晶元創新or金融工具？——礦機行業深度研究

來源：極客網

比特幣礦機，實用角度來看通過爭奪記賬權創造了「信任價值」，投資角度來看是幣價的「看漲期權」。我們認為，從實用角度而言，礦機作為比特幣系統中的關鍵組成部分，通過消耗計算和電力資源來爭奪記賬權，形成去中心化，為該系統創造了「信任價值」的共識基礎。礦機首先是機器，晶元技術的進步推動了礦工的「軍備競爭」，設備更新需求約2年；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」，正是因為礦工對未來幣價持看漲態度，預期未來的挖礦收益會增加，從而加大了礦機的需求，相反地，在幣價下跌的時候，礦工可能「反手平倉」，減少礦機投入，因此礦機不僅是運算設備，還具有較強的金融屬性。我們通過數據分析建模，對礦機的定價機制、礦工購買礦機的需求進行了量化分析。

資本不斷流入，比特幣礦機下游需求依舊旺盛，中性判斷2018年同比增速將達到165%。受年初至今比特幣市場行情走低影響，幣價和挖礦收益發生大幅回落，這導致了新增礦機需求增速放緩。但在調研中我們發現，挖礦仍是傳統資本介入區塊鏈最容易接受的模式（固定資產投入、收益日結、變現能力強等）。通過敏感性分析我們發現，若2018年的剩餘時間內以BTC未來價格1萬美元估算，則2018年將產生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於高速發展階段，同時，下半年新一代設備的推出也將是關注焦點。

龍頭優勢穩固，市場維持寡頭壟斷格局。目前比特幣礦機行業市場集中度高，市場份額排名前兩家（比特大陸、嘉楠耘智）佔超過80%的市場份額，行業競爭格局屬於寡頭壟斷。由於兩家龍頭企業在核心資源上（研發、資金、上下游渠道關係、規模經濟效用）更勝其它企業一籌，因此我們認為，未來龍頭企業將持續穩固競爭優勢，存量市場維持寡頭壟斷格局。增量市場方面，一是算力即權力，區塊鏈的POW、人工智慧的機器學習都依賴於大量算力，比特大陸、嘉楠耘智等都開始拓展AI領域，二是其他POW幣種晶元的開發，包括ETH等，這兩塊市場的競爭仍有不確定性，且新的晶元投入也在考驗各自的資本實力。

催化劑：比特幣價格上漲；新型比特幣礦機成功發售。

風險提示：比特幣價格可能持續下跌致下游挖礦需求降低；新型比特幣礦機研發、銷售進展不達預期。值得注意的是，從截止6月份的數據看，礦機廠商的數據依然靚麗，但如果BTC價格依然維持現狀甚至進一步下跌，則下半年廠商出貨情況極有可能惡化。

1.結論

1.1.比特幣礦機，實用角度來看增加了系統的「信任價值」，投資角度來看是BTC價格的「看漲期權」

我們認為，從實用角度而言，礦機作為比特幣系統中的關鍵組成部分，通過消耗計算和電力資源爭奪記賬權，為該系統增加了「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」，正是因為礦工對未來幣價持看漲態度，預期未來的挖礦收益會增加，從而加大了礦機的需求。後文我們還通過數據分析建模，對礦機的定價機制、礦工購買礦機的需求進行了深入分析。

1.2. 資本持續進入，比特幣礦機下游需求依舊高增長

礦機銷量依賴於全網算力的增長，而算力又和幣價密切相關。市場普遍認為目前正處於加密貨幣市場的熊市階段，擔心比特幣礦機需求慘淡。不同於市場認為挖礦行業進入寒冬的看法，我們看到，挖礦仍是傳統資本介入區塊鏈最容易接受的模式，通過敏感性分析我們發現，若2018年的剩餘時間內以BTC未來價格1萬美元估算，則2018年將產生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於高速發展階段。

1.3. 龍頭優勢穩固，市場維持寡頭壟斷格局

目前比特幣礦機行業市場集中度高，市場份額排名前兩家（比特大陸、嘉楠耘智）佔超過80%的市場份額，行業競爭格局屬於寡頭壟斷。由於兩家龍頭企業在核心資源上（研發、資金、上下游關係、規模經濟效用）更勝其它企業一籌，因此我們認為，未來龍頭企業將持續穩固競爭優勢，市場維持寡頭壟斷格局。

