采矿业全景

本文分享了比特币等加密货币挖矿领域概况、支撑挖矿的基础硬件、行业生态，并深入探讨了该领域的收入和市场规模。

截至 2019 年 7 月，比特币矿工平均年收入超过 60 亿美元（包括挖矿奖励和交易手续费）。

在加密货币世界中，保护比特币和其他加密货币网络安全的底层硬件和挖矿活动是一个经常被忽视的市场。 然而，采矿与贸易相结合是产生可观利润的核心市场之一。

在这篇文章中，我将分享比特币和其他加密货币挖矿领域的概况、支持挖矿的基础硬件、行业生态，并深入探讨该领域的收入和市场规模。

加密货币挖矿原理介绍

工作量证明（挖矿）是指向比特币区块链添加新交易并就这些交易的正确顺序达成一致（共识）的过程。 关于这个过程，我最喜欢的一个类比是把它想象成一个数独游戏（注意：需要在9*9的棋盘上根据已有数字推导出其他数字，保证每一行，每一列，每1 ~9在粗线设置的九宫格内不重复）。 这是一个需要消耗大量脑细胞才能解决的难题，但是一旦你解决了它，其他人就很容易验证你的答案是否正确。

从本质上讲，矿工（分布在世界各地的计算机）相互竞争以解决一个计算密集型问题，一旦解决，就会验证区块链（以及打包在区块中的交易）是否可以产生下一个区块。 第一个解决难题的矿工获得区块奖励（“coinbase 奖励”+ 交易费用）。 一旦创建了一个新区块，网络中的所有矿工都可以验证该区块的正确性，然后进入竞争以解决下一个区块的难题。

矿工在比特币和区块链生态系统中的作用

世界各地竞相解决下一个难题的所有计算机都是挖矿生态系统的参与者。 聚合计算资源是为比特币提供基本安全保障的核心要素之一。

通过这个网络星火矿池挖以太坊，比特币用户可以期待：

作为回报，矿工将收到新开采的比特币（“Coinbase 奖励”）和区块中每笔交易的费用。 如果用户希望他们的交易及时被包含在比特币区块链中，他们可以自愿增加他们为交易支付的费用。

挖矿硬件 在比特币网络的早期，使用消费级 CPU 来挖比特币是有利可图的。 然而，比特币网络已经发展到今天的规模，这样做已经不切实际了。 目前，比特币生态系统中的矿工由专用集成电路 (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) 是矿机的主要形式。 还有许多加密货币使用与比特币相同的哈希算法（SHA256），它们也与比特币的 ASIC 矿机兼容。

挖矿生态系统图 下面是从芯片到终端用户的挖矿生态系统全景图：

Foundry 台积电和三星是生产用于所有挖矿硬件的硅芯片的两家核心半导体制造商。 尤其是台积电，在芯片组供应链中占据主导地位。 例如：Nvidia、AMD、Xilinx、比特大陆、嘉楠耘智都以台积电为核心产线。

* Samsung Foundry 隶属于三星电子

Pack, Test, Assemble 芯片生产出来后，需要对其进行测试、单片化、封装成最终芯片，然后再进行测试。 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 ASE Group（台湾）和 Amkor Technology。

公司

市场价值

客户

评论

日月光集团

180亿美元

英伟达、AMD

总部位于台湾

安靠科技

18亿美元

未知*

总部位于美国

硅制品 (SPIL)

40 亿美元（收购）

被日月光集团40亿美元收购

* 大多数 IC 公司不披露其 OSAT 供应商。

设计和销售芯片的集成电路设计和制造公司通常被称为无晶圆厂芯片公司（制造本身由代工厂和 OSAT 公司处理）。 对于 GPU，排名前两位的制造商是 Nvidia 和 AMD。 而对于 FPGA，顶级制造商是 Xilinx。 专用于加密货币挖矿的ASIC芯片，排名前三的厂商分别是比特大陆、嘉楠耘智和穿山甲矿机（神马系列）。 制造商）。 除了这三类厂商之外，这个行业还有一些其他的IC设计公司，包括：Ebit、Innosilicon、Bitfury、Obelisk等。

