挖礦機2018為封測市場帶來多大訂單需求？

1. 比特幣挖礦算力指數級增長，ASIC 晶片異軍突起

比特幣在2017 年內價格暴漲1800%，一度逼近17000 美元，極大帶動了比特幣挖礦熱情。

區塊鏈機制可以理解為一種帳本系統，一段時間內的所有交易及其電子簽名都需要記錄在區塊上，這些按照生成時序連接成而成的區塊鏈也就是系統中所有交易歷史的記錄。

由於交易的不斷產生，系統需要定時生成新的區塊來進行記錄。

根據比特幣的設計原理，全網每10 分鐘左右產生一個區塊，每個新生區塊包含有50 個比特幣，為了限制發行總量，規定每個新生區塊包含的比特幣數量每4 年減半一次，目前為12.5 個。

為了維持安全和穩定，系統會根據全網的求解速度自動調整難度，其算法實現的結果就是「挖取一個新區快所需的期望運算次數」正比於「難度」，並與全網算力呈高度線性正相關。

其結果就是新增算力越多，原有算力成功求解的機率就越低。

比特幣的「算力-難度」平衡機制導致挖礦的競爭等同於算力占比的競爭，比例競爭的特性導致了算力的增長沒有理論上限，只要比特幣價格尚有利潤空間，就可以一直增長下去。

在以上機制和比特幣漲價的共同作用下，比特幣全網算力在2011 年—2017 年間的年增長率分別為72 倍/33 倍/432 倍/35 倍/2.3 倍/3.2 倍/6.5 倍，其中2012 年前的高速增長主要由顯卡挖礦熱潮驅動，而2013 年的跨數量級增長則是由於挖礦專用ASIC晶片在當年下半年投入了市場。

比特幣挖礦算法單一和運算量巨大的特點為ASIC 提供了度身定製的應用機會。

ASIC（Application Specific Integrated Circuit）指的是專用晶片，是為了某種特定的需求而專門定製的晶片。

由於架構和算法可以根據需求定製，ASIC 晶片與通用晶片相比具有體積小、功耗低、計算性能高、成本低的有點。

但是固定算法也極大限制了ASIC的發展空間，缺乏穩定、大量的需求是ASIC 此前面臨的首要問題。

比特幣挖礦潮的到來為ASIC 帶來了空前的發展機遇，挖礦算法具有單一、重複性極強、運算量巨大的特點，高度契合ASIC 晶片的特性，且需求穩定龐大，可以支撐批量生產。

2. 礦機晶片需求旺盛，有望成為中國封測行業新興驅動力

挖礦形式向高度集中化發展極大拉動專用礦機需求。

比特幣挖礦的另一大趨勢是集中化，其背後的推動力是礦池的興起和算力銷售這種全新商業模式的出現。

礦池類似於挖礦界的「基金」，在原有「贏者全得」的規則下，只有算出答案的唯一用戶可以得到獎勵，而礦池的出現則允許多人分配收益：同一個礦池中的算力共同求解，獲得的比特幣按照礦池參與者所貢獻算力的比重分成。

這種模式大大降低了挖礦者的風險，因此成為了當前最主要的挖礦形式。

算力銷售是由礦池衍生出的一種商業模式，礦池運營商負責礦機的採購和運維，通過將算力以Ghash/s 為單位向投資者發售投資者在購買了算力以後，即可按照自己所持算力占礦池算力的比重分享礦池的挖出的虛擬幣。

算力銷售這種商業模式實現了投資的化整為零和設備採購的化零為整，使礦機大規模採購成為可能。

挖礦熱潮成就中國晶片設計黑馬。

世界三大礦機生產商比特大陸、嘉楠耘智和億邦科技均誕生在國內。

其中比特大陸作為全球最大的比特幣礦機生產商，旗下的螞蟻礦機系列年銷量在數十萬台，市場占有率超過80%。

在芯謀研究發布的2017 年中國十大集成電路設計公司榜單上，比特大陸以143 億元的年銷售額躍升第二，成為中國晶片設計業的年度黑馬。

3. 挖礦機拉動封測板塊市場規模測算：2018 年中性預估60 億

從礦機產品本身來看，其最大特點是ASIC 晶片用量巨大，目前主流的比特大陸S9礦機中的ASIC 晶片用量為189 片，嘉楠耘智的A741 礦機中的ASIC 晶片用量為88 片。

