手机芯片市场再生变数

本文来自微信公众号：半导体行业观察（ID：icbank），作者：邱丽婷，头图来自：视觉中国

近日，三星Exynos在上海举办了首场面向中国市场的新品发布会，并发布了具有旗舰级性能的Exynos 1080移动处理芯片。

5G模组的Exynos 1080是三星首款基于最新的5nm EUV FinFET工艺制造的处理器，之前已有苹果A14与华为麒麟9000两款5nm移动处理器产品正式实现商用，三星的进入将使该赛道更为拥挤。

更进一步看，三星能够如此迅速推出5nm芯片似乎也与其接连在移动处理器失利有关，该产品能否成为三星翻身的契机？仍值得探讨。

Exynos芯片的前半生

在聊这款“翻身之作”之前，我们须得明白目前的手机处理器市场格局以及三星Exynos芯片“翻车”的原因。

根据Counterpoint最新发布的基于2020 Q2手机处理器市场份额榜单来看，高通以29％的市场份额保住第一，第二名是联发科26%的市场份额马上就要追上高通了，第三名则是华为海思芯片，有16%的市场份额，第四则是三星和苹果并列，市场份额都是13%。

虽与去年同期相比，三星的市场份额有所下降，但仍然处于前五的位置。与这样的好成绩相比，三星近年在移动处理器市场上的表现却不尽如人意，甚至到了“人人喊打”的地步。

在今年三月份，三星用户在 Change.org 网站上提交了一份请愿书，目的是向三星施加压力，并要求三星停止在其旗舰产品上搭载自家 Exynos SoC；此外，请愿书还试图阻止三星在旗舰机型上使用自家摄像头传感器以替代索尼。

起因则要从三星的双处理器策略讲起，众所周知，三星的旗舰机 Galaxy S 系列手机通常会发布两个版本，它们分别搭载高通骁龙 SoC 和三星 Exynos SoC。在北美、中国、日本等地区，销售搭载高通骁龙865处理器的机型，而在欧洲、印度、台湾等其他地区销售的是Exynos 990处理器。此前三星在发布的2020上半年最新旗舰Galaxy S20系列手机就是如此。

三星曾表示，双处理器策略的原因之一在于欧洲等地区没有CDMA网络覆盖，用Exynos成本更低；而且，三星也曾保证 Exynos 在性能层面将与骁龙处理器相差无几，不会给用户带来明显的体验差异。

以往，三星Exynos SoC与高通骁龙的差距确实不大，但近年来，两者的差距却越来越大。这一切源于其自研的猫鼬架构。

三星的Exynos系列芯片诞生于2010年前后，三星当时决心发力安卓平台，然后就把自己早就有了的微处理器业务给命名为Exynos。

在2010~2015年期间，三星采用ARM公版架构的处理器，确实性能卓越。此前有报道指出，2015年的Exynos 7420集成了三星Shannon 333基带，14nm工艺，性能足以吊打同期的骁龙810和苹果A8，当年的旗舰Galaxy S6正是搭载这款芯片。

2016年，三星开始自研架构。据传，这个项目从2013年就开始了，毕竟在2013年，三星是世界上最成功的智能手机厂商。那一年三星共销售出高达3.198亿部智能手机，拿下32.2%的全球市场份额，最好的时候利润甚至能和苹果六四分成。

无论之后自研架构如何，但三星的这个操作在任何时候看来都是合理的。毕竟在当时看来，他们的旗舰机销量足够成本摊薄。并且他们还拥有当时世界上最先进的晶圆厂之一，更何况，当时业界认为自研架构性能比公版强。

Exynos8890就这样诞生了，资料显示，这款处理器采用了自研的猫鼬M1架构，CPU大核性能比骁龙820强了15%，功耗反而更低，GPU性能也超过了A9，顺便还集成了LTEcat.12基带，性能非常强悍。

2017年成了转折点。

一方面，三星的自研架构开始出现问题。2017年三星推出的Exynos8895采用了M2自研架构，该架构在性能和A73五五开的情况下，功耗高了33%，GPU能耗比更是被高频小核的Adreno540吊打。2018年的Exynos 9810采用M3架构，M3架构的实际性能较A75提升35%，但功耗却提升了60%，可谓“烫手”。

另一方面，2018年，台积电率先掌握了7nm量产工艺，苹果高通华为迅速投身7nm，带领移动端主流旗舰到7nm。而三星芯片都是自家的Fab代工，代工厂工艺的落后是其迟迟推不出7nm芯片的原因之一。