* Nvidia 和 AMD 为所有用例生产 GPU，而不仅仅是采矿。

** Jon Peddie Research 的市场份额估计。

*** 比特大陆和嘉楠耘智在港交所上市失败后的最终估值。

**** 估值基于与主要矿商的对话和早期的 IPO 文件。

矿机和矿芯片生产出来后，就可以用来挖加密货币了。 ASIC 芯片被设计为只能挖掘一种挖掘算法（通常是 SHA256 或比特币），而 GPU 则更加灵活。 矿工包括：使用单台机器挖矿的人、小型挖矿作业（5-10 台机器）、中型矿场（10-100 台机器）、大型矿场（100-1,000 台机器）到工业规模矿场（1,000+机）。 迄今为止，我听说过的最大的矿山在多个地区运行多达 100,000 个钻井平台。 除了设计芯片，一些厂商自己也参与挖矿（比如比特大陆、嘉楠耘智、穿山甲）。 比如比特大陆每个月都会公开自己的挖矿情况。 大小矿工都可以加入一个矿池（后面详述），如果矿池规模够大，也可以单独挖矿——只汇集自己的算力直接找区块，不混算算力。其他矿工。 * 有争议的一点是，挖矿芯片的制造商可能会在出售之前先将其用于挖矿。 但是，如果您确实有一台可以产生利润的设备，那么您没有理由将其闲置在仓库中，还不如将其用于挖矿后再出售。

矿池（单币种和多币种） 对于个人到非工业级别的矿工，加入矿池比单独挖矿更经济。 一个矿池汇集了众多矿工的算力，使得每个矿工的收益曲线更加平滑。 矿池负责优化所有算力，运行挖矿程序，收集和分配奖励，并为这些服务收取额外费用。 有一些矿池专门挖掘特定的加密货币（例如Spark Pool，专注于Ethereum和Grin），而其他矿池则建立了各种矿池，涵盖了所有主要的加密货币（Ant Pool，F2Pool，Coinin Pool，Slushpool ， ETC。）。 所有这些矿池最初都专注于挖掘一种加密货币（通常是比特币），后来扩展到涵盖所有形式的加密货币。 关于矿池如何运作，我最喜欢的类比之一是将其视为办公室彩票池。 通过汇集大家购买的彩票，每个人（矿工）都有更好的机会赢得奖励。 但是，使用矿池就意味着信任矿池——每个人都有准确的算力份额和合理的收益，由矿池记录和分配。 为了提高透明度，有像 PoolWatch 这样的服务可以跟踪和比较来自不同矿池的报告。

矿池

市场份额

开采的加密货币

评论

蚁池

比特币算力的34%

BTC、BCH、LTC、ZEC、ETH 和其他加密货币。

比特大陆拥有 AntPool 和 BTC.com 矿池，因此将它们合并在本栏目中。

鱼池

比特币算力的13%

BTC、LTC、ETH、ZEC、Grin、XMR 和其他加密货币。

印币池

比特币算力的9%

BTC、BCH、BSV、ZEC、LTC 和其他加密货币。

泥潭

比特币8%的算力

比特币和零币

星火池

25% 的以太坊算力

ETH、Grin、Beam

除了直接挖矿，算力市场中的矿工还可以将自己的算力出售给他人。 现实中也存在这样一个买卖算力的市场——目前最大的市场是NiceHash。 此外星火矿池挖以太坊，还有一个较小的点对点算力市场：Mining Rig Rentals。 在这些市场中，人们可以同时出售他们的计算能力和/或购买计算能力——任何加密货币的任何算法。 尽管人们购买算力的原因有很多，但其中一个主要原因是购买算力是拥有加密货币的入口。 很多时候人们用算力来炒作各种加密货币——比如想购买适合 SHA256 的算力来挖 BSV 而不是比特币（真的很划算。。。）

云挖矿 云挖矿是直接买卖的算力合约，消费者无需接触任何硬件。 有点类似于上文提到的算力市场，通常由一个中心化的提供商运营。 该领域最大的两家公司是 Genesis Mining（美国）和 Bitdeer（亚洲）。 同样类似于上面提到的，人们使用云挖矿服务的主要原因之一是购买算力作为获得加密货币的一种方式。 通过这种方式，人们可以使用法定货币直接购买比特币或其他加密货币，而无需通过交易所。

智能矿机 智能矿机是最近兴起的一个新品类。 挖矿是一项复杂的工作，需要参与者了解硬件、网络、能源、计算能力预测和特定算法的优化等。而且，随着新加密货币的创建和旧加密货币的创建，所有这些因素每天都在不断变化死。 像Honeyminer这样的智能矿工软件旨在同时优化上述所有因素，让普通消费者和专业人士可以通过自己的算力获得尽可能多的利润。 还有另外两个类似的产品——HashFish 和 Cudo Miner。 在短时间内，这些产品已经在供给侧聚集了可观的算力。

挖矿市场规模和收入按年计算，加密货币挖矿行业每年产生超过80亿美元的利润。

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费用。 根据CoinMetrics于2019年6月25日发布的最新挖矿奖励数据，以下是挖矿行业每周、每月、每年的挖矿收益。