2.比特幣礦機，一面是「信任價值」，一面是「看漲期權」

2.1. 比特幣礦機，承載「價值互聯」

2.1.1. 區塊鏈技術引領「價值互聯網」

區塊鏈（Blockchain）是一個去中心化、去信任的通過集體維護搭建可靠資料庫的技術方案。以支付轉賬為例，傳統的支付轉賬系統需要由銀行作為第三方（對應概念「中心化」、「第三方信任背書」），根據交易雙方提出的請求，劃轉相應金額——即更改資料庫中雙方名下的賬戶餘額，這個過程中記賬權完全歸屬於銀行。而在搭載了區塊鏈技術的支付轉賬系統中，用戶之間可以直接進行點對點的交易（對應概念「去中心化」）。我們不需要中心化機構來替用戶記賬，取而代之，系統中每一個用戶都可以按照特定規則參與競爭記賬。在某個時間段內，爭奪到記賬權的用戶把這段時間的交易寫到一個區塊當中，就像寫到一張賬頁。系統中其他用戶確認該賬頁不是假賬後，對它進行備份，完成整個動作。在下一個時間段周而復始，每一個區塊首尾相連，構成一個完整的鏈條。通過密碼學原理，新的區塊對之前的區塊天然形成了防篡改保護（對應概念「去信任」）。

註：Hash運算代表一類演算法，這類演算法可以將任意長的字元串映射為固定長度的字元串。Hash運算有以下性質：若已知x，很容易計算出hash(x)；反之，若已知y，無法通過函數反推得x，使hash(x)=y。

由於沒有中心化的機構存在，區塊鏈完全根據事先設定的程序自動運行，能夠極大降低成本和提高效率，並且保證數據記錄過程和結果公開透明。在支付交易之外，區塊鏈還可以用於更加廣闊的領域，比如醫療、供應鏈管理、物聯網、安全認證、遊戲、社交以及人工智慧等領域，其對社會生產關係會產生深遠影響。

點對點價值傳遞，區塊鏈引領未來「價值互聯網」。互聯網時代的到來打破了人們在點對點信息傳遞方面的壁壘，隨著線上人口紅利的減少，目前已進入到續航乏力的「後互聯網時代」。而區塊鏈技術的出現，使得互聯網不僅可以作為點對點信息的載體，還可以點對點進行價值傳遞，例如剛剛提到的去中心化的支付轉賬系統。不僅僅是支付轉賬，我們還可以利用區塊鏈防篡改的特點對個人的線上行為數據進行背書，從而真正實現個人的「數據價值化」。等等此類讓我們看到，未來的風向，必然是搭載著區塊鏈技術的「價值互聯網」。

2.1.2. 比特幣挖礦：提供算力資源，維繫「信任價值」

比特幣網路是首個成功應用了區塊鏈技術的支付交易系統，沒了中心化機構信用背書，該系統的「信任價值」由其加密演算法&共識機制創造；而其首創的「挖礦」行為則激勵了更多網路節點加入進來，維護並增加該系統的「信任價值」。比特幣挖礦，用一句話的解釋即為「爭奪系統的記賬權，獲得比特幣作為獎勵」。具體展開概念，則需要知道「怎麼挖」（PoW共識機制）和「挖什麼」（激勵機制）。

「怎麼挖」：遵循PoW共識機制，即工作量證明機制(Proof of Work)，是用戶競爭記賬權的「遊戲規則」。它確保了龐大的分散式網路可以達成共識，同時，因為用戶爭得記賬權需要付出代價（計算資源和時間），PoW共識機制也限制了網路中的雜訊和故意攻擊行為，確保了網路的安全性。

PoW共識機制具體如下：用戶將上一個區塊的哈希值以及網路中尚未確認的交易內容打包到一個區塊中，然後通過自己的計算機不斷隨機嘗試找到一個合適的數字，使得該數字加上該區塊內容的哈希值滿足系統的挖礦難度設定（例如，哈希值的前10位數必須都是0）。首先完成該任務的用戶將爭奪到這個區塊的記賬權——全網廣播該區塊，所有的用戶在驗證後對其進行備份，自此，分散式的比特幣網路在不需要第三方信任背書的前提下，針對這個區塊內的交易達成了全網共識。