此后，三星在旗舰处理器芯片方面表现一直不佳，以至于2019年12 月 31日，三星正式宣布解散其位于奥斯汀的猫鼬架构团队，三星自研架构正式宣告失败。

此次发布的Exynos 1080，算是三星彻底放弃自研架构，专心回归ARM公版的首作，能否让三星重现昔日“安卓之光”？我们用数据说话。

打响5nm芯片商用战

作为人类迄今能达到的集成度最高的芯片制造工艺，5nm制程最多可实现每平方毫米集成1.713亿个晶体管。对于以降低功耗、提升性能为目标的智能手机处理器产业来说，5nm芯片制程成为其必须抢占的“高地”。在这一产业窗口期，芯片设计、制造工艺成为5nm芯片商用落地的关键。

目前，全球手机SoC芯片市场排名前五的高通、联发科、三星、苹果、华为海思均已针对5nm进行布局。随着三星的正式发布，在5nm这条赛道上，全球手机SoC芯片设计界的“五大巨头”已然集齐其三，高通也将在12月份正式发布旗舰芯片。

高通曾预计，2021年全球5G手机出货量将达到4.5亿部，数量相比2020年直接翻倍。面对骤增的市场需求，苹果/华为/三星/高通四家抢跑，剩余的联发科、紫光展锐等玩家也已做好热身。

在这里，我们将已经正式发布的几款5nm芯片参数制作了表格，以便清晰对比。需注意的是，高通并未正式公布参数，因此在表格中未列出。

苹果、华为、三星商用5nm芯片盘点

苹果、华为自研的5nm芯片先后在10月份发布，并分别落地于苹果iPhone 12系列手机、华为Mate 40系列手机，三星则在11月份发布，由vivo首发搭载。

集成度方面，麒麟9000晶体管数目比A14芯片多出30%。苹果A14集成118亿晶体管，华为麒麟9000集成153亿晶体管。三星的晶体管数量并未明说，根据发布会给出的数据显示，相较于三星 7nm 工艺制程，三星 5nm 制程在晶体管数量密度上增加超过 80%。

当然，也有消息指出，都是5nm，台积电的集成度更高（麒麟9000和A14都是台积电代工）。中国台湾《经济日报》曾援引台积电内部消息称，台积电5nm制程试产结果显示，其晶体管是7nm制程的1.8倍。相比之下，三星5nm制程相比7nm制程，晶体管数仅增加二成，且台积电产品在功耗等方面均更有优势。

架构方面，除了苹果A14芯片采用6核架构以外，华为和三星均采用八核架构。

苹果坚持采用六核2 + 4 big.LITTLE CPU架构设计，但改用了新的“ Firestorm”和“Icestorm”内核。与前代 iPad Air（A12芯片，7nm）的性能相比，A14 在 CPU 性能提升 40%。

Exynos 1080 为1+3+4 的三丛集方案，具体来看的话，是 1 个 Cortex-A78 内核（最高频率为 2.8 GHz）、3 个高性能的 Cortex-A78 内核 + 4 个高效 Cortex-A55 内核。根据官方给出的数据，Exynos 1080 的 CPU 性能几乎是前代产品（Exynos 980）的两倍。

5nm 的麒麟 9000 5G SoC，用了 1 个 3.13 GHz 的超大核 A77 + 3 个 2.54 GHz 的 A77 大核，以及 4 个 A55。

GPU 部分，苹果还坚持使用完全由内部构建的4核GPU群集。这种布局看起来与A13相同，所有性能的提高都可能来自时钟的增加，而不是主要架构或核心数量的改进。

Exynos 1080 采用了旗舰级 Mali-G78 GPU，10 核心，支持 4 通道 LPDDR4 & 5，G78 性能比 Mali-G77 提升达 25%。根据三星官方的对比，Exynos 1080 增强型 GPU 性能是上一代的 2.3 倍。

不过，同样采用Mali-G78 GPU的麒麟9000，却集成了最高24个计算单元，麒麟9000E也有20个。在这方面，与Exynos 1080相比，麒麟9000显然更甚一筹。

此外，在 5G 方面，Exynos 1080 集成了三星最新的 5G NSA/SA 双模调制解调器，该调制解调器支持最高 5.1Gbps 的下载速度，不仅支持 5G NR Sub-6，还支持毫米波（mmWave），实现更大程度的全球网络覆盖。

当然，麒麟9000也内置了华为自研基带芯片巴龙5000。相比之下，A14芯片是外挂高通的X55基带芯片。

从安兔兔公布的跑分来看，iPhone 12 Pro获得的总分为572133，CPU成绩为167437、GPU成绩为196812分、MEM成绩为114462分、UX成绩则是93422分。

