聚焦“矿机”普及，行业军备竞赛让ASIC矿机芯片订单占台积电营收10%

聚焦“矿机”普及，行业军备竞赛让ASIC矿机芯片订单占台积电营收10%

(1) 矿机的普及造就了现象级的行业巨头

2017年，比特大陆的芯片销售额达到了惊人的143亿元，仅次于华为海思，成为中国第二大IC设计公司。 台积电大客户。

代工其芯片的台积电因此获得超过15亿美元的营收，成为台积电营收增长的主要来源。 这个数字已经超过了海思麒麟970手机芯片带来的营收。

即便如此，矿机ASIC芯片营收占比仍在快速攀升。 4亿美元的相关营收占三季度总营收的5%比特币矿机每年更新换代，四季度有望达到10%。 在第三季财报的评论中，“台积电的财务收入受益于强劲的客户需求，包括加密货币矿机芯片，所有来自大陆的16nm工艺比特币芯片（包括GPU芯片）都占了很大份额。营收占比增至 20%，台积电计划采用更先进的 10nm 工艺技术制造比特币芯片。

就在前几天，另一家半导体代工巨头三星也被韩媒The Bell爆料。 自本月底以来，三星一直在量产专用于比特币和其他加密货币挖矿的 ASIC（专用集成电路）芯片。 是中国的采矿设备供应商。

（二）矿机行业的前世今生透视——区块链、ASIC矿机、人工智能、比特币、算力

一、比特币17年井喷暴涨行情的由来

以比特币为首的数字加密货币价格暴涨。 比特币是最早的数字加密货币之一，也是市场上最大的数字加密货币。 它是根据中本聪的想法设计和开发的。 “挖矿”的获取方式是通过算力进行一些复杂的计算。 整个 2017 年，比特币飙升 1800%，一度逼近 17000 美元。

2、虚拟区块链加密货币的火爆催生“算力”军备竞赛

随着全网算力的快速提升，挖矿难度也随之增加，数字加密货币带动了算力市场的爆发式增长。

芯片的升级，矿机的进化比特币矿机每年更新换代，引发了新一代的“军备竞赛”。 比特币的发展史其实就是一个矿机升级的过程。 不断增加的能源消耗增加了整个网络的计算能力，同时逐渐增加了解决“哈希函数”（即挖矿）的难度。 全网矿工的挖矿，从最初的CPU挖矿，逐步演进到ASIC专业矿机挖矿，积极推动了全网算力的提升。 截至2018年2月1日，全网算力约为20EH/S。 ，预计到2018年底，全网算力将达到100EH/S。

3、“算力”军备竞赛催生算法芯片迭代，ASIC智能芯片需求爆发

从经济学的角度来看，影响挖矿收益率的因素主要是比特币的价格、矿机的算力和电价。 在价格不可控、电价固定的基础上，单位算力能耗更低的矿机芯片成为行业竞争的焦点。

比特币区块链计算设备的芯片经历了四个阶段：CPU（20MHash/s）→GPU（400MHash/s）→FPGA（25GHash/s）→ASIC（3.5THash/s）→大规模集群挖矿（3.5THash /s*X)

与同工艺的FPGA芯片相比，ASIC芯片的执行速度更快，大规模部署和生产的成本也低于FPGA芯片。

比特币挖矿算法单一、计算量巨大的特点，为ASIC提供了量身定制的应用机会。 ASIC（Application Specific Integrated Circuit）是指专用芯片，是针对特定需求而定制的芯片。 由于可以根据需求定制架构和算法，ASIC芯片与通用芯片相比具有体积小、功耗低、计算性能高、成本低等优点。

在矿机系统中，由于算法任务非常单一（即哈希算法），基本不需要分支预测、规划等复杂的控制和调度。 比特币挖矿浪潮的到来，给ASIC带来了前所未有的发展机遇。 挖矿算法具有单一性、可重复性强、计算量巨大的特点，高度符合ASIC芯片的特点，需求稳定且巨大，可支持量产。

以比特大陆的系统为例，主处理器部分采用Xilinx 2012年推出的Zynq系列FPGA，包含两个ARM A-9内核，部分FPGA逻辑可以手动配置。 与5年前采用技术的主处理器相比，其加速器（矿机ASIC）采用了最新技术，采用16nm工艺实现。 这也是矿机系统“控制简单、计算强大”的绝佳体现。

矿机是一个快速迭代的产品，集成了大量的ASIC芯片。 比特大陆每年销售数十万台矿机，每台矿机使用数百颗ASIC芯片，比如其蚂蚁矿机S9就使用了189 ASIC芯片。

（3）中国矿机芯片厂商领先

中国矿机企业垄断了全球矿机市场。 其中，比特大陆市占率约80%，成为全球矿机寡头，其次是嘉楠耘智市占率约15%（即将挂牌新三板），再加上亿邦等公司，中国矿机企业已占据全球95%以上的市场。 嘉楠耘智2016年净利润仅为224万，2017年达到3亿，而比特大陆2017年营收为143亿。 仅次于海思的中国第二大芯片设计公司，已成为全球IC设计行业的现象级巨头。

一套完整的挖矿设备主要包括：电脑、AUC、矿机、树莓派和几条连接线。 设备连接顺序为网线-树莓派-MicroUSB线-AUC-4PIN线-矿机+电源。 比特币挖矿发展至今，基本实现了大规模集群挖矿，矿池之间的竞争成为当前的主旋律。

(4) 2018年矿机狂潮或将延续，将给半导体代工和封测企业带来丰厚利润

海通证券《2018年矿机将为封测市场带来多少订单需求？》报告预估2018年ASIC矿机芯片将为封测市场带来多少实际收益。

根据2018年全网算力需求测算，2017年新增算力对应的芯片用量约为3.2亿颗，将为封装市场带来约9亿元。

此外，海通证券还通过台积电计算矿机芯片的代工数据来证明。

因为目前比特大陆和嘉楠耘智的ASIC芯片都是在台积电代工，两家厂商的矿机市场占有率都超过95%，台积电披露的矿机芯片代工订单数据基本可以代表矿机的价值。 计算机芯片晶圆代工市场规模。

台积电第三季法例会表示，第三季矿机芯片为台积电带来3.5亿至4亿美元营收，芯片封测支出约占晶圆加工支出的11%。 以算力的提升作为芯片生产的参考，每年矿机芯片代工将为封测公司带来10.68亿元的实际收入。

这两个计算模型都没有计算明年出现的10nm ASIC矿机芯片带来的新增量。 我国半导体封装产业目前处于世界领先地位。 日月光、Amkor、华天科技、长电科技、富维电子等16nm先进ASIC主流芯片的Tong Flip Chip封装技术。