三家合计占比 66.8%。

兆易创新主要布局 SLC NAND Flash，不断推出新产品。 目前 SLC NAND 市场主流工艺结点在 19nm-38nm，公司于 2017 年开始布局 NAND 产品，2017Q2 成功研发出 38nm 工艺节点的 SLC NAND，并于 2017Q3 开始量产。2020 年 10 月，公司推出纯国产化和自主化的 24nm 工艺节点 4Gb SPI NAND Flash 产品—GD5F4GM5 系列，且已实现量产，标志着国内 SLC NAND Flash 产品正式迈入 24nm 先进制程工艺时代，在 NAND 市场需求端放量的情况下，公司将成功打开业务新空间。

SLC NAND 具有不可替代性，是进入 MLC NAND、TLC NAND 以及 3D NAND 的必经之路，国内厂商凭借本土化优势，有望实现突破。

国际大厂投入重心转向 3D NAND。 由于“闪存缩放限制”，国际大厂纷纷转向 3D NAND 的技术研发以期增大闪存容量。以三星为例，由浮动栅结构 (Floating Gate) 迁移至电荷撷取闪存（ 2D CTF），将 2D CTF 存储单元 3D 化变成 3D CTF 存储单元，最后通过工艺技术提升逐渐往上增加存储单元的层数。

SLC NAND 具有不可替代性，与 3D NAND 各有优势。 SLC NAND 与 3D NAND 不同的底层结构设计决定了其产品性能的差异， 3D NAND 是闪存在立体空间上解决容量的方案，采用类似于建楼的方式层层堆叠，但堆叠的层数越多，其稳定性挑战越大。而 SLC NAND 具有：

1）高可擦除性， SLC NAND 在 38nm 工艺上可做到 10 万次擦除，3D NAND 由于其堆积的立体式结构难以做的高可靠性的擦除；

2）高可靠性， SLC NAND 产品的底层设计决定了其比其他 NAND 的可靠性高、使用寿命长，是新一代汽车、工业及物联网等应用的理想选择，可为那些工作在恶劣环境、温差大，又需要长期稳定可靠运行的应用提供理想的解决方案，同时还可提供 10 年的典型数据保留；

3）适用于高带宽， 并口的 SLC NAND 产品则适用于需要更高带宽的应用；

4）容量小， 容量方面，目前 SLC NAND 容量最高为 256Gb，3D NAND 起步容量为 512Gb。整体而言，SLC NAND 具有高可靠性，而 3D NAND 具有高容量的优势。

SLC 的全球市场规模超 12 亿美元，5G CPE 和汽车电子为 SLC 带来新的市场增量。 SLC 主要针对基站、PON、路由器等通讯设备，监控安防领域，虽然 SLC 在 NAND 市场份额不大（2%左右），但也因其性能差异决定了它的市场定位具有不可替代性。SLC 除了广泛采用于嵌入式市场外，随着 5G 基站的建设热潮，SLC 在 5G CPE 的产品中也得到广泛应用。此外，随着自动驾驶的汽车智能化的快速发展，复杂的汽车应用将更需要高容量的闪存，使得汽车电子成为中小容量 SLC 重要驱动力量。Prudour 数据显示，2018 年全球低容量 SLC 市场规模为 11.57 亿美元，预计到 2028 年市场规模将达 12.44 亿美元。

SLC 是进入 MLC、TLC 及 3D 的必经之路，国内厂商具备本土化优势。 对于三星、美光等国外大厂，SLC 的细分市场较小，但是对国内厂商， SLC 的全球市场有吸引力。相对于海外竞争对手来说，一方面，国内厂商更加贴近本土市场，能够快速响应客户需求，予以充分的服务支持，可以稳步占据供应链的关键位置；另一方面，国内厂商与本土电子产品制造企业在企业文化、市场理念等方面相互认同，业务合作通畅、高效，形成了密切且相互依存的产业生态链。目前，国内厂商在 SLC 的布局上，均是 Fabless 模式，产品制程已从 38nm 进入 24nm，且已开始 1xnm 产品的先期研发。除了在产能上需要 Foundry 的支持外，国内厂商也开始进入高可靠性的 SLC 领域，包括车规市场、工业领域等。

