比特幣礦機未來市場深度報告

礦機作為比特幣系統(tǒng)中的關(guān)鍵組成部分，通過消耗計算和電力資源爭奪記賬權(quán)，為該系統(tǒng)增加了“信任價值”；從投資角度而言，比特幣礦機可以視為比特幣價格的“看漲期權(quán)”，正是因為礦工對未來幣價持看漲態(tài)度，預(yù)期未來的挖礦收益會增加，從而加大了礦機的需求。

礦機銷量依賴于全網(wǎng)算力的增長，而算力又和幣價密切相關(guān)。市場普遍認為目前正處于加密貨幣市場的熊市階段，擔(dān)心比特幣礦機需求慘淡。不同于市場認為挖礦行業(yè)進入寒冬的看法，我們看到，挖礦仍是傳統(tǒng)資本介入區(qū)塊鏈最容易接受的模式，通過敏感性分析我們發(fā)現(xiàn)，若 2018年的剩余時間內(nèi)以 BTC未來價格 1萬美元估算，則 2018年將產(chǎn)生 4萬 PH/s的新增算力需求，同比去年增加 165%；若以 6000美元估算，則新增算力約 3萬 PH/s，同比增加 96%。雖然相比去年下降，但如此的增速表明算力需求仍處于高速發(fā)展階段。

目前比特幣礦機行業(yè)市場集中度高，市場份額排名前兩家（比特大陸、嘉楠耘智）占超過 80%的市場份額，行業(yè)競爭格局屬于寡頭壟斷。由于兩家龍頭企業(yè)在核心資源上（研發(fā)、資金、上下游關(guān)系、規(guī)模經(jīng)濟效用）更勝其它企業(yè)一籌，因此我們認為，未來龍頭企業(yè)將持續(xù)穩(wěn)固競爭優(yōu)勢，市場維持寡頭壟斷格局。

從 CPU到 ASIC，礦機提效降耗的必然歸宿

比特幣礦機，本質(zhì)上是一個計算機，其核心部件是計算芯片。具體來講，目前主流的比特幣礦機主要由如下幾個部分構(gòu)成：包含計算芯片、散熱片的算力板，風(fēng)扇，控制器電路板，鋁合金外殼，以及外臵的電源。這里面最核心的部件為計算芯片，礦機的計算性能和功耗大小由計算芯片決定，其成本占礦機總制造成本的 80%左右。

▲螞蟻S9i 14T

“單位算力功耗”是評價礦機性能的核心指標(biāo)。礦工在購買礦機時通常不會考慮單臺價格，而是關(guān)注回本周期，其中的關(guān)鍵指標(biāo)就是“單位算力功耗”。在相同計算能力的情況之下，礦機的功耗越小，意味著礦機的性能越好，所謂“單位算力功耗”即為礦機的功耗/算力。隨著全網(wǎng)算力的整體提升，挖礦成功的難度會越來越大，因此礦機需要不斷定期換代以維持原有收益，近幾年主流廠商通常每年升級一次產(chǎn)品系列，中間可能會根據(jù)市場情況發(fā)布更新版本對性能、功耗、價格進行微調(diào)。在這個過程中，單個礦機的算力不斷得到提升，而核心指標(biāo)“單位算力功耗”則不斷下降。

優(yōu)化“單位算力功耗”，需要用專用型芯片代替通用型芯片。比特幣礦機芯片的發(fā)展經(jīng)歷了從 CPU、GPU、FPGA到 ASIC的四個過程。在這個過程中，提供算力的芯片從通用型逐漸轉(zhuǎn)向了挖礦專用型。所謂 ASIC芯片（Application-Specific-Integrated-Circuit chip），

即指為專門目的而設(shè)計的集成電路。ASIC的特點是面向特定算法需求，在批量生產(chǎn)時與通用集成電路相比具有體積更小、功耗更低、可靠性提高、單位成本更低的特點。比特幣挖礦屬于特定算法下的重復(fù)計算，因此應(yīng)用 ASIC方案會使得芯片性能得到大幅提升。

ASIC 礦機芯片的工藝制程先進，產(chǎn)品更迭速度快。先進的芯片制程工藝可以提高集成電路的精密度，使得電子器件的特征尺寸不斷縮小，從而芯片集成度不斷提高，功耗降低的同時芯片算力得到提高。為了獲得最優(yōu)的性能，ASIC 礦機芯片的設(shè)計、制造一直走在芯片行業(yè)的前沿。目前市場上主流的 ASIC 礦機芯片從 110nm、55nm、28nm 一直升級到 16nm，未來半年內(nèi)也將推出 7nm 制程的 ASIC 礦機芯片。具體舉例，以下是世界第二大比特幣 ASIC 礦機供應(yīng)商嘉楠耘智的產(chǎn)品、芯片更迭情況：

