近日有消息，三星電子將重新開始CPU內核的開發。三星電子在公司內部組建了CPU核心開發小組，並聘請前AMD高級開發人員Rahul Tuli領導該小組。如果開發過程順利，三星電子將可以在2027年之前使用自主內核開發的CPU。
相比在ARM等成熟內核的基礎上設計晶片，自研內核架構具有更大的挑戰性。2015年三星電子曾推出採用自研「貓鼬（Mongoose）」內核的處理器，但終因性能不夠理想於2019年終止。此次重新啟動相關項目，表明三星電子急於在晶片領域尋求到新的突破口。能否成功，值得關注！
移動CPU設計實力不容輕視
談到三星電子的晶片業務板塊，人們的關注點往往集中於存儲晶片與晶圓代工方面。事實上，三星電子在智慧型手機晶片領域同樣有著不弱的設計開發能力。三星電子自研的智慧型手機晶片Exynos系列雖然不如蘋果的A系列那麼知名，卻也不乏輝煌的歷史。
資料顯示，2000 年前後，三星電子就開發出首款面向智慧型手機的SoC晶片，基於ARM7內核，型號為 S3C44B0。這在當時已是相當超前的設計。隨後三星電子又基於ARM9內核推出Exynos 3 Single 3110，這是安卓陣營首款採用45nm工藝，主頻達到1GHz的SoC晶片。這顆晶片對於開啟三星電子Galaxy S系列手機的輝煌功不可沒。截至2013年銷量超過2500萬部，三星電子也藉助這顆晶片躋身主流移動晶片廠商陣營。
此後，三星電子陸續推出多款Exynos系列產品：Exynos 4210 採用兩顆Cortex-A9內核，是三星電子首款多核處理器；Exynos 4412採用四顆Cortex-A9內核；Exynos 5410採用ARM big.LITTLE 架構，實現了4顆高性能Cortex-A15和4顆個輕量級Cortex-A7的8核設計。Exynos 7420更是以4顆Cortex-A57和4顆Cortex-A53，及14nm 製造工藝，達到一個高峰。
不過，三星電子的手機晶片也有其弱點，那就是採用公版ARM內核設計，外加無節制的堆料，與蘋果、高通可以打開ARM的「黑匣子」比起來，總是要差上一籌。為此，三星電子決定投入巨資自研內核架構，改變這一被動局面，並於2015年末推出首款採用自研「貓鼬（Mongoose）」內核架構的處理器Exynos 8890。
但事實證明，不是所有人都像蘋果那樣玩得轉自研。2017年三星電子發布的Exynos 8895，採用「貓鼬M2」內核，在CPU和GPU方面都出現了性能和功耗的問題，面對驍龍835敗下陣來。2019年底，三星電子裁撤CPU研發部門，為堅持了四年的自研「貓鼬（Mongoose）」內核畫上句號。這也是三星電子Exynos 晶片由盛轉衰的一個轉拆點。此後，無論是和vivo聯手合作的Exynos 980、Exynos 990、Exynos 1080，還是Exynos旗下首款5nm晶片Exynos 2100全都回歸ARM公版設計。在Counterpoint Research 發布2022年全球手機移動處理器市調報告中，三星電子Exynos系列的市占率也弱於高通、蘋果、聯發科與紫光展銳。
劍指高端移動計算市場
三星電子再次開啟內核自研，顯然是希望重振手機晶片業務。三星電子總裁、MX業務負責人盧泰文日前在參加一次會議時就曾表示，三星電子正在為旗下的Galaxy手機產品線研發專屬的定製SoC，並稱這款晶片將會是不同於市面上的任何其它產品、堪稱「獨一無二」的存在。
自研晶片最大的好處是實現軟硬體一體化設計。蘋果就是這方面的典型代表，具有更高自主性的自研晶片使其能夠牢牢掌握產品周期，按需設計產品，同時更好地匹配軟體生態。這是越來越多手機廠商投入晶片自研的主要原因。而三星電子投入內核架構自研，可以使其在自主性、與差異化方面走得更遠。Garner研究總監盛陵海表示：「自研內核可使晶片廠商在進行處理器開發時可以減少對公版設計的依賴，擁有更大的自主性和差異化。」
基於此，三星電子的智慧型手機晶片事業有望重返智慧型手機和個人電腦尖端晶片領域展開競爭。近年來，由於智慧型手機需求增加以及5G技術的發展，全球智慧型手機晶片市場出現了顯著增長，預計全球手機晶片市場將從2020年的169 億美元增長到2025年的235億美元，年複合增長率6.8%。
同時，智慧型手機也不再是移動計算平台中的唯一主角，XR硬體、智能座艙等智能設備市場不斷發展，更多新型移動計算形態被催生出來。數據顯示，2025年全球智能物聯終端連接數量將達到100億台，2050年數量將增長至500億台，智能計算晶片的需求量在未來數十年間將會不斷地增長。三星電子顯然是希望加強自研能力，進入智慧型手機等智能設備的尖端晶片領域展開競爭。
擁抱RISC-V存在可能
三星電子重啟內核自研的細節目前尚無從得知。重拾貓鼬（ Mongoose）架構固然是選擇之一，但從近年來三星電子的一系列舉措來看，擁抱RISC-V同時存在可能性。在日前舉辦的一場RISC-V會議上，三星電子公開資料稱，RISC-V將率先用於其5G毫米波射頻IC中。根據披露的信息，三星電子從2017年就開始投入RISC-V的開發，並流片了第一顆RISC-V射頻測試晶片。
另有報導稱，三星電子的晶圓工廠在與SemiFive合作打造基於RISC-V的晶片解決方案。SemiFive負責人Cho Myung-hyun透露，晶片將採用三星14nm LPP工藝。
半導體專家莫大康介紹，三星電子下一階段在晶片領域的主要策略，是改變存儲業務一支獨強的局面。但是邏輯電路的晶圓代工方面，面對台積電的強力競爭，進展並不順利。2017年三星電子高調進軍晶圓代工，曾經高調宣布要在未來5年內實現全球代工市占率25%的目標。至今5年之期已至，可2022年三星電子的市占率為16.5%，雖然已是全球晶圓代工第二，但距離25%的目標仍有不小差距，與台積電高達53.4%的市占率差距就更大了。做強智慧型手機晶片業務，或將為三星電子的晶片業務尋找到第三個支點。
三星電子高層人事變動的內在邏輯
倪光南院士：RISC-V是中國CPU領域最受歡迎的架構
作者丨陳炳欣
編輯丨邱江勇
美編丨馬利亞
監製丨趙晨