目前，兆易创新正在量产的产品容量从 1Gb 至 8Gb 覆盖主流容量范围，电压涵盖 1.8V 和 3.3V，并提供传统并行接口和新型 SPI 接口两种产品类型。2021 年，24nm 将成为公司 SLC NAND 主要工艺节点之一。我们认为随着 5G 通讯及安防监控领域的持续增长以及汽车电子等新兴领域的兴起和发展，中小容量存储市场在未来将具备较大成长空间。随着公司设计技术的创新和工艺节点的提升，公司有望成为全球技术领先的 SLC 供应商。

2.3 NOR 市场空间 25 亿美元，兆易创新市占率稳步提升

NOR Flash 和 NAND Flash 性能和定位不同，二者可互补而不可替代

NOR 具有不可替代性。 虽然与主流的 NAND Flash 相比，NOR Flash 容量密度小、写入和擦除速度慢、成本高价格贵，但由于有独立的数据总线和地址总线使得其具有随机存取和对字节行编程操作的能力，支持代码执行（Xip），极其适合嵌入式的应用。而且 NOR Flash 还具备高可靠性、随机读取速度快、寿命更长等优势，使得其在擦除和编程操作较少而直接执行代码的场合，尤其是纯代码存储的应用中广泛使用，是手机、PC、DVD、TV、USB Key、机顶盒、物联网设备等代码闪存应用领域的首选。同时，NOR Flash 没有坏块和易于存储执行代码的性能优势，在车用和工业等高可靠性应用场景中也具有不可替代性。因此，虽然在智能手机时代 NAND 对 NOR 造成大量的替代，但是 NOR 市场仍具有不可替代的生存基础。

实际行业应用中 NOR 与 NAND 或 DRAM 互补使用。 在实际的行业应用中，客户多选择 NOR 与 NAND 或 DRAM 互补使用，一般性原则为：在大容量的多媒体应用中选用 NAND 型闪存，而在数据/程序存贮应用中选用 NOR 型闪存。根据这一原则，设计人员将两种闪存芯片结合起来使用，用 NOR 芯片存储程序，用 NAND 芯片存储数据，使两种闪存的优势互补，如手机、PocketPC、PDA 及电子词典等设备。以手机为例，采用支持 XIP 技术的 NOR 闪存能够直接运行 OS，速度很快，既简化设计，又降低成本，因此一般小巧优雅的手机都采用 NOR＋ RAM 的设计；追求大存储容量的手机则更多地选择 NAND 闪存；而同时追求功能和速度的手机则会采用 NOR＋NAND＋RAM 的设计，这种取长补短的设计能够发挥 NOR 和 NAND 各自的优势。

NOR Flash 十年低迷期已过，市场规模开始稳步回升。 虽然 NOR Flash 应用领域广泛，但除功能手机外类似于电脑 BIOS 的应用领域使用的存储空间较小，一般在 1MB–32MB 左右，其单芯片价值较低。2006-2015 年间，功能手机数量不断减少导致 NOR Flash 市场需求不断减少，叠加 2015 年之前的电子产品数量不足以弥补其 ASP 低的缺点，从而导致 NORFlash 整体市场规模逐步减少，行业景气度进入 10 年低迷期，至 2016 年达到市场最低点为 18.6 亿美元。2017 年开始，随着 5G、TWS 蓝牙耳机、 AMOLED 和自动驾驶汽车等新兴市场的快速发展，NOR Flash 凭借接口简单、轻薄、低功耗、系统总体成本更低、读取速度快等特点成为新兴需求和应用的首选。2017 年 NOR Flash 整体市场规模稳步回升，CINNO Research 预计 2020 年市场规模达 25 亿美元。

