比特币矿工未来市场深度报告

矿机作为比特币系统的关键组成部分，通过消耗算力和算力资源来竞争记账权，为系统增加“信任值”； 从投资的角度来看，比特币矿机可以看作是比特币价格的“看涨期权”，正是因为矿工对未来币价持看涨态度，预期未来挖矿收益会增加，从而增加对比特币的需求采矿机。

矿机的销量取决于全网算力的增长，而算力与币价密切相关。 市场普遍认为目前处于加密货币市场熊市阶段，担心比特币矿机需求惨淡。 不同于市场认为矿业进入寒冬的看法，我们看到，挖矿依然是传统资本介入区块链最容易接受的模式。 通过敏感性分析，我们发现，如果2018年剩余时间BTC的未来价格预估为10000美元，那么2018年将有40000PH/s的新增算力需求，同比增长165% -同比； 如果按6000美元估算，新算力约为30000PH/s，同比增长96%。 虽然与去年相比有所下降主流比特币矿机关机币价，但这样的增速说明算力需求仍处于高速发展阶段。

目前，比特币矿机行业市场集中度较高，前两名（比特大陆和嘉楠耘智）占据了80%以上的市场份额。 行业竞争格局为寡头垄断。 由于两家龙头企业在核心资源（研发、资金、上下游关系、规模经济）方面均优于其他企业，我们认为龙头企业未来的竞争优势将不断巩固，市场将保持寡头垄断。

从CPU到ASIC，矿机提效降耗的必然归宿

比特币矿机本质上是一台计算机，其核心部件是计算芯片。 具体来说，目前主流的比特币矿机主要由以下几部分组成：包括算力芯片和散热片的算力板、风扇、控制器电路板、铝合金外壳、外接电源。 这里的核心部件是计算芯片。 矿机的计算性能和功耗由计算芯片决定，其成本约占矿机总制造成本的80%。

▲ 蚂蚁 S9i 14T

“单位算力功耗”是评价矿机性能的核心指标。 矿工在购买矿机时通常不考虑单机价格，而是关注投资回收周期，关键指标是“单位算力功耗”。 在相同算力的情况下，矿机功耗越小，矿机性能越好。 所谓“单位算力消耗”就是矿机的功耗/算力。 随着全网算力的整体提升，成功挖矿的难度会越来越大。 因此需要定期更换矿机，以维持原有的收益。 近年来，主流厂商通常每年升级一次产品系列。 Market conditions 发布了更新版本以微调性能、功耗和价格。 在这个过程中，单台矿机的算力不断提升，而核心指标“单位算力功耗”不断降低。

要优化“单位算力功耗”，就需要用专用芯片替代通用芯片。 比特币矿机芯片的发展经历了从CPU、GPU、FPGA到ASIC四个过程。 在这个过程中，提供算力的芯片逐渐从通用芯片转向挖矿专用芯片。 所谓ASIC芯片（Application-Specific-Integrated-Circuit chip），

指为特殊用途而设计的集成电路。 ASIC的特点是面向特定的算法需求。 与通用集成电路相比，具有体积更小、功耗更低、可靠性更高、批量生产时单位成本更低等特点。 比特币挖矿是在特定算法下的重复计算，因此ASIC方案的应用将大大提高芯片的性能。

ASIC挖矿芯片技术先进，产品更新换代快。 先进的芯片制造技术可以提高集成电路的精度，使电子器件的特征尺寸不断缩小，从而使芯片集成度不断提高，在提高芯片计算能力的同时降低功耗。 为了获得最佳性能，ASIC矿机芯片的设计和制造一直走在芯片行业的前沿。 目前，市场上主流的ASIC矿机芯片已经从110nm、55nm、28nm升级到16nm。 未来六个月内，还将推出7nm工艺的ASIC矿机芯片。 例如，以下是全球第二大比特币ASIC矿机供应商嘉楠耘智的产品和芯片变化：

比特币矿机：金融属性凸显，投资者眼中的“看涨期权”

“数字淘金”产业链概述

比特币相关价值链参与者如下：上游为矿机设计、生产测试包装、销售商； 中游是矿池和矿场； 下游是比特币交易所和钱包。

上游提供比特币挖矿的矿机。 包括无晶圆厂厂商，如比特大陆、嘉楠耘智等，主要负责芯片设计、矿机组装和销售，矿机芯片的制造、测试、封装交给代工厂； 用于测试和封装的代工厂，例如台积电和日月光。

