科普 | 挖矿行业全景图

用于挖矿的硬件

在比特币网络的早期，使用消费级的 CPU 挖比特币还有利可图，然而，比特币网络发展到如今的规模，再这样做已经不切实际了。

目前，比特币生态系统内的矿机由专用集成电路（ASIC）主导。对于其它绝大多数密码学货币而言，图形处理器（GPU）和现场可编程门阵列（FPGA）是主要的矿机形态。还存在许多和比特币使用同一种哈希算法（SHA256）的密码学货币，它们也兼容比特币的 ASIC 矿机。

挖矿生态系统的景观

下面是一张从芯片到终端用户的挖矿生态系统全景图：

代工厂

台积电（TSMC） 和三星是两家核心的半导体制造商，它们生产了所有挖矿硬件所采用的硅晶片。尤其是台积电，它在芯片组供应链中占据了主导地位。举例来说：英伟达、AMD、赛灵思（Xilinx）、比特大陆和嘉楠耘智全部使用台积电作为其核心生产线。

打包，测试，组装

晶片生产出来之后，你需要对它们进行测试，切分，并把它们封装进最终的芯片中，然后重新测试。整个流程通常由 OSAT 公司（外包封装测试公司）处理，其中最大的两家公司是 ASE 集团（台湾）与 Amkor Technology。

集成电路设计与制造商* 绝大部分集成电路公司都没有披露它们的 OSAT 供应商。

设计和销售芯片的公司通常被称为无晶圆芯片公司（制造本身由代工厂和 OSAT 公司负责）。

对于 GPU 而言，最顶级的两个制造商是英伟达和 AMD。而对于 FPGA 而言，最顶级的制造商是赛灵思。对于专门用来进行密码学货币挖矿的 ASIC 芯片而言，最顶级的三家制造商则是比特大陆，嘉楠耘智，和穿山甲矿机（Pangolin Miner）（神马(Whatsminer)矿机系列的制造商）。

除了这三类制造商之外，这个行业中还有一些其它的集成电路设计公司，包括：翼比特，芯动科技，Bitfury，Obelisk，以及其它的一些公司。

* 英伟达和 AMD 为所有的用例生产 GPU，而不仅仅是挖矿。 ** 市场份额来自 Jon Peddie Research 的估计。 *** 在比特大陆和嘉楠耘智赴港交所上市失败后的最后估值。 **** 估价基于和大矿工的交流和早前的 IPO 申请。

矿工和矿场

芯片被生产出来之后，就可以用来挖密码学货币啦。ASIC 芯片被设计成专门挖一种挖矿算法（通常是 SHA256 或者说比特币），而 GPU 则更具灵活性。矿工包括：使用一台机器进行挖矿的人，小型挖矿作业（5-10 台机器），中等规模的矿场（10-100台机器），大规模矿场（100-1,000台机器）到工业规模的矿场（1,000 台以上机器）。迄今为，我听说过的最大规模的矿场在多个地区运行了多达 100,000 台矿机。

除了设计芯片以外，一些制造商自己也参与挖矿（例如比特大陆，嘉楠耘智，穿山甲）。举例来说，比特大陆每个月都公开披露他们自己的挖矿状况。

大大小小的矿工都可以加入到一个矿池（将在后文详细介绍）中，如果矿场的规模足够大，他们还可以 solo 挖矿—— 只汇集自己的哈希算力来直接寻找区块，不与其他矿工混合算力。

* 一个颇有争议的地方在于，挖矿芯片的制造商在出售芯片之前，可能会提前使用它们进行挖矿。然而，如果你真的有一台能产生利润的设备，你也没有理由把它闲置在仓库里，你也可能会在卖出去之前用它来挖矿。

矿池（单币种和多币种）

对于从个体到非工业级别的矿工来说，在经济上更加合理的做法是加入一个矿池，而非自己单独挖矿。矿池把许多矿工的哈希算力汇集了起来，使得每个矿工的回报曲线能够更加平滑。矿池负责优化所有的哈希算力、运行挖矿程序、收集并分配奖励，并对这些服务收取额外的费用。有一些矿池专注于挖特定的密码学货币（例如星火矿池，专注于以太坊和 Grin），而其他矿池则设置了多种矿池，覆盖了所有主流的密码学货币（蚂蚁矿池，鱼池，币印矿池，Slushpool，等等）。所有的这些矿池一开始都是专注于挖一个密码学货币（通常是比特币），后来才扩展到涵盖所有形式的密码学货币。

关于矿池的运行方式，我最喜欢的一个类比是将它想象成办公室的彩票池。通过把所有人买的彩票汇集到一起，每个人（矿工）都有更大的机会赢得奖励。

然而，使用矿池就意味着要信任矿池 —— 每个人拥有的准确算力份额以及合理的收入，都由矿池来记录并分发。为了提高透明度，有一些类似 PoolWatch 的服务会跟踪和比较各种矿池的报告。