「挖什麼」：激勵機制則保證了有足夠多的用戶願意參與記賬，而更多的計算資源加入將會使得系統更加穩定安全，從而使得系統的「信任價值」得到提升。

相應的激勵機制如下：每個成功記賬的用戶將會獲得由系統發放的比特幣以及交易方提供的轉賬手續費作為獎勵。在比特幣網路剛剛創建的時候（2009年），系統每次會獎勵成功記賬的用戶50個比特幣，之後每四年減半。當前周期，系統每次會獎勵成功記賬的用戶12.5個比特幣。而轉賬手續費則由交易方設定，手續費高的交易將會被優先打包進區塊，目前轉賬手續費約佔挖礦總收益的10%左右。

鑒於記賬成功後系統獎勵的比特幣均是系統設定好且首次發行流通的，這在某種程度上有點類似深埋地下的礦藏資源，因而我們會將這種提供計算資源、爭奪記賬權的行為形象地稱為「挖礦」，參與挖礦的用戶稱為「礦工」，所使用的計算資源稱為「礦機」，礦機所具有的計算資源稱為「算力」，具體指礦機進行哈希運算的能力，而全網算力表示整個網路中的礦機算力之和。挖礦難度則是由系統設定，每經過14天自動更新一次，它會隨全網算力同步變化。

2.1.3. 科技屬性——從CPU到ASIC，礦機提效降耗的必然歸宿

比特幣礦機，本質上是一個計算機，其核心部件是計算晶元。具體來講，目前主流的比特幣礦機主要由如下幾個部分構成：包含計算晶元、散熱片的算力板，風扇，控制器電路板，鋁合金外殼，以及外置的電源。這裡面最核心的部件為計算晶元，礦機的計算性能和功耗大小由計算晶元決定，其成本占礦機總製造成本的80%左右。

「單位算力功耗」是評價礦機性能的核心指標。礦工在購買礦機時通常不會考慮單台價格，而是關注回本周期，其中的關鍵指標就是「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品系列，中間可能會根據市場情況發布更新版本對性能、功耗、價格進行微調。在這個過程中，單個礦機的算力不斷得到提升，而核心指標「單位算力功耗」則不斷下降。

優化「單位算力功耗」，需要用專用型晶元代替通用型晶元。比特幣礦機晶元的發展經歷了從CPU、GPU、FPGA到ASIC的四個過程。在這個過程中，提供算力的晶元從通用型逐漸轉向了挖礦專用型。所謂ASIC晶元）（Application-Specific-Integrated-Circuit chip），即指為專門目的而設計的集成電路。ASIC的特點是面向特定演算法需求，在批量生產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。比特幣挖礦屬於特定演算法下的重複計算，因此應用ASIC方案會使得晶元性能得到大幅提升。

ASIC礦機晶元的工藝製程先進，產品更迭速度快。先進的晶元製程工藝可以提高集成電路的精密度，使得電子器件的特徵尺寸不斷縮小，從而晶元集成度不斷提高，功耗降低的同時晶元算力得到提高。為了獲得最優的性能，ASIC礦機晶元的設計、製造一直走在晶元行業的前沿。目前市場上主流的ASIC礦機晶元從110nm、55nm、28nm一直升級到16nm，未來半年內也將推出7nm製程的ASIC礦機晶元。具體舉例，以下是世界第二大比特幣ASIC礦機供應商嘉楠耘智的產品、晶元更迭情況：

2.2.比特幣礦機：金融屬性凸顯，投資者眼中的「看漲期權」

2.2.1. 縱覽「數字淘金」產業鏈

比特幣相關的價值鏈參與者如下所示：上游為礦機的設計、生產&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，它們主要負責晶元設計、礦機組裝和銷售，而將礦機晶元的製造、測試、封裝交給代工廠；也包含相應負責製造、測試、封裝的代工廠，如台積電、日月光。