当然，据安兔兔的说法，苹果iPhone和安卓手机的跑分标准和相关接口似乎不太一样，跑分不能简单的横向对比。重点还是看麒麟9000与Exynos 1080的跑分。

麒麟9000处理器的总分为693605，而CPU成绩为189670、GPU成绩为287962、MEM成绩为126589、UX成绩则是89384，可见，该芯片在CPU、GPU两大领域的提升十分明显。

从安兔兔之前公布疑似三星Exynos 1080的成绩来看，总分为693600分。CPU成绩为181099、GPU成绩为297676、MEM成绩为115169、UX成绩为99656，这颗处理器的GPU图像运算能力，提升比较显著。

需要注意的是，早前网上曝光的Exynos 1080安兔兔跑分图显示其主频高达3.0GHz，但正式版的最高主频却被限定到了2.8GHz，可能是出于能耗比方面的考虑。

就跑分来看，作为三星最新一代旗舰级处理器，逼近70W的跑分成绩，使得Exynos 1080成功进入第一梯队。我们不得不承认，它的出现或为芯片发展带来更多竞争力，甚至有望改变行业格局。

手机芯片将酝酿新格局

根据最新数据显示，在全球市场，三星以22%的销量占比位居世界第一，华为以14%的销量占比位居世界第二，小米、苹果、OPPO、vivo 则分别以13%、11%、8%、8%的销量占比位居全球第三至第五（OPPO、vivo 并列第五）。

仅前6家厂商占据了76%的市场份额，而国内手机厂商则占据了43%的市场。那就意味着，这些手机厂商有一点风吹草动，影响的可能就是全球手机芯片市场格局。

而事实上，最近国内手机市场最近确实暗流涌动。首先是国内最大的手机厂商-华为，随着台积电停止为华为麒麟芯片提供代工服务，华为出货量出现 2014 年以来的首次下跌。Canalys 分析师贾沫已提出：“华为正面临自 2016 年登顶国内智能机市场以来最严峻的挑战。”华为事件带来的影响已现端倪。

值此之际，手机厂商正在积极谋求更多转变，国内出货量第二的厂商OPPO，在去年年末的未来科技大会上承诺，将投入 500 亿元进行芯片等产品的研发。之后又有外媒曝光了 OPPO 在欧盟知识产权局申请的全新“OPPO M1”商标。商标说明上写着“包括芯片[集成电路]；半导体芯片；电脑芯片；多处理器芯片；用于集成电路制造的电子芯片；生物芯片；智能手机；手机；屏幕。”贴合了网上传闻的 M1 芯片，OPPO 的自研 SoC 很可能就在紧锣密鼓地研发当中。在此之前，欲自研芯片的还有小米，但澎湃芯片计划已暂时搁置。

也有寻求多元化、差异化发展的厂商，对于他们来说，采用来自不同芯片供应商的产品成为了不错的选择，这样一来，手机品牌之间有了更多回旋空间，将有利于市场的良性竞争，横空出世的Exynos 1080一定程度上或将担当其中的“催化剂”角色。

事实上，这并非空穴来风。毕竟在发布会上，三星电子系统LSI表示，Exynos 1080处理器专为中国市场设计，且将由vivo首发。同时根据曝光消息，2021 年，三星还将向小米、OPPO 供应 Exynos 芯片。

要知道，在以往华为占据重要份额的欧洲市场，小米 Q3 同比增长 91%，跃至第三，OPPO 更是获得了近四倍的增长幅度，华为则从第二掉到了第四，下跌 31%。同时，随着华为国内销量的下跌，小米等厂商也在迅速抢占市场份额。

若三星为小米、OPPO提供芯片，按照目前提供不逊色于其他旗舰级芯片的性能，结合其在5G、AI、影像等方面独特体验，未来更进一步，开拓出更广阔的猎户座芯片市场，最终促成新的争霸格局，或将成为现实。

总结

虽然业界不断有言论指出摩尔定律走向终结，但芯片制程仍向更高集成度步步逼近。更多的5nm芯片正在涌向赛道。

相较于苹果、华为，三星似乎显得更有野心，希望凭借5nm芯片顺利打开中国市场。无论成功与否，在华为断供，其他厂商暂未推出自研芯片之时，此举势必会让手机芯片市场出现一波洗牌。

本文来自微信公众号：半导体行业观察（ID：icbank），作者：邱丽婷