比特幣礦機：金融屬性凸顯，投資者眼中的“看漲期權(quán)”

縱覽“數(shù)字淘金”產(chǎn)業(yè)鏈

比特幣相關(guān)的價值鏈參與者如下所示：上游為礦機的設(shè)計、生產(chǎn)&測試封裝、銷售商；中游為挖礦的礦池和礦場；下游為比特幣交易所及錢包。

上游為比特幣挖礦提供礦機。包含無晶圓廠商，如比特大陸、嘉楠耘智等，它們主要負責(zé)芯片設(shè)計、礦機組裝和銷售，而將礦機芯片的制造、測試、封裝交給代工廠；也包含相應(yīng)負責(zé)制造、測試、封裝的代工廠，如臺積電、日月光。

中游進行挖礦，確認網(wǎng)絡(luò)中的交易，同時系統(tǒng)增發(fā)的比特幣通過其流入市場。由于全網(wǎng)算力的指數(shù)級上升，目前個體挖礦成功的概率幾近為零，因此出現(xiàn)了大大小小的礦場、礦池，通過聚集大量礦機的算力來競爭記賬權(quán)，增大挖礦成功的概率。主要的參與者有比特大陸、Bitfury、BTC.com、Antpool、F2pool等。

下游為比特幣的交易、使用和儲存服務(wù)商。比特幣交易所可以提供法幣與比特幣、比特幣與其它加密貨幣之間的交易兌換，相關(guān)交易所為 Coinbase、Bitfinex、OKCoin、火幣等；比特幣的支付轉(zhuǎn)賬、存儲功能則可以通過比特幣錢包完成，主流錢包有 Blockchain、 BitPie 等。

上游代工廠：先進產(chǎn)能有限、話語權(quán)強

比特幣礦機供應(yīng)商一般采用無晶圓廠模式。即其只負責(zé)礦機芯片的設(shè)計，而將芯片的生產(chǎn)、測試、封裝交由第三方代工。由于芯片制造過程需要巨額的資本支出，這樣的模式可以讓比特幣礦機供應(yīng)商專注于產(chǎn)品核心——芯片的研發(fā)，同時獲得定價合理、流程先進的產(chǎn)能。

上游代工廠先進產(chǎn)能受限，新產(chǎn)能擴充慢。由于比特幣ASIC礦機對性能要求很高，因而新產(chǎn)品需要應(yīng)用最先進的制造、封裝工藝。這就對相應(yīng)代工廠提出了一定準(zhǔn)入門檻，只有擁有先進制程工藝流水線、高質(zhì)量封裝水準(zhǔn)（產(chǎn)品集成度高、散熱效果好）的代工廠才能接下訂單。而在芯片領(lǐng)域這樣的代工廠通常具有數(shù)量少、市場份額大的特點，以即將投入量產(chǎn)的 7nm制程工藝流水線來看，全球相關(guān)市場被臺積電一家獨霸。另一方面，由于新技術(shù)處于初期量產(chǎn)階段，相應(yīng)流水線的產(chǎn)能受限，而新產(chǎn)能的建設(shè)往往需要大量資金和時間投入，短期難以得到提升。

上游代工廠話語權(quán)強，只有訂單量大、價格高、預(yù)付款的客戶才能優(yōu)先鎖定產(chǎn)能。由于可選擇的代工廠為行業(yè)龍頭，同時產(chǎn)能有限，再加上同期競爭代工廠產(chǎn)能份額的還有各大手機芯片商（蘋果、高通、華為等等），因此礦機供應(yīng)商對上游代工廠的話語權(quán)相對較弱。只有訂單量大、價格高的才能成為代工廠的優(yōu)先客戶，并且需要以預(yù)付的形式提前鎖定產(chǎn)能，這對礦機供應(yīng)商的規(guī)模、資金流轉(zhuǎn)狀況都提出了門檻要求。

供給端看礦機：緊握定價權(quán)，價格隨挖礦收益同步調(diào)整

有限的產(chǎn)能+寡頭壟斷，使得比特幣礦機供應(yīng)商對下游具有極強議價能力。近年來比特幣價格不斷上升，拉動礦機新需求，上游礦機供應(yīng)商在產(chǎn)能有限（受代工產(chǎn)能限制）、寡頭壟斷的情況下，對礦機有著絕對的定價權(quán)，自然礦機價格此時也是水漲船高，今年年初比特幣價格瘋漲的時候，螞蟻礦機 S9在華強北市場一度賣出 34000元的期貨單價。那么，礦機究竟如何定價呢？利用歷史價格數(shù)據(jù)我們做出如下分析：