中游進行挖礦，確認網路中的交易，同時系統增發的比特幣通過其流入市場。由於全網算力的指數級上升，目前個體挖礦成功的概率幾近為零，因此出現了大大小小的礦場、礦池，通過聚集大量礦機的算力來競爭記賬權，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，相關交易所為Coinbase、Bitfinex、OKCoin、火幣等；比特幣的支付轉賬、存儲功能則可以通過比特幣錢包完成，主流錢包有Blockchain、BitPie等。

2.2.2. 上游代工廠：先進產能有限、話語權強

比特幣礦機供應商一般採用無晶圓廠模式。即其只負責礦機晶元的設計，而將晶元的生產、測試、封裝交由第三方代工。由於晶元製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商專註於產品核心——晶元的研發，同時獲得定價合理、流程先進的產能。

上游代工廠先進產能受限，新產能擴充慢。由於比特幣ASIC礦機對性能要求很高，因而新產品需要應用最先進的製造、封裝工藝。這就對相應代工廠提出了一定準入門檻，只有擁有先進位程工藝流水線、高質量封裝水準（產品集成度高、散熱效果好）的代工廠才能接下訂單。而在晶元領域這樣的代工廠通常具有數量少、市場份額大的特點，以即將投入量產的7nm製程工藝流水線來看，全球相關市場被台積電一家獨霸。另一方面，由於新技術處於初期量產階段，相應流水線的產能受限，而新產能的建設往往需要大量資金和時間投入，短期難以得到提升。

上游代工廠話語權強，只有訂單量大、價格高、預付款的客戶才能優先鎖定產能。由於可選擇的代工廠為行業龍頭，同時產能有限，再加上同期競爭代工廠產能份額的還有各大手機晶元商（蘋果、高通、華為等等），因此礦機供應商對上游代工廠的話語權相對較弱。只有訂單量大、價格高的才能成為代工廠的優先客戶，並且需要以預付的形式提前鎖定產能，這對礦機供應商的規模、資金流轉狀況都提出了門檻要求。

2.2.3. 供給端看礦機：緊握定價權，價格隨挖礦收益同步調整

有限的產能+寡頭壟斷，使得比特幣礦機供應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，上游礦機供應商在產能有限（受代工產能限制）、寡頭壟斷的情況下，對礦機有著絕對的定價權，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。那麼，礦機究竟如何定價呢？利用歷史價格數據我們做出如下分析：

當期礦機價格=固定回本周期×當期挖礦日收益。

通過將歷史的月度礦機價格和當月平均挖礦日收入（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，當期挖礦日收入與當期礦機價格之間呈線性關係。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為當期挖礦收入，C為當期挖礦成本，R – C即為當期挖礦收益。即當期礦機價格與當期挖礦日收益呈正比關係。

根據以上公式和線性回歸結果，我們得到礦機供應商的定價策略：固定回本周期為180天左右，根據當期的挖礦收入動態地調整礦機價格。

值得注意的是，這樣的定價策略中挖礦日收益是靜態的，即假定未來的日挖礦收益維持不變，才可以保證回本周期為180天。若未來幣價上漲導致日挖礦收益增加，則實際回本周期變短，反之則變長。

另外，實際購買礦機時我們在計算靜態回本周期時往往與180天之間有偏差，主要由於以下幾個因素導致：

1.礦機價格調整相對挖礦收益來說屬於低頻次，因此存在不同步現象，致使靜態回本周期發生偏離。具體來說，挖礦收益每天會根據BTC價格的不同而發生變化，但礦機的價格調整卻沒有這麼高頻，以比特大陸為例，同款礦機在一個月內可能發出三批貨，因而一個月內只調整三次價格。