新兴市场需求推动 NOR Flash 长期持续增长，市场增量空间超 5 亿美元。 长期来看，我们认为汽车电子、5G 通讯设备、消费电子（AR/VR、可穿戴设备、手机屏幕、TWS 等）、IOT 和工业领域将是推动 NOR Flash 规模逐渐增大的新兴市场增量。通过对新兴市场规模测算，我们预计到 2022 年 NOR Flash 市场规模将达 5.25 亿美元。

美系厂商相继退出，兆易创新份额不断提升。 NOR Flash 市场历经 10 年低迷期，面对不断缩小的市场规模，2017 年，Cypress 和美光相继退出中低容量消费领域的 NOR Flash，开始转向工控和车载等高端市场。2019 年消费电子需求爆发，专注消费市场的旺宏、华邦电和兆易创新等扩大产能、增加销售额，同时也大力向高端市场拓展，使得整体市场份额不断提升。 CINNO Research 数据显示，2019Q3，兆易创新市占率为 18.25%，超越Cypress 首次进入全球前三。TrendForce 数据显示，2020Q1 兆易创新市场份额提升至 18.8%，维持全球第三的排名。

NOR Flash 产品线丰富，工艺制程将由 65nm向 55nm推进。 兆易创新提供从 512Kb 至 2Gb 的系列 NOR Flash 产品，涵盖 NOR Flash 市场的绝大部分容量类型，电压涵盖 1.8V、2.5V、3.3V 以及宽电压产品。2020 年，公司推出国内首款容量高达 2Gb、高性能的 GD25/GD55 B/T/X 系列产品，为 SPI NOR Flash 行业的最高水准，提供 256Mb 到 2Gb 的容量选择，支持高速 4 通道以及兼容 JEDEC xSPI和 Xccela 规格的高速 8 通道，分别采用 3.3V 和 1.8V 供电，具有多达 18 个主要型号的组合，并支持多种封装形式。该系列产品主要面向需要大容量存储、高可靠性与超高速数据吞吐量的工业、车载、AI以及 5G 等相关应用领域。目前公司 NOR Flash 产品工艺处于行业内主流技术水平，工艺节点主要为 65nm，同时全面推出 55nm 工艺节点产品，整体 Flash 产品累计出货量已近 160 亿颗。

2.4 自研 DRAM 产品放量在即，市场增量空间超 184 亿元

DRAM 是当前市场主流的半导体存储器，全球市场规模达 652 亿美元。 IC Insights 数据显示，2020 年全球 DRAM 市场规模为 652 亿美元，预计 2021 年将达 869 亿美元，占存储芯片市场 56%的份额。

从供给端看，DRAM 行业高度集中，呈寡头垄断格局。 IC Insights 数据显示，2018-2020 年期间，在 DRAM 市场中，三星、海力士和美光垄断了全球约 95%的市场份额。

全球 DRAM 产能持续偏紧，预计 21 年 DRAM 资本开支增加 33%。 自 2020 年底开始，DRAM 市场出现供货紧张以来，叠加全球多地区疫情反复以及晶圆厂火灾影响，预期 2021 年下半年 DRAM 供应仍将吃紧，市场需求热度将有望延续到 2022 年。TrendForce 预计 21 年全球各厂商在 DRAM 领域资本开支将达 252.51 亿美元，同比增加 33%。

三星、海力士、美光等龙头厂商加紧扩产。

三星： 预计 2021 年开始，三星西安二期二阶段、平泽 P2、P3 厂区都将陆续投入量产，将使得 2021 上半年三星 DRAM 月产能增加 10%，根据中国闪存市场数据，三星 DRAM 每月产能约 500K，增产 50K 之后，三星 DRAM 月产能将达 550K。