资产

资产

挖矿月收入

挖矿年收入

比特币

1.39亿美元

5.56亿美元

660亿美元

以太坊

2800万美元

1.12亿美元

130亿美元

莱特币

1400万美元

5600万美元

6.72亿美元

比特现金

500万美元

2000万美元

2.4亿美元

零现金

400万美元

1600万美元

1.92亿美元

全部的

1.86亿美元

1.44亿美元

890亿美元

在加密货币挖矿领域，比特币仍然占据统治地位，仅比特币网络就产生了 75% 的挖矿收入。 这也符合比特币今天（2019 年 7 月 1 日）占据主导市场份额的情况。 根据 CoinMarketCap 的数据，比特币占市值的 60%。 但是，挖矿行业产生的整体利润与其挖出的加密货币价格直接挂钩，因此会反过来直接影响加密货币市场（因此，华尔街很难理解这个行业的公司）。 下面将对其进行详细描述。

了解采矿业的盈利能力 采矿业参与者的总体利润、成本和盈利能力受到几个关键因素的影响。

资本支出（Capex） 矿工的主要资本支出是矿机本身的成本加上运行机器所需的所有设施/建筑物。 例如，如果你想以零售价购买 10,000 台比特大陆最新生产的 Antminer S17，则需要 1600 万美元。 大型矿工可以特价购买。 但是，当矿机需求量大到难以保证供应时，价格优惠幅度就会很小。 这还没有考虑建造设施的成本，这些设施将采矿从业余爱好转变为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力。 例如，如果你 24/7 全天候运行 10,000 台比特大陆 S17 矿机，每千瓦时 (kwh) 0.05 美元，则每天将花费你 36,000 美元（约合每年 1300 万美元）的电费——这只是为了支持矿机的运行。 平均电费取决于矿机的位置和使用的电力来源，差异很大：

矿工的天性促使他们寻找世界上最便宜的能源，这就是为什么 Coinshares 估计为比特币网络提供动力的电力中有 75% 来自可再生能源，主要是水力发电。

除了保持矿机运行所需的电力外，其他持续运营成本包括：冷却、人工、维护、安全和一般设施运营。 一般来说，可以粗略估算不间断运行的成本是用电成本的1.5倍。 以我们上面运营10000台比特大陆S17矿机为例，成本可以粗略估算为： 以上只是粗略估算，只是为了展示矿工需要付出的各种成本规模。 实际成本将完全取决于您所在的位置和您使用的建筑物等。但是，由于我们在下面描述的市场因素，上述成本会不断变化。

市场因素 虽然资本支出和运营成本是矿工可以控制的两个因素，但市场力量在很大程度上决定了挖矿的盈利能力。

矿工成本和可见供应不同于许多传统产品。 矿机厂商（比特大陆、嘉楠耘智、神马矿机等）价格。 当加密货币价格大幅拉长时，矿机本身的价格也会剧烈波动。 疯狂时期，整个二级市场都在抢购更多的矿机，就连老矿机也能翻身了。 通常，总是希望将一台机器的定价接近它在那个时间点可以创造的公允价值。 此外，矿机的供应往往比较有限，尤其是较新的矿机。 继续上面提到的比特大陆S17矿机的例子，这些机器已经被抢购一空。 与团队中的一些人交谈时，他们告诉我他们预计在 11 月初之前不会有足够的补给。

挖矿矿工获得下一个区块打包权的几率与他们的算力在整个比特币网络算力中所占的比例成正比（为简单起见，以比特币为例）。 用最简单的例子来说明，如果你作为矿工，拥有全网1%的算力，那么你就可以期望自己从比特币网络中获得总奖励的1%。 然而，比特币网络的总计算能力总是在不断变化，因此每个矿工的盈利能力取决于有多少矿工加入或离开生态系统。

比特币价格

因为区块奖励直接以底层加密货币支付。 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，奖励的价值直接与比特币本身的价格挂钩。

比特币越有价值，挖矿奖励就越有价值。 要从事挖矿业务，你必须对你正在开采的加密货币持真正乐观的态度，因为你的盈利能力取决于它。

比特币在所有加密货币（第一除外）中占据主导地位的主要原因之一是其透明、公开和公平的发行计划。 从创世块开始，比特币就有一个固定的发行计划，规定了它的发行上限——最多创造2100万个比特币。

挖矿是一种创造比特币并在世界范围内流通的方式，今天的区块奖励是每个比特币 12.5 个比特币； 但是，每开采 210,000 个区块一次，这个数量就会减少。 当第 630,000 个区块被开采时（预计 2020 年 5 月 24 日左右），区块奖励将减少到 6.25 个比特币——也称为减半事件。

一句话总结——比特币的价格和比特币的基本发行计划极大地影响着挖矿本身的盈利能力。

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