2. 礦機供應商在實際定價時，也會考慮到未來挖礦收益的預期變化。尤其在行情一路猛漲的情況下，會對未來挖礦收益作樂觀判斷，從而提高礦機價格，導致靜態回本周期變長。

3. 礦機供應商在下游挖礦收益下降的情況下，可能不願意壓縮自身利潤空間。價格同步下降幅度小於挖礦收益下降幅度，因而使得靜態回本周期變長。

2.2.4.需求端看礦機：比特幣價格的「看漲期權」

從礦場、礦工角度而言，購買礦機挖礦是一項投資活動，其需求受「期望收益率」影響。作為投資品，只有投資收益率期望值越高、風險越低，礦機的需求才越高。市場上普遍認為，影響需求的是「挖礦收益」，但之前通過分析，我們發現礦機的購買價格會隨著當前的「挖礦收益」動態調整，因此挖礦收益率及靜態回本周期理論上並不發生改變，也就無從談起影響需求。真正影響需求的，是「期望挖礦收益」。具體來講，如果大家預期未來的挖礦收益高於當前挖礦收益，那麼預期回本周期將縮短，「期望收益率」將提高，進而提升下游需求。

比特幣的「期望價格」是影響「預期收益率」的主要原因，進而推得，比特幣的「期望價格」影響下游挖礦需求。影響挖礦收益的因素有四個：演算法、市場、礦場、硬體，這裡具體因素的拆分我們不做贅述。四個影響因素中，市場因素佔主導作用，主要因為相對其它因素而言，比特幣價格波動幅度較大。以嘉楠耘智的Avalon Miner A721為例，當以比特幣計價時，其每日挖礦收入隨時間呈指數式衰減，這主要是由全網算力不斷增加導致；而當以美元計價時，其每日挖礦收益隨時間變化趨勢則與比特幣價格時間曲線類似。這充分表明了影響挖礦收益最大的因素還是比特幣價格。由此外推，影響「期望收益率」的主要因素就是比特幣的「期望價格」。

將以上觀點進一步提煉，即礦機可以看作比特幣價格的「看漲期權」。礦工買入礦機的時候，以確定的代價獲得了未來數量相對確定的比特幣（未來全網算力雖然不確定，但大致區間可估算），而礦工購買礦機的想法來源於其預期未來比特幣價格將高於現在，導致「預期挖礦收益」高於現在的挖礦收益，帶來超額收益。從這個角度來看，相當於礦工未來可以低於市場的價格購買比特幣，礦機可以視作是幣價的「看漲期權」。

3.淡季不淡，比特幣算力需求持續高增長

全球區塊鏈硬體市場空間大、增速快，2018年將近500億。區塊鏈相關的硬體設備主要為加密貨幣挖礦所用的礦機，據Frost & Sullivan統計，全球區塊鏈硬體的銷售收入從2012年的7000萬元增長至2017年的193億元，複合年增長率超過200%；同時未來區塊鏈技術在各行各業的廣泛應用將推動區塊鏈硬體需求增長，未來三年該市場將整體保持72%的年複合增長，2018年全球市場規模將達到456億，至2020年，全球區塊鏈硬體的市場規模將接近千億。

3.1. 從全網算力推導礦機部署周期——40天左右

假設兩個時刻t1和t2所對應的全網算力之差為Δh，即為這段時間新增的在線比特幣礦機算力。理論上Δh應該代表t1到t2之間新增的比特幣算力需求，但因為礦機從下訂單到最終作業需要一定部署周期T，因此Δh表示為t1-T到t2-T之間新增的比特幣算力需求。

礦機的部署周期大概在40天左右。在此之前我們得到，期望的BTC價格是影響需求的主要因素，因而兩者之間應當呈正相關。如何表示期望的BTC價格是一個很難的問題，為了模型簡單起見，我們採用某時刻前30天幣價均值作為該時刻礦工心中的期望幣價。而當我們把新增礦機算力的時間序列向前移動40天左右時，期望幣價和新增礦機算力的時間序列曲線正相關最明顯。下面左圖截取了2016年以來的期望幣價和新增礦機算力時間序列，將新增礦機算力的時間序列左移40天後，其波動行為變得與幣價波動相一致，同時兩者相關性係數從原先的0.88提升到了0.96。因此，結合以上假設和數據分析，我們可以得到礦機的部署周期大概在40天左右。這其中，具體的數據處理步驟如下：

