Puedes actualizar el firmware usando ESPTOOL con un comando como
./esptool.py write_flash 0x00000 my_app.elf-0x00000.bin 0x40000 my_app.elf-0x40000.bin
esto sobrescribirá el chip SPI FLASH con un nuevo contenido. Pero si sobrescribe la región 0x0, ¿se pierde el cargador de arranque que permite flashear el chip a través de UART? ¿O es un código de máscara rom real?
El gestor de arranque y la biblioteca de periféricos básicos están en la ROM en el chip ESP8266. Lo que escribes usando esptool es el chip flash externo. Debido a la forma en que el contenido de este chip flash se carga en la RAM (ya sea 'permanentemente' o solo en caché) esta imagen ROM se divide en segmentos. (Puede haber más segmentos que estos dos, por ejemplo para datos).
Nota al margen: este blogpos t by me ofrece una descripción general de los diversos módulos ESP8266.
Lea otras preguntas en las etiquetas flash firmware bootloader esp8266 rom