且隨著晶片製程提升帶來的功耗降低，晶片用量呈現逐代增大的趨勢。

礦機市場如此火爆，ASIC 晶片用量如此龐大，那麼過去一年中虛擬幣挖礦業務究竟為封測業帶來了多大的市場空間？我們接下來從量價分析和上游代工企業營收兩方面入手進行測算。

首先我們從晶片用量和單片封裝價格入手自下而上進行分析。

由於目前95%以上的比特幣算力都由搭載ASIC 晶片的專用礦機貢獻，因此可以通過算力增長估算礦機ASIC晶片的產量。

2017 年比特幣全網算力增長13Ehash/s(1E=1000P=10^6T=10^9G)，目前主流挖礦晶片為28nm 製程和16nm 製程，單顆算力分別為80Ghash/s和30Ghash/s。

受到工廠產能等因素制約，尚有不少礦機晶片在28nm生產線上進行流片，因此我們取28nm製程晶片占比30%~40%，估算得2017年新增算力對應的晶片用量為2億片—2.2億片。

這裡需要注意的是晶元加工和封裝處於整個產業鏈的中上游，從晶片製造到組裝銷售再到投入使用有一定的延時，因此上述2億片—2.2億片應為2016 年第四季度至2017 年第三季度間的訂單，參考全球算力加速增長的趨勢，我們認為2017 年全年訂單應在3.2 億片左右。

另據嘉楠耘智公開轉讓說明書中披露的信息，公司2017年1—4 月實現銷售額2.53 億元，支出封裝採購成本669.5萬元。

參考其主力產品A741礦機9425元的單價和88片的ASIC晶片用量，對應的晶片總量和單顆封裝費用分別為236萬片和2.84元/片。

由此可得2017年全年礦機晶片封裝市場約為9億元。

再從上游代工企業台積電的營收自上而下進行分析，目前比特大陸和嘉楠耘智的ASIC 晶片均在台積電進行晶圓代工，兩家廠商的礦機市占率合計超過95%，台積電第三季度法說會上表示礦機晶片在第三季度為台積電帶來3.5 億—4 億美元營收，基本可以代表礦機晶片的晶圓代工市場規模。

根據嘉楠耘智在公開轉讓說明書中披露的成本結構，公司晶圓加工全部由台積電代工，封測主要由日月光和JSCK 代工（日月光為主），其採購信息顯示晶片封測支出約為晶圓加工支出的11%。

結合台積電方面公布的礦機晶片代工營收數據，我們估算2017 年三季度礦機晶片的封裝市場約為2.55 億—2.74 億元人民幣。

在將算力增量作為晶片產量的參考，推算2017 年一至四季度的礦機晶片封測市場規模分別為1.19 億元、1.28 億元、2.74 億元、5.48 億元，全年合計10.68 億元。

綜合以上兩種估算方法，我們認為2017 年礦機晶片封測市場總量在9億元—11億元之間。

2017 年全網各季度算力環比增速分別為56%、39%、60%、75%，2018 年初至今算力環比增長已達10%，增長趨勢並未放緩，因此在比特幣價格相對穩定假設下，我們預測2018 年全網算力平均季度環比增速在40%—70%。

另外參考過往ASIC晶片的製程升級間隔，明年會出現10nm 製程的ASIC 礦機晶片，帶來一定的成本變動。

基於以上判斷我們對礦機晶片封測市場進行如下彈性測算，2018 年礦機晶片封測市場規模應在36.3—99.8 億元之間，中性估計在60 億元。

礦機ASIC 晶片普遍採用FC 工藝，預計相當大一批訂單將流入大陸，而根據Yole，2018 年預計FC 全球市場百億美金計，大陸市場25 億美金（不考慮挖礦機市場）。