1. 對BTC價格取30Days均線，利用平滑突出主體趨勢，同時將該曲線作為期望幣價曲線；

2. 對全網算力的時間序列曲線平滑後作微分，得到BTC礦機的新增算力曲線；

3. 將新增算力曲線在時間軸上向左平移，直至與期望幣價的相關性最好，平移的時間段即為礦機的部署周期；

4. 線性擬合期望幣價和新增算力，得到兩者線性關係式。

3.2. 淡季不淡，新增算力需求持續高增長

進一步通過線性擬合，我們可以得到期望幣價和新增算力之間的線性關係。由於截距項很小，新增算力大小與期望幣價幾乎成正比。由此，我們可以將幣價和算力增長定量的聯繫起來，並對2018年的算力需求作出預測。

不同於市場認為挖礦行業進入寒冬的看法，我們認為新增算力需求依舊處於高速增長階段，中性判斷2018年同比增速將達到165%。受年初至今比特幣市場行情走低影響，幣價和挖礦收益發生大幅回落，這導致了新增礦機需求增速放緩。但通過數據我們發現，若2018年的剩餘時間內以1萬美元作為BTC期望價格，則2018年將產生39930PH/s的新增算力需求，同比去年增加165%。雖然相比去年下降，但如此的增速表明算力需求仍處於高速發展階段，究其本質原因是以下的四個因素：

1.礦機產品更迭很快，高性能礦機拉動需求發展；

2. 礦機價格隨幣價、挖礦收益同步回落，因此礦機投資者的靜態回本周期並未發生明顯變化；

3. 目前的幣價水平較低，多數礦機投資者看多下半年BTC市場行情，因而選擇在此時抄底購入礦機。

4. 全球始終存在部分地區為電價、房租的價格窪地，持續拉動當地挖礦業需求。

由於BTC的價格波動幅度很大，因此我們以BTC價格為影響因素，對2018年新增算力需求作了敏感性分析。當期望幣價分別為6000美元（悲觀預期）、1萬美元（中性預期）、1.4萬美元（樂觀預期）時，相應新增算力需求為2.9、4.0、5.0萬PH/s，同比2017年增速為96%、165%、235%。

值得注意的是，從截止6月份的數據看，礦機廠商的數據依然靚麗，但如果BTC價格依然維持現狀甚至進一步下跌，則下半年廠商出貨情況極有可能惡化。其原因在於，年初幣價高企，不少礦工高價購置礦機入市（S9二級市場現貨價格一度高達3萬，如今不到4000），這部分投資已經「沉默」，只要還高於可變成本（電費、人工運維等），礦機就會持續投入，以期待BTC價格反彈，但與此同時外部投資者有可能望而卻步，對購買礦機更為謹慎。

4.龍頭優勢穩固，行業將維持寡頭壟斷格局

4.1.ASIC礦機晶元設計進入門檻高

比特幣礦機供應商主流採用無晶圓廠模式，自身的競爭優勢主要體現在ASIC礦機晶元的設計上，而ASIC晶元設計屬於高科技行業，需要企業能夠及時根據市場推出性能更佳的世代產品，因而對企業的研發能力、資金投入等方面都提出比較高的准入門檻，企業需要擁有以下資源才能在該行業中立身不敗：

強大的研發能力。針對下游挖礦業全網算力不斷增長的情況，上游ASIC礦機晶元設計商需要有能力適應產品快速更迭市場。只有以行業領先的速度，不斷地推出更高性價比的產品，才能佔得同類新產品市場的先機，獲得相應的溢價和更多的客戶青睞。同時，快速、有效的研發能力也能減少企業在研發中失敗的次數，從而減少不必要的研發費用。而這一切都需要晶元設計商擁有強大的研發團隊、多年的研發經驗和積累的研發數據。

雄厚的資本保障。晶元設計具有前期投入大、周期長的特點，因而需要企業前期投入大量的研發經費，並有能力承受因此帶來的潛在虧損。這對企業的流動資產和現金流提出了一定門檻要求。

與上游優質代工廠之間的良好合作關係。只有最高效的ASIC礦機才能獲得市場的青睞，而在代工廠的生產工藝中，礦機晶元所採用的製程工藝對其性能影響極其關鍵。鑒於高端製程工藝流水線產能有限，唯有企業的訂單優先被代工廠執行，才能保證企業的最新產品及時進入市場，佔據先機。因而需要企業與優質代工廠之間保持良好的合作關係，而這一資源通常是潛在進入者不具備的。