算力市场

矿工除了直接挖矿以外，还可以把自己的算力卖给别人。现实中也是有这样的算力买卖市场的——目前最大的市场是 NiceHash。除此以外，还有一个更小的点对点的算力市场：Mining Rig Rentals。

在这些市场中，人们可以同时出售他们的算力 和/或 购买算力——任何密码学货币的任何算法都行。尽管人们购买算力的原因很多，然而其中最主要的一个原因就是购买算力是一个拥有密码学货币的入口。

很多时候人们使用算力来炒作各种密码学货币——例如，想要采购适合 SHA256 的哈希算力来挖 BSV 而不是比特币（实在是一笔不划算的买卖···）

云挖矿

云挖矿即直接买卖的算力合同，消费者无需接触任何硬件。有点类似于上面提到的算力市场，通常是由一个中心化的供应商来运营的。这个领域中最大的两家公司是 Genesis Mining（美国）和 Bitdeer (亚洲)。也与上面提到的类似，人们使用云挖矿服务的一个主要的原因是购买算力被当成获取密码学货币的一种入口。通过这种方式，人们可以使用法币来直接购买比特币或其他密码学货币，而不用通过交易所。

智能矿工

智能矿工是最近出现的一个新的品类。挖矿是一个复杂的任务，它要求参与者了解硬件，网络，能源，算力预测，以及针对特定算法的优化等等。此外，随着新的密码学货币不断涌现以及旧的密码学货币的消亡，所有的这些因素每天都在不断地变化。像 Honeyminer 这类智能矿工软件，旨在同时优化上述所有的因素，使得普通的消费者和专业人士都可以通过拥有的算力尽可能多地挣取收益。另外还有两个类似的产品——HashFish 和 Cudo Miner。

在短时间内，这些产品在供应端聚集起了可观的算力。

挖矿市场的规模和收益

 以年为单位计算，密码学货币挖矿行业每年创造超过 80 亿美金的利润。

在所有基于工作量证明的区块链中，利润来自区块奖励和每个区块中包含的交易手续费。根据 CoinMetrics 在 2019 年 6 月 25 日公布的最新的挖矿奖励数据，下面是挖矿行业每周，每月，以及每年的挖矿收益。

在密码学货币挖矿的世界里，比特币仍然占据主导地位，仅仅比特币网络本身就创造了 75% 的挖矿收益。

这也与今天（2019 年 7 月 1 日）比特币占据主导地位的市场份额相符合。根据 CoinMarketCap 的数据，比特币占据了 60% 的市值。

然而，挖矿行业创造的整体利润与其所挖密码学货币的价格直接挂钩，所以它会反过来直接影响密码学货币市场（因此，华尔街很难理解这个行业里的公司）。下面将详细介绍。

理解挖矿行业的盈利情况

挖矿行业参与者的整体利润，成本，和盈利情况受到少数几个关键因素影响。

资本支出（Capex）

矿工主要的资本支出是挖矿机器本身的成本加上运营该机器需要的所有 设施/建筑物。举例来说，如果你想要按照零售价采购 10,000 台最新的比特大陆生产的蚂蚁矿机 S17，需要花费 1,600 万美金。大型矿工可以特价采购。然而，当矿机的需求很高以至于很难保证供应时，价格的优惠力度会很小。

这还没有把建设设施的成本考虑进来，这些设施将挖矿从业余爱好变成真正专业的工业规模项目。

运营成本（Opex）

对于矿工来说，主要的运营成本是每天运行矿机所需的电费。举例来说，如果你 7*24 小时地运行 10,000 台比特大陆的 S17 矿机，按每度（kwh）电 0.05 美金计算，每天将会花掉你 36,000 美金（每年大约 1,300 万美金）的电费——仅仅是支撑矿机运行而已。

电费的平均支出视矿机所在地域和所用电力来源而定，差别很大：

矿工的本性激励他们去寻找世界上最便宜的能源，这就是为什么 Coinshares 估计支撑比特币网络运行的 75% 的电力来自可再生能源，主要就是水力发电。

除了维持矿机运行所需的电费以外，其它不间断的运营成本还包括：散热，人工，维护，安全和普通设施运营。一般来说，可以粗略地估计不间断的运营成本是电费的 1.5 倍。

根据我们上面关于运营 10,000 台比特大陆的 S17 矿机的例子，可以粗略地估计其成本为：

• 1,600 万美金的资本支出 + 300 万美金（进口税）+ 400万 美金（设施+安全）
• 2,000 万美金的运营成本（每年）
• 6,700 万美金的潜在收益（基于今天的比特币价格）

以上只是一个粗略的估计，仅仅是为了展示矿工需要付出的各种成本的规模。真正的成本将完全取决于你所处的地理位置和所用建筑等。然而，由于我们下面将介绍的市场因素，上述成本将不断变化。 

市场因素

矿工成本 & 可见的供给