海力士： 2021 年 4 月，韩国政府批准 SK 海力士新厂区的兴建计划，整个项目总投资额将达到 1060 亿美元，面积约为 4.15 万平方米，计划新厂区在 21Q4 破土动工，于 2025 年完成所有工程项目，并开始进行批量生产。整个厂区将由四个晶圆厂组成，每个月的晶圆产量约为80 万片。这些晶圆厂将负责生产常规的 DRAM 芯片，以及采用下一代 DRAM 技术的芯片。

美光： 2020 下半年美光 A3 新厂完成清洁室的建设，预计 2021 上半年完成整体建设，下半年将开始投入量产 1αnm(1-alpha)制程 DRAM。此外，2021 年 5 月，美光表示继 A3 工厂投产后，也有意建造另一座 A5 工厂，持续扩大 DRAM 产能。

从需求端看，DRAM 行业是下游需求驱动型行业，利基型市场规模占比为 8%。 DRAM 按下游需求可分为标准型（PC 端）DRAM、服务器 DRAM、移动端 DRAM、图形 DRAM 和利基型 DRAM 等。其中，利基型 DRAM 主要应用在液晶电视、数字机顶盒、播放机、智能手机、智能手表等消费型电子与网络通讯等相关产品上，多数是从主流规格退役的 DRAM 产品，包括 512Mb DDR 和 1Gb DDR2 等。与标准型 DRAM 相比，利基型 DRAM 市场范围小，多采用较为成熟的制程。TrendForce 数据显示，2020 年，移动端占 DRAM 需求应用的 39.6%、服务器占 33.9%、PC 占 13.1%、利基型占 7.9%、图形技术占 5.5%。

多重因素推动利基型 DRAM 需求持续旺盛。 我们认为，推动当前利基型 DRAM 市场需求旺盛的因素主要在于以下三点：

第一，“宅经济”拓宽传统利基型 DRAM 产品范围。 2021 上半年“宅经济”需求强劲，带动数字电视、机顶盒及网通产品需求回升，特别是智能电网、智能 LED 照明、三网融合、移动支付、机顶盒 IP STB 等将进一步拓展利基型 DRAM 的应用范围。

第二，IOT、5G、AI 等技术的发展也将拉动利基型 DRAM 的需求。 物联网的最终产品具有高混合小批量（HMLV）制造的特征，如智能音箱、智能家居、可穿戴设备等，由于具有计算能力和数据存储的要求，这些产品需要定制的中/低密度 DRAM 来支持上述功能，因此利基型 DRAM 将非常合适。随着国家大力扶持智能家居产业发展，作为智能家居的入口级产品，智能音响的渗透率仍有较大提升空间。可穿戴市场前景可观，IDC 预计 21 年全球可穿戴设备市场规模将达 5.78 亿美元，

2026 年市场规模将增加至 19.68 亿美元。从出货量来看，2019 年全球可穿戴设备出货量已达到 3.4 亿部，预计 2024 年将达 5.3 亿部。

5G 基站和 AI 提升利基型 DRAM 市场需求。 小型 5G 基站可配备 4Gb DDR3 或 DDR4，而 AI 加速器可以配备 4Gb 或 8Gb LPDDR4，除此之外， 5G CPE 可使用 2Gb 或 4Gb LPDDR4 / 4X。5G 和 AI 的蓬勃发展将提升利基 DRAM 的市场需求，5G 基础的建设还将同时带动 WI-FI 路由器及调制解调器等网通产品需求的增加。

第三，汽车电子领域的新市场也将给利基型 DRAM 带来利好。 DDR2 是汽车电子或工控等嵌入式系统市场的主流，电动车、智能导航、无人驾驶、车体感测等领域的发展将带动利基型 DRAM 的发展。

