一篇文章了解加密货币挖矿行业全景

作者：Chris McCann，区块链投资公司Proof of Capital普通合伙人

编译：詹娟

截至 2019 年 7 月，包括挖矿奖励和交易费用在内，比特币矿工的年收入超过 60 亿美元。

在加密货币领域，为比特币和其他加密货币项目提供安全挖矿和相关硬件往往被忽视。 然而，挖矿实际上是核心市场之一，由于其与交易部门的联系而产生可观的收入。

在这篇文章中，我将概述比特币和加密货币挖矿领域、支持挖矿的底层硬件及其生态系统景观，并深入探讨该领域的收入和市场规模。

加密货币挖矿的工作原理

工作量证明（挖矿）是向比特币区块链添加新交易以及如何就这些交易的正确顺序达成协议（共识）的过程。

我最喜欢的类比是把这个过程想象成一个数独游戏。 这是一个需要大量脑力来解决的难题，但一旦解决了，其他人就很容易验证您是否确实找到了正确答案。

Youtube 上有一个很好的视频，可以帮助您更直观地了解区块是如何创建的，它们是如何链接在一起的，交易是如何添加到区块链中的，以及挖矿如何在这个过程中发挥核心作用。 ()

本质上，分布在世界各地的矿工和计算机竞相解决验证区块链中下一个区块（以及区块内的底层交易）的计算密集型问题。 第一个解决这个难题的矿工获得奖励（coinbase 奖励 + 交易费）。 一旦找到这个新区块，网络上的所有矿工都可以验证该区块是否正确，并继续解决链中的下一个区块。

矿工在比特币和加密生态系统中的作用

世界上所有竞相解决下一个难题的计算机构成了挖矿生态系统。 所有这些计算资源都是为比特币提供底层安全保障的核心要素之一。

通过这个网络，比特币参与者可以期待：

作为回报，矿工将获得新铸造的比特币（coinbase 奖励）以及与每笔交易相关的交易费用作为补偿。 如果参与者想要更有力地保证他们的交易何时会被添加到比特币区块链中，他们可以在设置交易费用时增加他们愿意支付的金额。

用于挖矿的硬件

虽然使用消费级中央处理器 (CPU) 开采比特币在比特币网络的早期是有利可图的，但当比特币网络发展到今天的规模时，它就变得不切实际了。

比特币生态系统主要由专用集成电路 (ASIC) 主导。 对于大多数其他加密货币，图形处理单元 (GPU) 和现场可编程门阵列 (FPGA) 是主要的形式因素。 还有一些硬币使用与比特币 (SHA256) 相同的哈希算法，并且与比特币挖矿 ASIC 兼容。

挖矿生态全景

以下是挖矿品类全景图，从芯片到终端用户服务：

芯片制造

台积电和三星是两个核心半导体代工厂，生产用于挖矿硬件的所有硅芯片。 特别是台湾在芯片组供应链中占据主导地位。

例如：NVIDIA、AMD、Xilinx、比特大陆、Cannan 都以台积电为核心产线。

封装、测试、组装

晶圆完成后，您需要对其进行测试、切割、封装成最终芯片，然后再次进行测试。 整个过程通常由OSAT公司（外包组装和测试公司）处理，其中最大的两家是台湾的ASE Group和Amkor Technology。

集成电路设计与制造

设计和销售芯片的公司通常被称为无晶圆厂芯片公司，他们将制造工作交给芯片制造商和 OSAT 公司）。

在 GPU 方面，最大的两家制造商是 Nvidia 和 AMD。 在FPGA领域，最大的厂商是赛灵思。 在专注于加密行业的ASIC领域，排名前三的公司分别是比特大陆、嘉楠耘智和神马矿机（穿山甲矿机）厂商比特微。

除了这三个厂商之外，该领域还有其他IC设计公司，包括：Ebang、Innosilicon、Bitfury、Obelisk等。

矿工和地雷

一旦芯片生产出来，它们就可以用来挖掘加密货币。 ASIC 专为挖掘算法（最典型的是 SHA256 和比特币）而设计，而 GPU 具有更大的灵活性。

矿工包括：用一台机器挖矿的人，小型矿场（5-10台机器），中型矿场（10-100台机器），大型矿场（100-1000台机器）到工业规模的挖矿基地（1000+台机器） ).

