2021 Q1 區塊鏈礦業研究報告_比特幣

要點總結

1.產能有限自2020年1月，比特幣價格暴漲超過600%；但算力漲幅最高僅為約55%。由于礦機產能有限，相較于價格上漲，比特幣算力增長速度較為緩慢。從2020年開始，其算力峰值也只達到了174EH；

2.邊際收益較高價格暴漲和礦機產能限制使得比特幣挖礦利潤率極高，且部分淘汰礦機已經可以重新開機；

3.網絡擁堵伴隨著市場的火熱，比特幣擁堵的程度也有所增加。21年至今礦工收入中交易手續費占比已經達到11%，峰值接近30%。比特幣交易費的中位數也從不到1美元發展到現在的約10美元；

4.ASIC與GPU礦機礦業市場仍以ASIC礦機為主流,以太坊挖礦仍以GPU礦機為主；

5.礦機制造2020年至今，比特幣礦機仍為主流，新發售礦機主要來自Bitmain、MicroBT與Innosilicon三家；隨著以太坊市場的發展，頭部礦機廠商亦開始在以太坊礦機方向發力；

6.挖礦收益總體來看，以太坊挖礦平均回本周期為100.67天，平均年化收益率為457.7%；與之相比，比特幣挖礦平均回本周期為148.75天，平均年化收益率為307.75%，低于以太坊挖礦收益率；對比比特幣與以太坊挖礦，盡管以太坊挖礦收益率更高，但以太坊礦機價格普遍昂貴，前期投入遠高于比特幣礦機；

7.礦池市場格局基本固定相較于去年第一季度，比特幣算力的中心化水平基本保持不變，全網前四大礦池依然占有超過一半以上的算力；Binance與Huobi在礦池方面有所突破，Binancepool的礦機最為先進；

8.“瘋狂”越來越多上市公司進入挖礦產業，幾乎所有的上市公司股價與比特幣的價格變化呈正相關。隨著2020年四季度以來比特幣的大幅上漲，這些公司的股票也隨之上漲。有些公司的股價變化甚至接近比特幣的十倍，相較比特幣的價格波動更加“瘋狂”。

1.熱點事件

1.1行業信息

①2020年12月，凜炙推出新型以太坊ASIC礦機Phoenix，其算力達到2600Mh/s,為目前市面最強以太坊礦機；

②2021年2月，第九城市宣布，宣布與一家Filecoin礦機服務商簽署了一項1000萬美元的合作框架協議，以現金方式購買Filecoin礦機服務器集群及技術服務。

③2021年2月18日，英偉達(NVDA.US)宣布，將發布專門用于挖掘第二大加密貨幣以太坊的一系列新的芯片。這種新型芯片被稱為CMP，其全稱是CryptocurrencyMiningProcessor，即數字資產挖掘處理器。英偉達的發言人稱，首批芯片將于3月上市。

2022年度十大科技熱詞出爐：元宇宙、Web3.0在列:金色財經報道，近日，百度沸點聯合鳳凰網科技發布了“2022年度科技熱詞”，分別是元宇宙、Web3.0、數字藏品、量子糾纏、數字人、AIGC、數字經濟、光刻機、計算生物學、碳中和。

其中，鳳凰網科技重點評論了“元宇宙”概念：充滿無限可能的“元宇宙”躍居年度科技熱詞榜首，作為一種新興業態，元宇宙技術不僅將成為下一代生產力工具，也將推動數字化時代逐步進化到“元宇宙時代”。[2022/12/27 22:09:42]

④2021年2月，比特幣礦業公司NorthernData計劃在美國上市，籌集5億美元資金。該公司總部位于法蘭克福，在德克薩斯州羅克代爾擁有世界上最大的數字資產采礦設施，預計2021年年底總裝機量達到100萬千瓦。

1.2政策熱點

①2021年1月，甘孜藏族自治州人民政府辦公室印發《甘孜州州級工業集中區評定辦法》和《甘孜州工業集中區建設指南》的通知，引導比特幣挖礦逐漸轉型為分布式云計算中心，逐步打造集數據生產、匯聚、處理、交易、應用于一體的數字經濟全產業鏈。

