比特币挖币难度大幅提升 矿机芯片算法是关键

  随着比特币玩家大量涌入,全网算力不断增长,挖币的难度也大幅提升,数字加密货币驱动算力市场出现爆发式增长,比特币矿机芯片走过了从CPU到GPU再到ASIC专用芯片的进程。

  2009年,一位化名为“中本聪”的人首次提出比特币的概念——即一种不依靠特定货币机构发行,根据特定算法,通过大量计算产生的去中心化的数字货币。比特币系统是一个不断更新的虚拟账本,“矿工”通过不停地参与解答哈希谜题、争夺记账权,获得最新生成的比特币。

  比特币创世之初,“矿工”都用普通电脑的CPU挖矿,只需要下载软件就可以自动“解题”。但是,比特币在2017年内价格暴涨1300%,一度逼近20000美元,极大带动了人们的挖矿热情。随着比特币玩家大量涌入,全网算力不断增长,挖币的难度也大幅提升,数字加密货币驱动算力市场出现爆发式增长,比特币矿机芯片走过了从CPU到GPU再到ASIC专用芯片的进程。

  在这次算力的军备竞赛中,中国的矿机公司脱颖而出,比特大陆、嘉楠耘智和亿邦股份成为世界前三大矿机生产商。数据显示,比特大陆目前市占率为80%左右,嘉楠耘智市占率为15%左右,加上亿邦股份等公司,中国的矿机企业已经占据了全球95%以上的市场。

  其中,嘉楠耘智正在申请挂牌新三板,据其开转让说明书显示,2015年其全年净利润为224万元,2017年全年的净利润便达到3亿元。此外,截至2017年4月末,嘉楠耘智累计售出阿瓦隆系列矿机约16万台,占据了全球比特币算力市场的22%。

  作为世界第一大矿机生产商,比特大陆2017年营收达到143亿元,旗下的蚂蚁矿机系列年销量在数十万台。在芯谋研究发布的2017年中国十大集成电路设计公司榜单上,比特大陆以143亿元的年销售跃居为仅次于海思的中国第二大芯片设计公司,成为全球IC设计行业的一个现象级巨头。

  一位不愿具名的芯片设计师向记者表示:矿机芯片的设计难度并不大,关键在于芯片的算法,也有很多芯片公司转型做矿机芯片,但是一直未能定下一个标准。芯谋研究首席分析师顾文军亦提到,实际上比特币矿机的设计难度不大,芯片中使用的算法都有现成的IP。矿机厂商主要比拼的是芯片的性能和功耗;这两项主要靠使用最先进的制造技术来提升。因此矿机厂商率先使用最先进的工艺,如台积电的16纳米、12纳米工艺,还有采用格罗方德的22纳米FD-SOI工艺的厂商。

  那么,在芯片设计壁垒并不高的情况下,比特大陆的矿机为何能够处于强势的垄断地位,优势在哪?上述芯片设计师解释道:因为算法一直在变,比特大陆在不断地迭代,后来便形成了自芯片到终端的全产业链条的垄断。

  而顾文军则表示,比特大陆的强势地位一定程度上是随着比特币价格的波动产生的。在比特币价格低迷的阶段,很多矿机厂商被淘汰掉,比特大陆能够存活下来并持续开发了28纳米矿机芯片和更先进的矿机芯片。对于大公司来说,进入这一领域需要考虑法律风险。对于小公司来说,设计芯片并不难,但是不太容易拿到代工厂的先进工艺的产能。

  比特大陆、嘉楠耘智等矿机生产商,实际上大多数为Fabless(无晶圆厂)模式,目前比特大陆和嘉楠耘智的ASIC芯片则交给了台积电进行晶圆代工,虚拟货币矿机的芯片订单也为台积电提供了一笔丰厚的营收。

  由于矿机是快速迭代的产品,其整合了大量的ASIC芯片,每年比特大陆的矿机销量在数十万台以上,而矿机产品最大特点是ASIC芯片用量巨大。例如,目前主流的比特大陆S9矿机中的ASIC芯片用量为189片,嘉楠耘智的A741矿集中的ASIC芯片用量为88片。且随着芯片制程提升带来的功耗降低,芯片用量呈现逐代增大的趋势。

  台积电在2017年第三季度法说会上表示:矿机芯片在第三季度为台积电带来3.5亿~4亿美元营收,基本可以代表矿机芯片的晶圆代工市场规模。数据显示,2017年第四季度,比特大陆等挖矿芯片设计公司给台积电下的芯片订单(16纳米制程),在台积电当季的营收中占比达五分之一左右。

  除此之外,日月光、通富微电和华天科技等封测厂商也受惠于比特币矿机芯片订单。据嘉楠耘智公开转让说明书,其2017年1~4月实现销售额2.53亿元,支出封装采购成本669.5万元。而芯片封测主要由日月光和JSCK代工(日月光为主),芯片封测支出约为晶圆加工支出的11%。

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