將深度利好具有FC 產能的公司。

4. 比特幣價格下跌對礦機產業的影響，歌舞昇平下隱憂的提示

首先在我們看來，比特幣作為一種具有金融屬性的資產，波動大，且市場也有較大分歧（摩根大通CEO 在17 年9 月稱將比特幣是一場騙局，並表示將會開除所有交易這種加密貨幣的員工。

但是在今年初他則改口表示後悔）。

另外在我們看來比特幣「去中介化」的本質以及「交易」的功能也似乎存疑，一方面大量比特幣掌握在具有算力的少部分人或團體手中，另一方面比特幣作為交易貨幣似乎既不方便，也不百分百安全（51%攻擊與「double—spending」）。

因此，討論比特幣，與其說是我們的意願，不如說我們「不得不」。

因為現在並不是一年以前了，挖礦機對電子產業鏈已經產生了重大且深遠的影響，比特大陸已經成為了台積電重要客戶，而且去年的元器件缺貨潮在挖礦機熱銷下可能會延續下去。

因此我們有責任對這個市場的出現做出提示，對它產生的影響做出分析。

而封測產業是大陸與挖礦機晶片產業鏈契合度最高，且具有上市公司的板塊，因此本文重點分析。

一個問題是，如果比特幣價格下跌會產生怎樣的影響？我們認為比特幣價格下跌會嚴重影響挖礦機需求，因為挖礦機的需求來源於挖礦收益和成本差值，其中收益主要是比特幣價格，成本主要是礦機成本和電費。

對此我們的基本觀點是，比特幣價格的波動會嚴重影響礦機需求，不排除產生超預期的影響。

但是短期從硬體角度來看我們認為影響有限，原因有二：

（1） 比特幣挖礦目前仍有很大獲利空間。

虛擬幣挖礦的主要成本為硬體成本和電費：以目前市占率第一的礦機廠商比特大陸旗下的主流Antminer S9 為例，單位算力的硬體成本為815 元/Thash·s-1（礦機單價11000元，單機算力13.5THash/s）；單位算力的功耗為100 瓦/ Thash·s-1（整機牆上功耗1350 瓦）；以主要虛擬幣礦場所在地之一的呼和浩特當地電價為基準，推算1Thash/s 算力的全年成本為12 億元。

當前比特幣產量為12.5 個/分鐘，全年總數為657000 個。

2018 年1 月18 日比特幣最新價格為11436 美元/個，對應全年比特幣產值約為486.8 億人民幣，目前全網算力約15ETHash/s，對應全年成本約為182 億人民幣，獲利空間仍然巨大。

（2） 挖礦機廠商對上游訂單一般提前三季度安排。

因此訂單具有較長周期，即使比特幣價格下降對挖礦機產業鏈產生衝擊，我們預估會在三季度後即2018 年底/2019 年初產生影響。

因此，我們提示投資者挖礦機需求確實具有較強的不確定性，價格的波動會影響整個產業鏈的態勢，但是我們認為在挖礦有較強獲利可能的背景下，對於挖礦機的晶片需求是較強增長的，即使價格暴跌至挖礦無利可圖，挖礦機需求驟減，也可能在2018 年底會產生較明顯的衝擊。

更為深遠的意義在於，通過大陸挖礦晶片公司的崛起，我們應該重新審視大陸半導體產業鏈所處的市場地位。

根據芯謀研究的數據，大陸礦機龍頭【比特大陸】已經成為僅次于海思的第二大晶片Fabless 廠商，10nm 晶片訂單超過海思，且是【台積電】的重要客戶，背後的深意在於大陸晶片設計正如同其他領域一樣快速崛起，尤其是人工智慧領域有實現彎道超車的可能性，再用傳統靜態眼光審視大陸半導體產業鏈相信未來幾年將會越來越不合時宜。