短期内从硬件角度看，比特币价格下跌对矿机需求的影响有限
大家好，我是张天闻，半导体产业分析师，首先十分感谢芯片超人提供的这次机会，与大家一起分享我们的观点。
前不久我们也出过一篇文章，是专门描述挖矿机对封测市场带来多大的订单需求。有兴趣的朋友可以看一下。（后台回复“比特币”可见）
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首先我要先说一下为什么要研究挖矿机市场，单纯从比特币的金融属性来看得话，我们其实是非常难看懂的。
在我们看来：
一方面比特币具有去中心化的本质
另一方面它作为金融资产，他内生的有交易的功能。但是我们目前来看的话，比特币掌握在具有算力极少或团体手中
另一方面作为交易货币也似乎不是特别方便，也不能说100%的安全。这里面就涉及了51%的攻击与double spending的问题。
但是讨论挖矿机市场与其说是我们的意愿，不如说我们不得不。因为我们过去半年跟整个半导体产业的沟通包括PCB，包括被动元器件，我们深深感觉到挖矿机市场对电子产业链的拉动是非常巨大的。目前比特大陆已经成为台积电的座上宾，而且去年元器件的缺货潮在挖矿机的热销下也可能会延续下去。因此基于这些基本面的变化，我们对半导体对整个挖矿机的市场拉动进行分析，分析的结果是大陆是与挖矿机产业契合最高的一个版块，而且是有较大分析价值的版块。因此这次我们着重分析整个挖矿机对封测产业链的拉动作用。
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首先我们分析一下比特币挖矿机制以及在这种挖矿机制下所独有的难度和算法的平衡机制。比特币在2017年的价格暴涨了1800%，一度逼近了17000美元的大关，极大地带动了挖矿的热情！
当然我们可以看到目前来看比特币的价格已经出现了明显的下滑，那么我们后续也会基于我们的分析来看一下在这个价格下滑下对于挖矿需求所带来的压力。那么按照比特币的机制，全网每十分钟会产生一个区块，一个区块会产生包含50个比特币，同时为了限制发行的总量，每个区块中的比特币数量每四年办会减半一次，那么当前是12.5个。同时为了维持安全和稳定，系统实际上会根据全网的求解速度自动调节难度，其结果就是挖取一个新区快所需要的运算次数是正比于难度，并与全网算力是线性相关的。
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意思就是说如果新增的算力越多，那么该算力所求解的成功概率原与有算力所求解的成功概率就会越低。在这种算力和难度的平衡机制下，也就意味着只要挖矿具有利润空间，那么对于算力的需求就会持续增长下去，没有从而没有理论上的上限。因为挖矿的竞争最后又变成了一个算力的竞争，那么整个来看的话，比特币的全网算力在2011年到2017年的话增长分别是72倍、33倍、132倍、35倍，还有近三年的2.3倍3.2倍和6.5倍！
在这个算力的竞争以及算力的增速的背后，实际上是体现了整个挖矿芯片的技术变革以及技术提升。11年和12年整个高速挖矿机的芯片，包括算力的高速增长实际上来自于显卡的拉动。
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而我们可以看到从2013年的132倍数量级的算力增长来自于挖矿机专用的ASIC芯片在下半年投入使用。
而从原有的CPU到GPU再到ASIC，他的算力会是数十倍的增长，同时它的主频的下降也非常的明显，而且价格也是明显的下降。第一代的挖矿机芯片所使用的CPU，它的算力是小于40M GH/S，价格也从原有的3000到1万元人民币下降到现在的低于一百块人民币。
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由于挖矿的难度呈指数级的上升，而挖矿所需要的成本，无论是硬件成本，包括挖矿机所用的ASIC芯片电费成本都非常高昂，从而导致了一种新的商业模式就是矿池衍生出来。矿石的运营商实际上负责矿机的采购和运维，通过将这种算力以GH/S的单位向投资者发售。而投资者在购买了算力以后，可以按照自己所持的算力占矿池算力的比重来获得这个矿池所挖取的虚拟货币。
这个商业模式的出现，使得大规模的集团化集中化的规模挖矿成为了可行。而在挖矿机这种新的浪潮下，比特大陆成为了首当其冲的表现者。我们可以看到全球前三大的矿机生产厂商比特大陆、嘉楠耘智、易邦科技均诞生在大陆，而其中，比特大陆是全球最大的挖矿机生产厂商。
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而比特大陆的蚂蚁挖矿机的销量市占率超过了80%。17年的中国十大集成电路设计厂商的榜单内，143亿元的年销售位居第二，是中国芯片设计产业的黑马，除了它本身售卖挖矿机的模式外，同时他自己旗下有两大矿池，并且领投了一家矿池，合计的算力超过了50%。实际上也是全球比特币挖矿算力的最大拥有者。
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那么从芯片角度来看的话，以目前主流的比特大陆S9矿机中的ASIC芯片来看，主要BM1387，主要的制程是16纳米，单机的搭载量是189颗，单片的算力是80GH/S，而嘉楠耘智的A741矿机机型中ASIC芯片搭载量是88片。对于整个封装市场拉动，我们是从两个角度来思考，首先我们是从芯片的用量和单片封装价格的角度来进行考虑，另外一个角度是从上游代工企业的营收角度来进行测算。那么二者的所测算的市场空间在17年非常接近，大概是9到11亿元之间。
