如何改进挖矿比特币的矿机芯片算法是《技术帖》的关键

每一位记者刘玲每一位编辑姚志宇

2009年，化名“中本聪”的人首先提出了比特币的概念——即不依赖特定货币机构发行，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”通过不断参与解决哈希难题，争夺记账权，获得新生成的比特币。

比特币诞生之初，“矿工”都使用普通电脑的CPU进行挖矿，只需要下载软件就可以自动“解决问题”。然而，比特币价格在 2017 年飙升了 1300%，一度逼近 2 万美元，极大地激发了人们的挖矿热情。随着比特币玩家的大量涌入挖比特币的矿机，全网算力不断提升，挖币难度也大幅提升。数字加密货币驱动的算力市场经历了爆发式增长。比特币矿机芯片已经从 CPU 到 GPU 再到 ASIC 专用芯片的过程。

矿机芯片算法是关键

在这场算力的军备竞赛中，中国矿机企业脱颖而出，比特大陆、嘉楠耘智、亿邦成为全球前三大矿机厂商。数据显示，目前比特大陆的市场份额约为80%，迦南云智的市场份额约为15%。中国矿机企业与亿邦等企业一起占据了全球95%以上的市场份额。

其中，迦南云芝正在申请新三板挂牌。根据其开转指示，2015年全年实现净利润224万元，2017年实现净利润3亿元。此外，截至2017年4月挖比特币的矿机，嘉楠耘智已售出约16万台Avalon系列矿机，占全球比特币算力市场的22%。

作为全球最大的矿机制造商，比特大陆2017年营收达到143亿元，蚂蚁矿机系列年销量数十万台。在Simmou Research发布的2017年中国十大集成电路设计公司榜单中，比特大陆以143亿元的年销售额成为仅次于海思的中国第二大芯片设计公司，成为全球IC设计的领头羊行业。一个了不起的巨人。

一位不愿透露姓名的芯片设计师告诉记者：矿机芯片的设计难度并不大。关键在于芯片的算法。也有不少芯片公司转型为矿机芯片，但一直未能树立标准。 . Simmou Research首席分析师顾文军也提到，其实比特币矿机的设计并不难，而且芯片中使用的算法都有现成的IP。矿机厂商的主要竞争是芯片的性能和功耗；这两个主要是通过使用最先进的制造技术来改进的。因此，矿机厂商最先使用最先进的工艺，例如台积电的16纳米和12纳米工艺，以及使用格罗方德22纳米FD-SOI工艺的厂商。

那么，在芯片设计壁垒不高的情况下，为什么比特大陆的矿机能够处于强势垄断地位，又有哪些优势呢？上述芯片设计师解释说：因为算法一直在变，比特大陆在不断迭代，后来形成了从芯片到终端全产业链的垄断。

顾文君表示，比特大陆的强势地位在一定程度上是由于比特币价格的波动。在比特币低价期间，众多矿机厂商被淘汰，比特大陆得以生存下来，继续研发28nm矿机芯片和更先进的矿机芯片。对于大公司来说，进入这个领域需要考虑法律风险。对于小公司来说，设计芯片并不难，但要获得代工先进工艺的产能却并不容易。

芯片的数量在一代又一代的增加

比特大陆、嘉楠耘智等矿机厂商其实大多是Fabless（无晶圆厂）机型。目前，比特大陆和嘉楠耘智的 ASIC 芯片都交给台积电代工。虚拟货币矿机的芯片订单也为台积电带来了丰厚的收入。

因为矿机是一个快速迭代的产品，它集成了大量的ASIC芯片。比特大陆矿机的年销量超过几十万。矿机产品最大的特点就是大量的ASIC芯片。比如目前主流的比特大陆S9矿机使用了189个ASIC芯片，而嘉楠耘智的A741矿机使用了88个ASIC芯片。并且随着芯片制造工艺的改进带来的功耗降低，芯片的消耗呈现出逐代增加的趋势。

台积电在2017年第三季度法务会议上表示：矿机芯片为台积电第三季度带来3.5亿至4亿美元的收入，基本可以代表矿机芯片的晶圆OEM市场规模。数据显示，2017年第四季度，比特大陆等矿业芯片设计公司向台积电下达的芯片订单（16nm工艺）约占台积电该季度营收的五分之一。

此外，日月光、同富微电子、华天科技等封测厂商也受益于比特币矿机芯片订单。根据嘉楠耘智公开转让指令，其2017年1-4月销售额2.53亿元，包装采购成本669.5万元。芯片封测主要由ASE和JSCK（以ASE为主）生产，芯片封测支出约占晶圆加工支出的11%。

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