因此，我们认为受益于上 5G、AI、云运算、车用电子、物联网等新兴应用的快速发展，利基型 DRAM 市场需求有望保持持续增长态势。

从价格上看，市场供需错位导致 DRAM 价格不断上涨。 目前 DRAM 下游需求旺盛，而各厂商产能扩张缓慢，导致市场供不应求，从而带动整体 DRAM 现货价格自 2020 年底快速上涨，到 2021 年 3 月上旬价格翻了一倍以上，虽然从现货价格看，近一个月以来 4G 产品价格开始回落，但 2G 产品价格依旧坚挺。

预计 2023 年利基型 DRAM 市场规模达 184.56 亿美元。 当前利基型 DRAM 下游需求端旺盛，供给端由于三星、SK 海力士等存储大厂冲刺 CMOS 影像传感器 CIS 产能，陆续将 DRAM 工艺转换至 CIS 产能，带动利基型 DRAM 价格上涨。TrendForce 数据显示，21Q1 利基型 DRAM 价格上涨 10%-20%，且 21 年报价将逐季提升 5%-10%。我们预计 21 年全年利基型 DRAM 价格有望上涨超 70%，但随着长鑫存储等其他厂商产能的填补，预计 22、23 年价格将有所回落。整体预计到 2023 年利基型 DRAM 市场规模可达 184.56 亿美元。

为打破国外厂商的垄断地位和技术封锁，中国 DRAM 厂商加速追赶。 目前中国主要的 DRAM 制造厂商为福建晋华、合肥长鑫、紫光南京，其中紫光南京的量产环节仍主要在中国台湾力晶进行，故目前中国大陆自产的 DRAM 为福建晋华与合肥长鑫两大系列。合肥长鑫第一阶段做基于 19nm 平台的 8GB LPDDR4，应用方向为智能手机，预计 21 年将完成 17nm 研发，目前产能为 4 万片/月，21Q4 产能提升至 8.5 万片/月；福建晋华由于受到美国实体清单制裁，关键技术受到限制，致使 DRAM 研发停滞。虽然长江存储也在研发 DRAM 技术，但是量产可能需要较长的时间，因此长鑫存储成为中国 DRAM 产业短期内唯一的希望。

兆易创新积极布局利基型 DRAM 即将放量进入收获期。

2020 年 6 月，公司顺利完成非公开发行，募资 43.24 亿元，用于 DRAM 芯片自主研发及产业化项目。主要研发 1Xnm 级（19nm、 17nm）工艺制程下的 DRAM 技术，设计和开发 DDR3、LPDDR3、 DDR4、LPDDR4 系列 DRAM 芯片。

预计将于 2021 年上半年推出第一颗自研的 DRAM 产品，主要面向 IPC、TV 等消费类利基市场。 目前行业内利基型 DRAM 主流工艺节点为 3Xnm-20nm，公司即将推出的 DRAM 工艺节点是 19nm，17nm 的也在研发推进中，公司产品具有较强的市场竞争力。

持续推进合肥长鑫 12 英寸晶圆存储器研发项目合作。 公司通过签署《框架采购协议》等系列协议，推进与长鑫存储在 DRAM 产品销售、代工及联合开发工程端的紧密业务合作。2020 年，公司已在 IPTV、手机、TV、信创等领域，获得了 DRAM 客户的订单和信任，为后续长期合作打下了坚实基础。2020 年 11 月，经与长鑫集成、合肥产投、睿力集成、大基金二期等相关方协商一致，公司出资 3 亿元，参与睿力集成的增资，持有睿力集成约 0.85%股权。

三、MCU 有望翻倍增长，思立微短期承压不改长期成长趋势

3.1 32 位 MCU 产品为市场主流，市场空间达 107 亿美元

汽车电子、IOT、工业互联网等新兴技术快速发展，推动全球 MCU 规模快速扩大至 2020 年达到 207 亿美元。 受益于物联网快速发展带来的联网节点数量增长、汽车电子的渗透率提升以及工业 4.0 对自动化设备的需求增长等各产业升级因素影响，MCU 在越来越多的新兴领域得到应用，助推智能汽车、人工智能、消费电子、通信等行业加快发展。

