疯狂比特币，国内近20家挖矿芯片厂

近年来比特币和区块链的火爆极大地带动了比特币挖矿热潮，也催生了一批比特币ASIC芯片和矿机厂商，其中中国厂商最为先进。据报道，全球90%的比特币矿机都是由中国厂商生产的，其中比特大陆最为抢眼。据 Simmou 研究分析师顾文军介绍，2017 年比特大陆芯片销售额达到 143 亿元人民币，成为仅次于华为海思的中国第二大 Fabless。

尽管比特币在过去一年经历了火箭般的增长比特币生产采用了什么技术，价格几乎减半，但中国的挖矿热情并未减弱。顾文君昨天在朋友圈透露，国内从事比特币ASIC芯片研发的厂商有近20家。如此风起云涌，势必在今年继续影响半导体产业链，但到底会走向何方？

晶圆厂和 P&T 继续受益

根据比特币“挖矿”的既定原则，算力越大，可以挖出的比特币就越多，因此算力成为矿机的根本追求，推动了高算力芯片的发展和需求。以比特大陆主流的蚂蚁S9为例。这台售价近2万元的矿机采用189颗BM1387，采用台积电16nm FinFET工艺制造。考虑到全网巨大的“挖矿”算力，意味着有大量的矿机在运行，这给芯片厂商和封测厂带来了巨大的收益。

首先看代工厂。

据介绍，台积电占全球挖矿ASIC订单的90%。香港 Sanford C. Bernstein & Co. 分析师 MARK Li 也表示，2017 年，比特币挖矿芯片业务约占台积电收入的 3-5%。由于台积电去年的总营收为330亿美元，这意味着比特币芯片业务为台积电带来了超过10亿美元的营收。这与相对强劲的 iPhone 对台积电收入的贡献是一样的。考虑到目前比特币供不应求的情况，这样的表现是惊人的。

台积电的巨额利润让代工行业的另一大玩家三星眼红，积极投身其中。

据韩国媒体《韩国先驱报》2017年12月报道，三星与俄罗斯比特币矿业公司Baikal签订了供应14nm ASIC芯片的合同。样品已经过测试，将于 2018 年 1 月开始量产。

近日，韩国媒体 The Bell 透露，三星电子已与一家中国矿机硬件制造商签订代工合同，以进一步扩大其比特币芯片代工业务。如此一来，T与S的竞争将从手机处理器、高性能计算进一步推进到挖矿芯片领域。

对于密切相关的封测行业，也有很大的激励作用。

根据海通证券的分析报告，单包矿机芯片的成本应该是2.84元/片。过去2017年矿机芯片对封测行业的月收入为1.19亿元，1.28亿元，2.74亿元，5.@ >48亿元，全年合计10.68亿元。

供应商方面，据业内知名人士透露，华天和日月光是比特大陆的主要包装供应商。前者的矿机芯片日出货量为每天120万颗，而日月光的日产量为每天500颗。如果按照海通证券的价格计算，这颗突如其来的筹码带来的收益还是非常可观的。至于嘉楠耘智，根据其公开转让规范中的成本结构，他们所有的封装和测试都是OEM和JSCK（基于ASE）。

海通证券表示，由于矿机ASIC芯片普遍采用FC技术，预计将有相当数量的订单流入大陆，这将对长电科技、华天科技、和同富微电子。

对于 2018 年的趋势，MARK Li 表示，挖矿芯片很可能会增加台积电 30% 或更多的收入贡献。海通证券也认为，今年将出现12nm工艺ASIC矿机芯片，这将带来一定的成本变化。2018年矿机芯片封测市场规模应在36.3-99.8亿元之间，中性预估60亿元。

对国内IC设计行业的影响

说到这方面，我们先来了解一下比特币矿机ASIC的设计特点。据《半导体行业观察》专栏作家李飞在《比特币凶猛，但70%矿机ASIC公司面临被淘汰的命运》一文中表示：

在矿机ASIC领域，最重要的两个指标是算力和能效比，是决定挖矿利润的关键因素。所谓算力是指每秒可以执行的哈希算法的数量，通常以每秒哈希数（H/s）表示。目前，高端矿机（包括多个芯片）可以达到10TH/s量级的算力。能效比是指消耗单位能量的芯片所能执行的哈希数，以焦耳/哈希（J/H）表示。

至于具体的操作，矿机的整体系统，简称为异构计算系统。主处理器通常运行一个简单的操作系统。一方面可以与用户进行交互，另一方面负责为加速器（加速器）安排任务，由加速器完成计算，然后将结果上报给主处理器。李飞强调，总之，矿机ASIC的关键指标是算力。