當(dāng)期礦機價格=固定回本周期×當(dāng)期挖礦日收益。

通過將歷史的月度礦機價格和當(dāng)月平均挖礦日收入（此處只為收入，而非收益，即不包含電力、租金等成本）作圖可知，當(dāng)期挖礦日收入與當(dāng)期礦機價格之間呈線性關(guān)系。我們將其解讀為以下公式：P = D×(R - C)，其中 P為礦機價格，D為回本周期，R為當(dāng)期挖礦收入，C為當(dāng)期挖礦成本，R–C即為當(dāng)期挖礦收益。即當(dāng)期礦機價格與當(dāng)期挖礦日收益呈正比關(guān)系。

龍頭優(yōu)勢穩(wěn)固，行業(yè)將維持寡頭壟斷格局

ASIC 礦機芯片設(shè)計進入門檻高

比特幣礦機供應(yīng)商主流采用無晶圓廠模式，自身的競爭優(yōu)勢主要體現(xiàn)在ASIC礦機芯片的設(shè)計上，而 ASIC芯片設(shè)計屬于高科技行業(yè)，需要企業(yè)能夠及時根據(jù)市場推出性能更佳的世代產(chǎn)品，因而對企業(yè)的研發(fā)能力、資金投入等方面都提出比較高的準(zhǔn)入門檻，企業(yè)需要擁有以下資源才能在該行業(yè)中立身不?。?/p>

強大的研發(fā)能力。針對下游挖礦業(yè)全網(wǎng)算力不斷增長的情況，上游ASIC礦機芯片設(shè)計商需要有能力適應(yīng)產(chǎn)品快速更迭市場。只有以行業(yè)領(lǐng)先的速度，不斷地推出更高性價比的產(chǎn)品，才能占得同類新產(chǎn)品市場的先機，獲得相應(yīng)的溢價和更多的客戶青睞。同時，快速、有效的研發(fā)能力也能減少企業(yè)在研發(fā)中失敗的次數(shù)，從而減少不必要的研發(fā)費用。而這一切都需要芯片設(shè)計商擁有強大的研發(fā)團隊、多年的研發(fā)經(jīng)驗和積累的研發(fā)數(shù)據(jù)。

雄厚的資本保障。芯片設(shè)計具有前期投入大、周期長的特點，因而需要企業(yè)前期投入大量的研發(fā)經(jīng)費，并有能力承受因此帶來的潛在虧損。這對企業(yè)的流動資產(chǎn)和現(xiàn)金流提出了一定門檻要求。

與上游優(yōu)質(zhì)代工廠之間的良好合作關(guān)系。只有最高效的ASIC礦機才能獲得市場的青睞，而在代工廠的生產(chǎn)工藝中，礦機芯片所采用的制程工藝對其性能影響極其關(guān)鍵。鑒于高端制程工藝流水線產(chǎn)能有限，唯有企業(yè)的訂單優(yōu)先被代工廠執(zhí)行，才能保證企業(yè)的最新產(chǎn)品及時進入市場，占據(jù)先機。因而需要企業(yè)與優(yōu)質(zhì)代工廠之間保持良好的合作關(guān)系，而這一資源通常是潛在進入者不具備的。

規(guī)模經(jīng)濟效應(yīng)。通常來說，芯片的硬件成本=（晶片成本+測試成本+封裝成本+掩膜成本）/最終成品率。高效的 ASIC芯片需要應(yīng)用最先進的制程工藝，而最新的制程工藝問世之初，掩膜成本的耗費頗為不菲，多達十億美金（成熟的制程工藝可能只有幾百萬美金）。只有企業(yè)形成規(guī)模經(jīng)濟效應(yīng)后，才能將掩膜成本分?jǐn)偅沟脝挝怀杀鞠陆?，形成產(chǎn)品的成本優(yōu)勢。

市場集中度高，比特幣礦機市場未來將維持寡頭壟斷

全球比特幣礦機市場呈現(xiàn)寡頭壟斷格局。以比特幣ASIC礦機為例，比特大陸、嘉楠耘智合計占據(jù)超過 80%的市場份額。以 2017年礦機交付量來看，比特大陸一家獨占近 70%，嘉楠耘智占 20%左右?？焖購姶蟮难邪l(fā)能力、雄厚的資本保障、與上游代工廠的良好關(guān)系、規(guī)模經(jīng)濟效應(yīng)，這些無一不是行業(yè)龍頭所牢牢把握的獨有資源。與此相應(yīng)的，它們享有著頭部的市場份額和絕對的產(chǎn)品定價權(quán)。