中国 MCU芯片市场规模近 290亿元。 据 IHS 数据统计，近五年中国 MCU 市场年复合增长率为 7.2%，是同期全球 MCU 市场的 4 倍，2019 年中国 MCU市场规模达到 256 亿元。由于中国物联网和新能源汽车行业的增长速度领先全球，在此带动下，下游应用产品对 MCU 产品需求保持旺盛，中国 MCU 市场增长速度继续领先全球。经初步测算，2020 年中国 MCU 市场规模超过 268 亿元，并且与上年相比增长 5%。随着智能汽车、智能手机等产品的普及应用，MCU 芯片的需求将不断扩大，市场规模也将保持增长。预计 21 年中国 MCU芯片市场规模将近 290 亿元。

市场环境高度集中，海外龙头主导。 从 MCU 行业竞争格局观察，全球主要供应商仍以国外厂家为主，行业集中度相对较高，国内 MCU 芯片厂商仅在中低端市场具备较强竞争力。

激烈竞争的市场环境推动生产工艺改进，32 位 MCU 芯片市场份额持续提升。 MCU 按用途可分为通用型和专用型，按位数可分为 1、4、8、16、 32、64 位。随着物联网终端需求推进，未来汽车驾驶信息系统、先进巡航控制、油门控制系统、自动泊车等对 32 位 MCU 芯片的需求量将大幅度提升。同时，随着开发环境不断提升，8 位与 32 位 MCU 价差正逐步缩小。此外，由于 32 位 MCU芯片工作频率大多在 100-350MHz 之间，低功耗成为 32 位 MCU芯片核心竞争力。

汽车电子、工控/医疗、计算机和消费电子为 MCU 四大应用领域。 从 MCU 终端应用市场分布来看，根据 IC Insights 数据，2019 年全球 MCU 下游应用主要分布在汽车电子、工控/医疗、计算机和消费电子四大领域，分别占比 33%、25%、23%和 11%。其中，汽车电子是最大的下游应用市场，我们认为车载和工控领域将是 MCU 行业未来在全球市场中开拓的主要目标市场。同时，随着汽车电子、工控/医疗等领域对 MCU 计算能力的要求不断提高，先进制程工艺带动 32 位 MCU 成本下降，MCU 产品规格持续向 16/32 位迭代。

预计 2021 年全球 32 位 MCU 市场规模将达 106.7 亿美元。 IC Insights 数据显示，2016 年全球 4/8 位 MCU市场规模为 33.6 亿美元，16 位 MCU为 40.7 亿美元，32 位 MCU 为 101.1 亿美元。预计到 21 年，4/8 位 MCU 为 22.6 亿美元，16 位 MCU为 32.8 亿美元，32 位 MCU为 106.7 亿美元。

3.2 ARM 和 RISC-V 两种架构 MCU 齐头并进，真正意义国产替代

ARM 架构与 RISC-V 架构的区别

ARM 架构是一种采用独特的 ARM 指令集系统、并且根据不同适用范围开发的处理器体系结构。 不同于 x86 架构的复杂指令集（CISC）架构，ARM 指令集是一种精简指令集（RISC）架构。相对于 CISC 架构处理器，采用精简指令集设计的 ARM 架构设计目标是能在尽量高的时钟频率下通过很少周期执行的指令集，从而大幅减少功耗。经过 30 多年的发展，目前 ARM 架构有针对不同类型计算设计的体系结构，如 Cortex-A、Cortex-R、 Cortex-M 处理器等。其广泛应用于嵌入式系统设计，特点为低成本、高效能及低耗电等，覆盖消费性电子产品、可携带装置、电脑附件设备、军用设施等。

RISC-V 架构是基于 RISC 原理建立的免费开放指令集架构（ISA）。 其中，V 是罗马字母，代表第五代 RISC。RISC-V 是在指令集不断发展和成熟的基础上建立的全新指令。RISC-V 指令集完全开源、设计简单、易于移植 Linux系统，采用模块化设计，拥有完整工具链。