首先是从整个的芯片的用量和单片的封装价格来看，目前95%以上的比特币算力其实都是由ASIC挖矿机所供所贡献。17年的比特币全网的算力增长是13亿GH/S，C从目前来看主流的挖矿机芯片以16纳米制程为主，但是还有一部分的是28纳米。
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因此我们通过算力进行估算来看，17年的新增算力对应的芯片用量是2亿片到2.2亿片。同时考虑实质效应，我们觉得17年整个芯片出货应该是在3.2亿颗左右。而根据嘉楠耘智的公开转让说明书中披露的信息，嘉楠耘智1到4月份销售额是2.53亿元，支出的封装采购成本是降670万元。参考的是A741矿机的9425的单价和88片的ASIC片用量，实际上对应的芯片总量和单颗的封装价格是236万片，基本上是一颗是两美元的价格，因此的话我们估算2017年的全球矿机所拉动的封测市场是9亿元！
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再从另一个角度，上游代工企业营收角度来进行分析，我们目前比特大陆和嘉楠耘智的ASIC芯片均在台积电进行代工，两家厂商的合计市场占有率超过了95%，因此台积电在去年三季度法会上表示：单三季度挖矿机为台积电带来的营收是3.5亿到4亿美元，实际上就意味着单三季度挖矿机芯片的代工市场是3.5亿到4亿美元。
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结合我们预计封装支出占整个晶元加工支出的接近10%的体量。后续我们在观测的时候发现很可能有所高估，17年三季度的芯片封装市场是2.55亿到2.74亿元人民币。考虑到整个算力的增长，一季度是1.2亿，二季度是1.3亿，三季度是2.74亿，四季度是5.5亿，全年合计有10.68亿元的市场规模。因此我们预计17年整个芯片封装市场由挖矿机所拉动的大概在10亿元左右。
另外一个问题就是对于18年市场我们的估计，我们可以看到17年各季度的算力的环比增长分别是56%、39%、60%和75%。我们预计18年整个算力季度的环比增长在40%到70%这个区间，所带来的市场规模是37亿到100亿元之间。
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那么中值是不是在60亿元？实际上我们可以看到两点，一点是这个市场会具有非常大波动性，但是另外一点的话，我们可以看到这个市场确实是非常大，能拉动对于整个封测市场的拉动会非常显着。尤其是考虑到矿机的专用芯片采用倒装的这个工艺，那么相当一部分会流向大陆的具有倒装工艺的厂商。而大陆市场如果不考虑挖矿机市场，2018年的倒装的整个市场是25亿美元，所以可以看到这是一个非常大的新增市场，相关的公司要深度利用好。
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最后一个问题是比特币价格下跌对这个产业链会产生怎样的影响？
我们的观点是比特币的这个价格下跌会对矿机需求产生非常严重的影响，也就是说这个市场应该是有一个非常大的不确定性和波动性的。
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因为整个的挖矿需求实际上和挖矿的收益和成本之间的差额成比例，收益是比特币的价格，而成本是矿机成本和电费成本，它有一个迅速上升过程。一方面主要是因为之前所说的算力和挖矿难度的平衡机制导致了矿机的成本会迅速提升。另外一方面是比特币的价格近期出现了明显的下滑。我们也因此进行了测算。可以看到整个挖矿成本分为硬件成本和电费，以目前市占率低的矿机厂商比特大陆的S9为例，单位算力的硬件成本是815元。单位算力成本的功耗所换算的电费是0.456元每千瓦时，我们按照全网算力算出来的总成本预计是182亿元人民币。以比特币最新价格来看的话，8000美元左右个，大概有一个三百亿元人民币出头的规模。那么可以看到获利空间从原有的数倍到现在只有50%多的获利区间，实际上对获利空间下移得非常严重。
当然这个背后的测算实际上它有一定的不确定性，主要原因的话是在于它的商业模式。目前来说以比特大陆为例，它不仅卖挖矿机，同时他还经营自己的矿池。考虑到很多的矿机厂商在经营自己的矿池，他们的硬件成本实际上是要比对外销售的成本要更低，从这个角度来说获利的收益还算比较大。从目前来看还是有比较大的获利空间。
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因此我们认为挖矿机这个市场在2017年对于电子产业链已经产生了明显的正向拉动作用，而2018年无论比特币价格是迅速回升还是在下降，挖矿机市场对于电子产业链所造成的影响会非常显著。我们预计挖矿机市场在2018年对电子产业链的拉动仍然是以正向的为主，而其中更深远的意义其实在于通过挖矿机芯片的崛起。我们可以看到国内半导体产业链所处的市场地位其实是在提升的。从目前来看，正如刚才所说比特大陆已经成为仅次于海思的第二大芯片发布的厂商，并且十纳米订单按照新闻来说已经超过了海思，且已经是台积电的重要客户。深意在于大陆的芯片设计和包括半导体的其他环节正在快速崛起，尤其是人工智能领域有实现弯道超车的可能性。再用传统眼光审视大陆半导体产业未来几年发展会越来越不合时宜。因此我们认为对于未来大陆半导体产业链会有一个比较好的投资机会。挖矿机芯片只是其中一个突然爆发增长的应用。
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