比特大陸創(chuàng)立于 2013年，是全球最大的比特幣礦機供應(yīng)商，其設(shè)計的比特幣礦機算力占據(jù)全網(wǎng)算力的 70%。目前比特大陸的螞蟻礦機 S9系列采用 16nm制程的 ASIC芯片，算力達到 14TH/s，單位功耗低至 94W/THs，憑借其性價比、穩(wěn)定的工作狀態(tài)、良好的售后服務(wù)而近乎壟斷了市場。比特大陸也向產(chǎn)業(yè)鏈下游延伸，目前控制了三個礦池進行比特幣挖礦，Antpool、BTC.com、ConnectBTC，這三個礦池的算力合計達到全球算力的近 40%。與此同時，比特大陸也對外出售針對萊特幣、以太幣、門羅幣等其它加密貨幣的 ASIC礦機，并逐步轉(zhuǎn)型向云基礎(chǔ)設(shè)施、AI計算領(lǐng)域靠攏。值得一提的是，市場在認可其產(chǎn)品的同時，也對其壟斷算力資源、大幅變動產(chǎn)品價格的行為提出了質(zhì)疑。

嘉楠耘智目前是全球第二大比特幣礦機供應(yīng)商，占據(jù) 20%的市場份額。公司創(chuàng)始人張楠賡在 2013年初研發(fā)出了第一臺 FPGA礦機，開啟了 FPGA挖礦的新紀(jì)元，之后其率領(lǐng)的研發(fā)團隊深耕比特幣 ASIC礦機產(chǎn)品——阿瓦隆系列。該系列產(chǎn)品具有高效低耗、高熱密度、故障率低的特點，主打產(chǎn)品 Avalon 841采用 16nm制程的 ASIC芯片，算力達到13TH/s，單位功耗低至99W/THs。公司將于2018 年下半年領(lǐng)先市場，推出基于7nm工藝的比特幣 ASIC礦機。除了積極布局區(qū)塊鏈行業(yè)之外，公司正在開發(fā)人工智能 AI芯片，用于語音識別、基因檢測和無人駕駛等領(lǐng)域。

億邦通信為一家通信相關(guān)企業(yè)，在數(shù)據(jù)通信、光纖傳輸通信、軟件開發(fā)、ASIC設(shè)計等領(lǐng)域具有較強的技術(shù)實力和市場競爭力。公司旗下?lián)碛幸肀忍叵盗械V機，主流產(chǎn)品 E9.3采用其自主研發(fā)的 10nm芯片，算力達到 16TH/s，單位功耗 110W/THs。

Pangolin Miner 的神馬礦機M3X 是一款采用28nm 芯片的ASIC 礦機，算力可達13TH/s，單位功耗為 162W/THs。該產(chǎn)品主打性價比，通過低價打入市場，以相對大廠而言較短的回本周期獲得部分用戶青睞。

Halong Mining 是一家ASIC 芯片制造公司，由國外比特幣開發(fā)者成立，公司意圖為市場提供比特大陸礦機以外的優(yōu)質(zhì)選擇，打破原有的壟斷格局。目前該公司產(chǎn)品線只有一種機器：DragonMint T1，算力達到 16TH/s，單位功耗低至 90W/THs，產(chǎn)能限制是該產(chǎn)品遇到的主要問題，目前該產(chǎn)品已處于售罄狀態(tài)。未來公司除了售出礦機之外，也將單獨發(fā)售挖礦芯片。

芯動科技是一家國內(nèi) IP/IC設(shè)計公司，在國內(nèi)和北美均擁有設(shè)計團隊，通過先進的產(chǎn)品和服務(wù)，芯動科技 IP已經(jīng)幫助許多一線公司實現(xiàn)了 SOC的快速成功。目前，公司最新的比特幣礦機產(chǎn)品 INNOSILICON T2采用 10nm的 ASIC芯片，擁有 17.2TH/s的強大算力，單位功耗為 91W/THs。但與此同時，該礦機的定價高達 1500美元，相對其它礦機而言，靜態(tài)回本周期較長。

比特幣礦機行業(yè)未來競爭格局不變，兩家龍頭企業(yè)在核心資源上更勝其它企業(yè)一籌。通過產(chǎn)品對比，我們可以發(fā)現(xiàn)，市場龍頭比特大陸、嘉楠耘智在產(chǎn)品的兩大核心參數(shù)（“單位算力功耗”、“單位算力價格”）上褒有優(yōu)勢，每年更迭不斷的新產(chǎn)品同樣證明了這兩家公司研發(fā)能力的可持續(xù)性；相比而言，其它的礦機供應(yīng)商或存在規(guī)模效應(yīng)不足、產(chǎn)品定價過高、系列開發(fā)能力不足的問題。