到目前为止，我听说过的最大的操作是使用分布在多个地理位置的 100,000 台机器进行挖矿。

除了设计芯片，一些厂商也自己挖矿，比如比特大陆、嘉楠耘智、微比特。 比特大陆每月公开披露他们的“自挖”记录。

任何规模的挖矿操作都可以指向一个矿池（稍后会详细介绍），或者如果足够大，它们也可以自己挖矿 - 聚合所有哈希能力直接找到块而无需发送它们哈希率与其他混合矿工。

有争议的是，挖矿芯片制造商可能会在出售自己的机器之前先用机器挖矿。 尽管如此，如果您确实拥有一台创收设备，那么您没有理由闲置在您的存储设备中，而是使用它直到您可以出售它。

矿池（单币种和多币种）

对于个人和非工业矿工来说，加入矿池比自己挖矿更经济。 矿池汇集了众多矿工的算力，以平滑每个矿工的回报曲线。 矿池负责优化所有算力，运行挖矿记录，收集和分配奖励，并收取额外的服务费用。

一些矿池专注于特定的加密货币，例如Spark Pool，主要挖掘ETH和Grin，而另一些矿池则涵盖所有主流加密货币，例如AntPool，F2Pool，Poolin，Slushpool等。这些矿池都是从专注于一种加密货币开始的，通常是比特币，并且已经扩展到涵盖所有形式的加密货币。

我最喜欢的类比之一是可以将矿池视为办公室彩票池。 通过汇集办公室所有同事的彩票，每个人（矿工）都有更好的机会赢得奖励（区块奖励）。

同时，对于矿池，你必须相信他们的服务能够报告准确的收入和矿池中每个人所拥有的正确票数。 在透明度方面，有像 PoolWatch 这样的服务可以跟踪和比较来自不同矿池的报告。

算力市场

作为矿工，除了使用自己的算力进行挖矿，还可以选择将自己的算力出售给他人。 通常，这是在交易市场上完成的，最大的交易市场称为 NiceHash。 有一个较小的 P2P 市场，称为 Mining Rig Rentals。

这些市场允许人们在任何给定的一组挖掘算法上买卖各种类型的加密货币的计算能力。

人们购买哈希算力的原因有很多，其中最主要的是购买哈希算力是一种离开匝道并进入加密货币高速公路的方式。

很多时候，人们使用哈希算力来炒作各种加密货币，例如，购买 SHA256 哈希算力并用它来挖掘比特币 SV（BSV）而不是比特币。 这是一个糟糕的生意...

云挖矿

云挖矿是一种服务，消费者可以直接购买算力合约，而无需自己操作任何硬件。 它类似于云挖矿服务之上的计算能力市场，通常由中央提供商运营。

该领域最大的两家公司是美国的 Genesis Mining 和亚洲的 Bitdeer。 同样，与上文类似，用户购买哈希算力的主要原因之一是快速进入加密货币领域。 这种方法允许人们直接用法定货币购买比特币和其他加密货币，而无需通过交易所。

聪明的矿工

智能矿工是一个新兴的类别。 背景是挖矿是一项复杂的工作，参与者需要了解硬件、网络、能源、哈希率预测、特定算法优化等。最关键的是，所有这些输入每天都在不断变化，新的长-尾巴加密货币一直出现和消失。

像 Honeyminer 这样的智能矿工旨在优化所有这些因素，以便消费级和专业矿工都可以利用他们拥有的哈希能力尽可能多地赚取收益。

另外两个类似的产品是 HashFish 和 Cudo Miner。

在短时间内，这些产品在市场供给侧聚集了相当数量的算力。

挖矿市场的规模和收入概览

加密采矿业的年收入超过 80 亿美元。

收入来自两部分比特币挖矿难度曲线，一是区块奖励，二是所有工作量证明区块链上每个区块包含的交易手续费。 根据 CoinMetrics 于 2019 年 6 月 25 日发布的最新挖矿奖励数据，以下是挖矿的每周、每月和每年的收入运行率。

在加密货币挖矿领域，比特币仍然占据主导地位，仅比特币网络就产生了 75% 的挖矿收入。

这也符合比特币的市值优势，根据 CoinMarketCap 的数据，截至 2019 年 7 月 1 日，比特币占所有加密货币总市值的 60%。

然而，挖矿行业产生的总收入实际上与相关加密货币的价格直接挂钩，因此映射到底层加密货币市场比特币挖矿难度曲线，因此华尔街很难了解该行业公司的估值。 我们将在下面更深入地介绍这一点。

了解采矿业的盈利能力

采矿业参与者的总收入、总成本和盈利能力取决于几个关键因素。

资本支出 (Capex)

