聚焦「礦機」之火爆,行業軍備競賽已使ASIC礦機晶片訂單占台積電10%收入

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聚焦「礦機」之火爆,行業軍備競賽已使ASIC礦機晶片訂單占台積電10%收入

(一)礦機火爆,已創造現象級行業巨頭

2017年比特大陸晶片銷售額達到了驚人的143億元人民幣,僅次於華為海思,成為中國第二大的IC設計公司,這是2018年中國半導體行業「現象級」的事件,儼然成了台積電的大客戶。

為其晶片代工的台積電因此獲得的營收超過15億美元成為拉動台積電收入增長的主要來源,這個數字已經超過海思麒麟970手機晶片帶來的收益。

即便如此礦機ASIC晶片收入占比還在急速上升,相關的4億美元營收占到了第三季度總營收5%,預計4季度將達到10%,TSMC財務發言人何麗梅更是在今年第三季度的財報的評論中表示,「TSMC財務收入得益於強勁的客戶需求,包括加密貨幣礦機晶片,而所有來自大陸的所有16nm製程為主比特幣晶片(包括GPU晶片)營收已經占到20%

台積電已經計劃用更先進的10nm
製程技術代工比特幣晶片。

就在這幾天,又一家半導體代工巨頭三星也由韓國媒體The Bell披露,三星從本月末開始已在量產專門用於比特幣等加密貨幣挖礦的ASIC(專用集成電路)晶片,採購商為中國的一家採礦設備供應商。

(二)透視礦機行業前世今生--區塊鏈、ASIC礦機、人工智慧、比特幣、算力

1.緣起比特幣17年井噴暴漲行情

以比特幣為首的數字加密貨幣價格暴漲。

比特幣是最先誕生的數字加密貨幣之一,也是目前市場最大的數字加密貨幣,基於中本聰的思想設計開發,獲取途徑「挖礦」就是通過算力處理一些複雜的計算。

2017年全年,比特幣一路飆漲了1800%,一度逼近17000美元。

2.虛擬區塊鏈加密貨幣火爆,催生「算力」軍備競賽

隨著全網算力的快速提升,挖礦難度也隨之增加,數字加密貨幣驅動算力市場爆髮式增長。

晶片升級換代,礦機進化引發新一代「軍備競賽」。

比特幣的發展歷史其實也是礦機更新換代的過程,不斷增加的能耗投入在提高全網算力的同時,也逐步提高了「哈希函數」的解題(即挖礦)難度。

全網礦工挖礦從最初的 CPU 挖礦逐步進化到 ASIC 專業礦機挖礦,,積極推動著全網算力的提升。

截至2018年2月1日,全網算力約為20EH/S。

,預計到2018年底全網算力將達到100 EH/S。

3.「算力」軍備競賽催生算法晶片疊代,ASIC智能晶片需求爆發

從經濟性角度考慮,影響挖礦收益率的因素主要是比特幣價格、礦機的算力和用電價格。

在價格不可控和用電價格一定的基礎上,更低單位算力能耗的礦機晶片成為行業競爭的焦點。

比特幣區塊鏈計算設備的晶片經歷了四個階段:CPU(20MHash/s)→GPU(400MHash/s)→FPGA(25GHash/s)→ASIC(3.5THash/s)→大規模集群挖礦(3.5THash/s*X

與同等工藝的 FPGA 晶片相比,ASIC 晶片的執行速度更快,大規模部署生產的成本也比FPGA 晶片低廉。

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。

在礦機系統中,由於算法任務非常單一(即哈希算法),基本無須分支預測、規劃等複雜控制調度,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。

以比特大陸的系統為例,主處理器部分使用的是2012年Xilinx的Zynq系列FPGA,其中包含兩個ARM A-9核,另有部分FPGA邏輯可供手動配置。

相對於主處理器使用的是5年多前的技術,其加速器(礦機ASIC)則使用的是最新的技術,使用16nm工藝實現。

這也是礦機系統「控制簡單,計算強大」的極好體現。

礦機是快速疊代的產品,其整合了大量的ASIC晶片,每年比特大陸的礦機銷量在數十萬台以上,每台礦機要用上百顆ASIC晶片,例如其一台螞蟻礦機S9就要使用189個ASIC晶片。

(三)中國礦機晶片生產商占儘先機

中國的礦機公司目前已經壟斷了全球的礦機市場。

其中比特大陸市占率為 80%左右,已經成為全球礦機寡頭,緊隨其後的嘉楠耘智市占率為15%左右(即將登陸新三板),加上億邦股份等公司,中國的礦機企業已經占據了全球 95%以上的市場。

嘉楠耘智16年凈利潤僅為224萬,2017年達到3個億,而比特大陸2017 年營收為 143 億元,旗下的螞蟻礦機系列年銷量在數十萬台異軍突起,躍居為僅次于海思的中國第二大晶片設計公司,成為全球 IC 設計行業的一個現象級巨頭。

一套完整的挖礦設備主要包括:電腦、AUC、礦機、樹莓派及若干連接線。

設備的連接順序為網線——樹莓派——MicroUSB 連接線——AUC——4PIN 連接線——礦機和電源。

比特幣挖礦發展至今,已基本實現大規模集群挖礦,各礦池間的競爭成為目前的主旋律。

(四)2018年礦機瘋狂大機率續寫,將帶給半導體代工商與封測商巨大利潤

海通證券名為「挖礦機2018為封測市場帶來多大訂單需求?」的報告對2018年ASIC礦機晶片將對封測市場帶來多少實際收入進行了估算。

通過對於2018年全網算力需求估算得 2017年新增算力對應的晶片用量為3.2億片上下將帶給封裝市場約為 9 億元。

另外海通證券還通過台積電對於礦機晶片的代工數據進行了測算加以佐證,

因為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%,所以台積電披露的礦機晶片代工訂單數據基本可以代表礦機晶片的晶圓代工市場規模。

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,晶片封測支出約為晶圓加工支出的 11%

在將算力增量作為晶片產量的參考,全年礦機晶片代工將帶給封測公司10.68 億元實際收入。

這兩種計算模式還沒有計算明年會出現 10nm 製程的 ASIC 礦機晶片所帶來的新增量,我國半導體封裝行業目前處於全球領先地位,以日月光、Amkor、華天科技、長電科技、通富微電等16nm先進的ASIC主流晶片Flip Chip封裝工藝。


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