挖矿在中游进行，确认网络中的交易，同时系统增发的比特币通过它流入市场。 由于全网算力呈指数级增长，目前个人挖矿成功的概率几乎为零。 于是出现了大大小小的矿场和矿池，通过聚合大量矿机的算力来争夺记账权。 大挖矿成功的概率。 主要玩家有Bitmain、Bitfury、BTC.com、Antpool、F2pool等。

下游是比特币的交易、使用和存储服务提供者。 比特币交易所可以提供法定货币与比特币、比特币和其他加密货币之间的交易。 相关交易所有Coinbase、Bitfinex、OKCoin、Huobi等； 钱包完成，主流钱包有Blockchain、BitPie等。

上游代工厂：先进产能有限，话语权强

比特币矿机供应商普遍采用fabless模式。 即只负责矿机芯片的设计，芯片的生产、测试​​、封装交给第三方代工厂。 由于芯片制造过程需要巨大的资本支出，这种模式让比特币矿机供应商可以专注于产品的核心——芯片研发，同时获得合理的定价和先进工艺的生产能力。

上游代工厂先进产能有限，新增产能扩张缓慢。 由于比特币ASIC矿机对性能要求很高，新产品需要采用最先进的制造和封装工艺。 这对相应的代工厂提出了一定的准入门槛。 只有拥有先进制造工艺线和高质量封装（产品集成度高和散热性好）的代工厂才能接单。 在芯片领域，此类代工厂通常具有数量少、市场份额大的特点。 从即将量产的7nm工艺线来看，全球相关市场由台积电主导。 另一方面，由于新技术处于量产初期，相应流水线的产能有限，新产能的建设往往需要大量的资金和时间投入，难度大在短期内改善它。

上游晶圆代工厂话语权强，只有订单大、价格高、预付款的客户才能先锁定产能。 由于可选代工厂为行业龙头，产能有限，且主要手机芯片厂商（苹果、高通、华为等）话语权相对较弱。 只有订单大、价格高的才能成为代工厂的优先客户，产能需要以预付款的形式提前锁定，这对矿机供应商的规模和资金流提出了门槛要求。

供给端看矿机：牢牢掌握定价权，价格随挖矿收益同步调整

有限的产能+寡头垄断使得比特币矿机供应商对下游有很强的议价能力。 近年来，比特币价格持续上涨，带动了对矿机的新需求。 在产能受限（受限于代工产能）和寡头垄断的情况下，上游矿机供应商对矿机拥有绝对的定价权。 今年年初比特币价格飙升之际，蚂蚁矿机S9曾在华强北市场以3.4万元的期货单价成交。 那么，矿机到底是怎么定价的呢？ 使用历史价格数据，我们进行以下分析：

当前矿机价格=固定投资回收期×当前挖矿日收益。

通过绘制历史月度矿机价格和当月平均挖矿日收益（这里只是收益，不是收入，即不包括电费、租金等成本），可以看出当前挖矿日收益和当前挖矿日收益矿机价格之间存在线性关系。 我们将其解释为以下公式：P = D×(R - C)，其中P为矿机价格，D为投资回收期，R为当前挖矿收益，C为当前挖矿成本，R -C 是当前挖矿收入。 即当前矿机价格与当前挖矿日收益成正比。

领先优势稳固，行业将保持寡头格局

ASIC矿机芯片设计门槛高

比特币矿机供应商主要采用fabless模式，自身的竞争优势主要体现在ASIC矿机芯片的设计上，而ASIC芯片设计属于高科技行业，需要企业在一段时间内推出性能更优的一代产品。因此，对企业的研发能力和资金投入提出了较高的准入门槛。 企业要想在这个行业立于不败之地，需要具备以下资源：

强大的研发能力。 为应对下游挖矿行业日益增长的算力主流比特币矿机关机币价，上游ASIC矿机芯片设计人员需要能够适应产品快速变化的市场。 只有以行业领先的速度不断推出性价比更高的产品，才能在同类新品中走在市场前列，获得相应的溢价，吸引更多的客户。 同时，快速有效的研发能力还可以减少企业研发失败的次数，从而减少不必要的研发费用。 这一切都需要芯片设计者拥有强大的研发团队、多年的研发经验和积累的研发数据。

强大的资本保护。 芯片设计具有初期投资大、周期长的特点，因此企业需要在前期投入大量研发资金，并有能力承担由此造成的潜在损失。 这对公司的流动资产和现金流提出了一定的门槛要求。

与上游优质代工厂良好的合作关系。 只有最高效的ASIC矿机才能赢得市场的青睐，而在代工厂的生产过程中，矿机芯片所采用的工艺技术对其性能极为关键。 鉴于高端制造工艺线的产能有限，代工厂只有优先处理企业订单，才能保证企业最新产品及时进入市场，占据先机。 因此，需要企业与优质代工厂保持良好的合作关系，而这种资源通常是潜在进入者得不到的。