相比于 ARM 架构 RISC-V 更加简洁而且完全开放、免费开源，自主可控程度更高。 ARM 是一种封闭的指令集架构，众多只用 ARM 架构的厂商，只能根据自身需求，调整产品频率和功耗，不得改变原有设计。经过几十年的发展演变，ARM 架构变得极为复杂和冗繁，目前 ARM 架构文档长达数千页，指令数目复杂，版本众多，彼此之间既不兼容，也不支持模块化，并且存在着高昂的专利和架构授权问题。而 RISC-V，在设计之初的定位即是一种完全开源的架构，规避了计算机体系几十年发展的弯路，架构文档只有二百多页，基本指令数目仅 40 多条，同时一套指令集支持所有架构，模块化使得用户可根据需求自由定制，配置不同的指令子集。因此，RISC-V 架构的自主可控程度更高。

ARM 架构在传统领域有优势，RISC-V 架构有望在 IOT 等新兴市场得到广泛应用。 目前 ARM 占据了以移动设备为代表的处理器 IP 市场超 90%的市场份额。而在拥有众多细分市场的物联网等新兴市场，可以针对不同应用灵活修改指令集和芯片架构设计的 RISC-V 则更有优势，相比之下使用 ARM 往往只能做一个标准化设计，很难实现差异化。此外，物联网市场对于成本较敏感，RISC-V 免费授权的特点对于芯片厂商更有吸引力。因此，我们认为在传统领域，如移动手机等消费电子领域，ARM 架构拥有霸主地位；而在物联网等新兴领域，RISC-V 有望凭借指令集开源等特性击败 ARM，或者占据可观的市场份额。

兆易创新是国内领先的 32 位 MCU 芯片厂商，累计出货数量已超过 5 亿颗，客户数量超过 2 万家。

基于 ARM Cortex M 内核的 GD32系列，靠性价比取胜。 由于在通用行业领域中，ARM 架构可以满足物联网应用的需求，同时还具备完善的产业链合作伙伴，可以满足上下游具备统一架构实现无缝兼容的需求。因此，目前在 MCU 市场中，德州仪器、意法半导体、NXP 等主流 IC 厂商产品线均为 ARM 架构，基于 ARM 架构的 MCU产品也占据主流地位。

公司基于 ARM 架构的 MCU 是中国高性能通用微控制器领域的领军产品。 2013 年，兆易创新切入 MCU 领域；2017 年推出基于 ARM Cortex-M4 内核的 GD32 系列 MCU 产品，打破国外垄断。截至目前，公司已布局 28 个系列 360 余款产品，产品线覆盖高中低端，广泛应用于工业和消费类嵌入式市场，适用于工业自动化、人机界面、电机控制、光伏逆变器、安防监控、数字电源、电源管理、光模块、智能家居家电及物联网等领域，2021 年 5 月，公司 MCU 产品已在汽车后装市场有所应用，最新的 MCU 车规产品预计在 21 年 6-7 月份开始流片，计划 21 年底进入量产。

目前主流 MCU 工艺节点集中在 180nm-40nm，公司产品覆盖 180nm、 110nm、55nm 和 40nm。 公司 GD32E232 系列 MCU 锁定 10G/25G 中低端市场，已打通光模块行业头部客户渠道。GD32E501 系列 MCU 专注 100G/400G 中高端市场，主要应用在 5G 基站、高速数据中心和云服务器等场景下。此外，其余型号的 ARM 架构 MCU 广泛覆盖工业自动化、人机互动、安防、智能家居、物联网等领域。