規模經濟效應。通常來說，晶元的硬體成本=（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晶元需要應用最先進的製程工藝，而最新的製程工藝問世之初，掩膜成本的耗費頗為不菲，多達十億美金（成熟的製程工藝可能只有幾百萬美金）。只有企業形成規模經濟效應後，才能將掩膜成本分攤，使得單位成本下降，形成產品的成本優勢。

4.2. 市場集中度高，比特幣礦機市場未來將維持寡頭壟斷格局

全球比特幣礦機市場呈現寡頭壟斷格局。以比特幣ASIC礦機為例，比特大陸、嘉楠耘智合計佔據超過80%的市場份額。以2017年礦機交付量來看，比特大陸一家獨佔近70%，嘉楠耘智佔20%左右。快速強大的研發能力、雄厚的資本保障、與上游代工廠的良好關係、規模經濟效應，這些無一不是行業龍頭所牢牢把握的獨有資源。與此相應的，它們享有著頭部的市場份額和絕對的產品定價權。

比特大陸創立於2013年，是全球最大的比特幣礦機供應商，其設計的比特幣礦機算力佔據全網算力的70%。目前比特大陸的螞蟻礦機S9系列採用16nm製程的ASIC晶元，算力達到14TH/s，單位功耗低至94W/THs，憑藉其性價比、穩定的工作狀態、良好的售後服務而近乎壟斷了市場。比特大陸也向產業鏈下游延伸，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，並逐步轉型向雲基礎設施、AI計算領域靠攏。值得一提的是，市場在認可其產品的同時，也對其壟斷算力資源、大幅變動產品價格的行為提出了質疑。

嘉楠耘智目前是全球第二大比特幣礦機供應商，佔據20%的市場份額。公司創始人張楠賡在2013年初研發出了第一台FPGA礦機，開啟了FPGA挖礦的新紀元，之後其率領的研發團隊深耕比特幣ASIC礦機產品——阿瓦隆系列。該系列產品具有高效低耗、高熱密度、故障率低的特點，主打產品Avalon 841採用16nm製程的ASIC晶元，算力達到13TH/s，單位功耗低至99W/THs。公司將於2018年下半年領先市場，推出基於7nm工藝的比特幣ASIC礦機。除了積極布局區塊鏈行業之外，公司正在開發人工智慧AI晶元，用於語音識別、基因檢測和無人駕駛等領域。

億邦通信為一家通信相關企業，在數據通信、光纖傳輸通信、軟體開發、ASIC設計等領域具有較強的技術實力和市場競爭力。公司旗下擁有翼比特系列礦機，主流產品E9.3採用其自主研發的10nm晶元，算力達到16TH/s，單位功耗110W/THs。

Pangolin Miner的神馬礦機M3X是一款採用28nm晶元的ASIC礦機，算力可達13TH/s，單位功耗為162W/THs。該產品主打性價比，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晶元製造公司，由國外比特幣開發者成立，公司意圖為市場提供比特大陸礦機以外的優質選擇，打破原有的壟斷格局。目前該公司產品線只有一種機器：DragonMint T1，算力達到16TH/s，單位功耗低至90W/THs，產能限制是該產品遇到的主要問題，目前該產品已處於售罄狀態。未來公司除了售出礦機之外，也將單獨發售挖礦晶元。

芯動科技是一家國內IP/IC設計公司，在國內和北美均擁有設計團隊，通過先進的產品和服務，芯動科技IP已經幫助許多一線公司實現了SOC的快速成功。目前，公司最新的比特幣礦機產品INNOSILICON T2採用10nm的ASIC晶元，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，靜態回本周期較長。

比特幣礦機行業未來競爭格局不變，兩家龍頭企業在核心資源上更勝其它企業一籌。通過產品對比，我們可以發現，市場龍頭比特大陸、嘉楠耘智在產品的兩大核心參數（「單位算力功耗」、「單位算力價格」）上褒有優勢，每年更迭不斷的新產品同樣證明了這兩家公司研發能力的可持續性；相比而言，其它的礦機供應商或存在規模效應不足、產品定價過高、系列開發能力不足的問題。

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