规模经济。 一般来说，芯片的硬件成本=（晶圆成本+测试成本+封装成本+光罩成本）/最终成品率。 高效率的ASIC芯片需要应用最先进的工艺技术，而在最先进的工艺技术开始时，光罩成本相当昂贵，高达十亿美元（成熟的工艺技术可能只有几百万美元）美元）。 只有企业形成规模经济后，才能分摊口罩的成本，从而降低单位成本，形成产品的成本优势。

市场集中度高，未来比特币矿机市场将保持寡头垄断

全球比特币矿机市场呈现寡头垄断格局。 以比特币ASIC矿机为例，比特大陆和嘉楠耘智合计占据了80%以上的市场份额。 从2017年的矿机出货量来看，仅比特大陆就占近70%，嘉楠耘智约占20%。 快速而强大的研发能力、雄厚的资金保障、与上游晶圆代工厂的良好关系、规模经济，都是行业龙头牢牢掌握的得天独厚的资源。 相应地，他们享有领先的市场份额和绝对的产品定价权。

比特大陆成立于2013年，是全球最大的比特币矿机供应商。 其设计的比特币矿机算力占全网算力的70%。 目前，比特大陆蚂蚁矿机S9系列采用16nm工艺ASIC芯片，算力达到14TH/s，单位功耗低至94W/THs。 凭借其性价比、稳定的工作状态、良好的售后服务，几乎垄断了市场。 . 比特大陆还向产业链下游延伸。 目前，它控制着比特币挖矿的三个矿池，Antpool、BTC.com 和 ConnectBTC。 这三个矿池的算力已经达到了全球算力的近40%。 同时，比特大陆还销售莱特币、以太坊、门罗币等加密货币的ASIC矿机，并逐步向云基础设施和AI计算转型。 值得一提的是，市场在认可其产品的同时，也质疑其垄断算力资源、大幅改变产品价格的行为。

嘉楠耘智目前是全球第二大比特币矿机供应商，占据20%的市场份额。 公司创始人张南耕于2013年初研发出第一台FPGA矿机，开启了FPGA挖矿的新纪元。 之后，他带领的研发团队深耕比特币ASIC矿机产品——阿瓦隆系列。 该系列产品具有高效率、低功耗、高热密度、低故障率等特点。 旗舰产品Avalon 841采用16nm工艺ASIC芯片，算力13TH/s，单位功耗低至99W/THs。 公司将在2018年下半年引领市场，推出基于7nm工艺的比特币ASIC矿机。 除了积极布局区块链产业外，公司还在研发用于语音识别、基因检测、无人驾驶等领域的人工智能AI芯片。

亿邦通信是一家在数据通信、光纤传输通信、软件开发、ASIC设计等领域具有雄厚技术实力和市场竞争力的通信相关企业。 公司拥有Ebit系列矿机。 主流产品E9.3采用自研10nm芯片，算力16TH/s，单位功耗110W/THs。

穿山甲矿机神马M3X是一款28nm芯片的ASIC矿机，算力高达13TH/s，单位功耗162W/THs。 产品注重性价比，以低廉的价格进入市场，以比大厂更短的投资回收期赢得了部分用户的青睐。

Halong Mining是一家由国外比特币开发商成立的ASIC芯片制造公司。 该公司打算为市场提供比特大陆矿机以外的优质选择，打破原有的垄断。 目前公司产品线只有一台机器：DragonMint T1，算力16TH/s，单位功耗低至90W/THs。 容量限制是该产品遇到的主要问题，目前该产品已售罄。 未来公司除了销售矿机外，还将单独销售矿机芯片。

Innosilicon是国内IP/IC设计公司，设计团队分布在中国和北美。 Innosilicon IP通过先进的产品和服务帮助众多一线企业在SOC领域取得快速成功。 目前，公司最新的比特币矿机产品INNOSILICON T2采用10nm ASIC芯片，拥有17.2TH/s的强大算力，单位功耗91W/THs。 但与此同时，这款矿机的售价高达1500美元。 与其他矿机相比，静态投资回收期更长。

比特币矿机行业未来竞争格局不变，两家龙头企业在核心资源方面均优于其他企业。 通过产品对比，我们可以发现市场领导者比特大陆和嘉楠耘智在产品的两个核心参数（“单位算力功耗”和“单位算力价格”）上具有优势。 产品也证明了这两家公司研发能力的可持续性； 相比之下，其他矿机供应商可能存在规模效应不足、产品定价偏高、系列化开发能力不足等问题。