按照他的观点，在设计矿机ASIC时，我们可以从微架构和系统层面入手：

从微观结构来看，最重要的是如何设计流水线和并行处理架构，避免哈希算法计算中的某个环节成为系统性能的瓶颈。此外，内存访问也是微架构的考虑因素。

从系统的角度来看，就是增加集成度。在具有大量计算单元的单芯片中使芯片无限大在理论上是可行的。但是比特币生产采用了什么技术，在现实中不这样做有两个重要原因。一是散热问题。芯片热量随芯片面积呈幂律增加。当芯片过大到一定程度时，冷却系统就不能满足需求。二是产量问题。随着芯片面积越来越大，保证高良率将是一个极其困难的问题。因此，目前提高集成度的方法是在能够保证散热和良率的情况下，将芯片做得尽可能大，同时在一台矿机中集成尽可能多的芯片。

李飞表示，由于比特币ASIC主要是数字逻辑，对半导体技术的需求主要是高速数字逻辑，所以矿机ASIC在全球高速数字方面可以说是我国半导体产业的重大突破。筹码。像比特大陆这样的中国公司在技术上走在了世界前列，这是一件值得庆祝的事情。即使未来比特币不成为主流，以比特大陆为首的矿机ASIC公司积累的高速、强大的ASIC也将成为中国半导体领域的宝贵财富。

未来将走向何方？

从目前的情况来看，挖矿狂潮对整个半导体行业和中国半导体行业都是利好，但因为比特币乃至数字货币存在很大的不确定性。例如，《纽约时报》作者保罗克鲁格曼最近写了一篇题为《泡沫、泡沫、欺诈和麻烦》的文章，指出：

"

这是一个泡沫，但它也是一种狂热的信念，即新进入者被灌输了对邪恶政府窃取其所有资金的偏执幻想（相反，私人黑客窃取的大多是现有的加密货币代币）。对比特币持怀疑态度的记者告诉我，没有哪个话题能像比特币那样产生如此多的仇恨邮件。

所以，不，我的理发师不应该买比特币。它肯定会失败，而且这一天越早越好。

"

当然，也有不少分析师对比特币的未来充满信心。不过，考虑到全球多地政府对虚拟货币的不信任，或许有一天，它们真的会面临大打压。此次对产业链有何影响？

对于制造和封测厂来说，考虑到目前业界对半导体行业的乐观态度，目前高性能芯片的发展需求，以及矿机芯片业务的整体影响力还是不够的，相信即使真的一日崩塌，对于封测和厂商来说，这也是蜉蝣，摇不动大树。

说到矿机ASIC厂商，按照强者为强的原则，或许对于大多数厂商来说，这将是一场灾难。不过，对于比特大陆和迦南这两位先行者来说，他们似乎已经为 AI 做好了二手准备。

2018 年 1 月上旬，比特大陆正式发布了 AI 专用芯片 BM1680。该芯片微架构支持FP32浮点预算，浮点峰值性能2TFlops，峰值功耗41W，平均功耗25W。具体定位为“面向深度学习的张量计算加速处理器”，适用于CNN/RNN/DNN等人工神经网络的预测和训练。据他们介绍，BM1680的后续芯片已经进入研发阶段。BM1682于去年12月流片成功，BM1684将于2018年9月流片，其中BM1684预计2018年第四季度量产成功，性能指标将达到6T算力， 30W功耗，并且还支持FP16、INT8等低精度计算。台积电提供的最新12nm工艺也将被使用。这些产品将支持人脸检测、行人检测以及属性分析和人脸识别。

至于迦南，据悉，2017年12月19日，他们已经预发布了全球最早的人工智能边缘计算芯片KPU。新发布的KPU芯片集成了人工神经网络和高性能处理器，将应用于自动驾驶、语音交互、智能家居物联网终端和图像识别，为未来社会生活提供全方位的人工智能应用服务。使云端的计算能力在边缘完成，节省带宽和能源，实现计算本地化，保护隐私。高难度的人工神经网络将不再是云计算的专利。

半导体行业观察到，对于像矿机ASIC这样从某种爆款产品进入市场的集成电路厂商来说，居安思危、未雨绸缪，是做长远生意的基础，否则它会迅速改变。市场，早起，赶上迟到的市场。

今天是《半导体行业观察》为大家分享的第1486期，欢迎关注。

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