前瞻布局 RISC-V 架构，成功研发全球首颗 RISC-V MCU。 2019 年，美国将部分中国高端科技企业加入实体清单后，为避免未来 ARM 架构技术受到管制时，受制于人的局面，公司开始前瞻布局基于开源免费的 RISC-V 架构的 MCU。2019 年 8 月，联合芯来科技成功推出全球首个基于 RISC-V 内核的 GD32V 系列 32 位通用 MCU 产品。2020 年继续推进 GD32V 的研发，提供从芯片到程序代码库、开发套件、设计方案等完整工具链支持并持续打造 RISC-V 开发生态，全面适用于工业控制、消费电子、新兴 IOT、边缘计算、人工智能及垂直行业的深嵌入式市场应用，摆脱受制于人的被动局面，率先抢占未来市场份额。

MCU 业务收入高速增长，毛利率持续提升。 从收入上看，2016-2020 年公司 MCU 芯片业务实现快速增长，GAGR 达到 39.92%，最新 20 年实现收入 7.55 亿元，同比增长 70.14%，充分表明 MCU 产品能力强，市场认可度高，在国产化背景下已占据国内市场优势。从毛利率看，2018-2020 年公司毛利率稳步提升，表明高研发投入在产品力方面逐步显效，公司盈利能力不断提升。

我们认为得益于国产替代和国外主要 MCU 厂商涨价趋势（Q1 涨幅超 10%），公司积极布局的 GD32 和首发的基于 RISC-V 内核的 32 位通用 MCU 产品也有望在 Q2-Q4 实现量价齐升。同时公司自研的车规级 MCU 预计今年 6、7 月份流片，年底实现量产，也将带来收入增量，预计全年 MCU 业务有望实现翻倍增长。

3.3 收购思立微，入局传感器芯片，提升长期成长空间

收购思立微进入传感器业务领域，业务协同、提升成长空间。

完善业务布局，提升成长空间。 思立微是国内市场领先的智能人机交互解决方案供应商，产品以触控芯片和指纹芯片等新一代智能移动终端传感器 SoC 芯片为主，广泛应用于智能移动互联网终端，技术能力和市场均具有较高壁垒。CCID 数据显示，2019 年全球指纹识别芯片市场规模约为 41.7 亿美元，中国的市场规模为 15.1 亿，预计 2020 年全球将达到 47.20 亿美元，中国市场规模将达到 17.20 亿美元。2019 年，公司收购思立微，不仅补足了在传感器、信号处理、算法和人机交互方面的研发能力，提升相关技术领域的产品化能力，而且还完成了“存储、控制、传感”完整的三大业务布局，进一步提升了公司未来成长空间。

公司和思立微还构成协同效应，在现有的供应链、客户资源和销售渠道上形成积极的互补关系。 兆易创新作为工业控制、汽车电子等领域的优质供应商，可以借助思立微在智能手机及平板领域的客户资源优势，打通物联网链条，提高公司产品渗透率。同时，通过人机交互技术支持现有芯片产品技术性能提升，促进市场占有率进一步增长，公司的品牌影响力将得到更广范围的提升。

思立微业绩对赌失败，不影响公司长期发展。 按照业绩对赌承诺，思立微需要在 2018 年度、2019 年度和 2020 年度经审计的扣非后归母净利润累计不低于 3.21 亿元。2018 年，思立微实现扣非后归母净利润 9597.19 万元，2019 年，思立微业绩承诺实现金额为 9123.02 万元，累计业绩承诺实现金额约 1.86 亿元。因此，思立微需要在 2020 年实现业绩承诺额约为 1.35 亿元。而思立微在 2020 年由于受到了新冠疫情的影响，全年仅完成了 4942.81 万元的扣非后归母净利润，未完成承诺的利润指标，对赌失败。但是在新冠疫苗普及后，中国疫情控制得当的背景下，中国手机市场复苏有望。因此，我们认为，本次对赌失败并不影响公司长期发展，疫情得到控制后，市场将逐渐恢复，公司业绩有望逐步改善。

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）

精选报告来源：【未来智库官网】。

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三、MCU 有望翻倍增长，思立微短期承压不改长期成长趋势

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