对于矿工来说，主要的资本支出是矿机本身的成本，加上运行它所需的所有设施/建筑物的成本。

例如，如果你想购买 10,000 台比特大陆最新的 S17 型号，则零售价为 1600 万美元。 大型矿工可以获得特别优惠； 但是，当矿机供不应求时，连供应都难以保证，更谈不上谈价了。

而且这还没有考虑建造挖矿设施的成本，挖矿设施已经从业余活动发展成为真正专业的工业规模运营。

运营费用（Opex）

对于矿工来说，主要的运营开支是每天为机器供电的电费。

例如，如果你每周7天，每天24小时运行10,000台比特大陆S17矿机，如果每度电的能源成本为5美分，那么你每天的电费为36,000美元，每年约1300万美元. 美元——这只是为了给矿工提供动力。

平均电费差异很大，具体取决于您所在的位置和使用的电力来源。

矿工天生就有动力去寻找世界上最便宜的能源，这就是为什么 Coinshares 估计比特币网络 75% 的能源来自可再生能源，主要是水电。

除了矿机的电力成本外，其他运营成本还包括：冷却、人工、维护、安全和一般设施运营。 一般的经验法则是粗略估计当前运营成本为能源成本的 1.5 倍。

根据我们上面的例子，一个矿场运行 10,000 台比特大陆 S17 矿机，成本粗略估算如下：

这只是一个粗略的估计，只是为了说明矿工需要应对的因素规模。 实际成本将在很大程度上取决于您的位置和构建因素等。

然而，这些因素总是根据市场因素而变化，我们将在下面继续介绍。

影响行业的市场因素

虽然运营成本和资本支出是矿工可以控制的两个因素，但各种市场力量最终在很大程度上决定了挖矿的盈利能力。

矿工成本和可用供应

与很多传统产品不同，矿机厂商（比特大陆、嘉楠耘智、神马矿机等）会根据矿机的盈利能力（比特币价格）来调整矿机的价格。

在大规模推广期间，底层加密货币和矿机本身的价值可能会剧烈波动。 疯狂时期，整个二级市场都致力于购买更多的硬件，旧机器都重新盈利了。

一般来说，我总是希望机器的价格接近机器在那个时间点产生的公允价值。

最重要的是，采矿硬件通常供应有限，尤其是较新的机器。 以比特大陆S17为例，这些矿机已经全部售罄。 我和团队中的一些人谈过，他们预计最早要到 11 月才能恢复供应。

算力

一个矿工解决下一个区块的几率与他们的算力占整个比特币网络算力的百分比成正比（为简单起见，以比特币为例）。

用一个可能稍微简化的例子来说明这一点，如果你是一名矿工并且控制了比特币 1% 的计算能力（与比特币的整体计算能力相比），那么你就有可能在比特币网络上获得 1% 的总回报。

然而，比特币的整体哈希率总是在变化，因此每个矿工的盈利能力取决于有多少矿工进入或离开生态系统。 比特币协议有一个用于难度级别调整的内部方法（有关更多信息，请参见此处：）。

比特币价格

因为区块奖励是以该区块链的加密货币支付的。 例如，如果您正在开采比特币，您获得的区块奖励将以比特币支付。 因此，奖励金额与比特币本身的价格直接挂钩。

比特币价格越高，挖矿奖励的价值就越高。 因为你在挖矿，所以你基本上做多你正在挖的加密货币，因为你的盈利能力取决于它。

比特币成为主导加密货币的主要原因之一是由于比特币透明、公开和公平的供应时间表。 从创世区块开始，比特币就有固定的供应量和固定的供应时间表——比特币的总量上限仅为 2100 万。

挖矿是新比特币被创造和释放到世界的方式。 今天，每个比特币区块的奖励是 12.5 BTC； 但是，此奖励每 210,000 个区块减少一次。 在#630000 区块（估计在 2020 年 5 月 24 日左右），该奖励将降至 6.25 BTC——称为减半事件。

要了解之前的减半事件如何影响比特币和其他加密货币网络，您可以参考 CoinMetrics 的一篇精彩博客文章，该文章整理了之前的减半事件。 ()

如果您想了解更多关于比特币供应时间表以及所有比特币创建后会发生什么，请阅读这两篇关于比特币供应和整体安全预算的文章：

第一条：

第二条：

简而言之，比特币的价格，以及比特币的供应时间表，极大地影响着挖矿本身的盈利能力。

最难忘的信息

在深入挖掘加密货币领域后，我得出的主要结论如下：

非常感谢 Edith Yeun、Noah Jessop、Jane Wu 和其他几位不愿透露姓名的大型矿工对本报告的反馈。