②2021年1月，伊朗沒收了大約4.5萬臺非法使用補貼電力的比特幣礦機。伊朗國有電力公司Tavanir負責人MohammadHassanMotavalizadeh表示，這些礦工以超便宜的價格消耗了每小時95兆瓦的電力，總消費相當于一個人口超過50萬人城市的電力使用。

③巴基斯坦開伯爾普什圖省已通過一項決議草案，宣布數字資產和數字資產挖礦合法化。省議會成員SumeraShams博士表示，此舉將使巴基斯坦在世界數字化競爭中處于更好的位置。當地政府已經決定建立兩個比特幣礦場并且批準創建數字資產資金。

④美國肯塔基州立法者提交關于與數字資產商業開采稅有關的一項草案，建議通過對直接使用的個人有形財產和用于數字資產商業開采所用電力免收銷售和使用稅，以吸引數字資產挖礦企業。

2.市場總覽

2.1比特幣市場與全網算力

“自2020年1月，比特幣價格暴漲超過600%；但算力漲幅最高近55%

自2020年第四季度比特幣迎來了高光時刻，市場也終于進入了備受期待的牛市。傳統機構對比特幣的認可是比特幣價格上漲的關鍵因素。

2020年1月開始，比特幣從7000美元經歷312大跌至4000美元左右，隨后從四季度開始高速上漲。30天平均ROI也從20年四季度開始處于絕對正值范圍，并且在2021年1月達到最高值，超過100%。

比特幣30天移動ROI，來源：CoinMetrics，TokenInsight

數據：2021年，機構加密托管公司融資超30億美元:12月26日消息，據The Block Research數據顯示，專注機構市場的加密托管公司在2021年經歷了資金的顯著增長，2021年這些公司融資超30億美元，主要代表如Anchorage融資3.5億美元融資、Ledger融資3.8億美元融資、Fireblocks融資3.1億美元融資以及Copper融資5000萬美元。

The Block表示，到2022年，對數字資產托管的投資可能會以增強的服務產品和持續創新數字資產托管技術的形式取得成果。隨著BBVA、紐約梅隆銀行和美國銀行等傳統金融機構直接或通過與現有托管人合作，進入或擴展其數字資產產品，加密托管行業將繼續增長。（the block）[2021/12/26 8:05:21]

受價格影響，比特幣算力整體處于波動上升的水平。但由于礦機的產能有限，相較于價格上漲，比特幣算力增長速度較為緩慢。從2020年開始，其算力峰值也只達到了174EH。

比特幣價格與算力變化，來源：CoinMetrics，TokenInsight

比特幣價格與全網算力走勢，來源：CoinMetrics，TokenInsight

2.2礦工邊際收益

“價格暴漲和礦機產能限制使得比特幣挖礦利潤率極高，且部分淘汰礦機已經可以重新開機

TokenInsight通過引入兩個指標分析礦工收益，分別是礦工邊際收益和礦工邊際生產成本。礦工邊際生產成本計算公式如下：

其中BlockReward表示每日比特幣網絡產生的區塊獎勵；Hashrate為哈希算力；PowerEfficiency為算力功耗；Electricity為電價；OperationCosts為經營成本。此公式展示挖出1個比特幣礦機的生產成本。礦工邊際收益是價格扣除生產成本后的部分。

礦工邊際收益保持在70%，市場大跌時降至45%，后恢復至65%。

邊際生產成本在減半后維持在$4,000-$5,000左右，隨著算力和難度的上漲，價格最高達到接近$8,000。相比之下由于礦機產能有限，收益率依然很高。

比特幣邊際生產成本與邊際收益，來源:TokenInsight

舊礦機以S914T為例，在比特幣第三次減半后已經完全不能開機，但是隨著比特幣價格的上漲，利用淘汰的礦機挖礦依然能夠處于盈利狀態。

比特幣邊際生產成本與邊際收益，來源：TokenInsight

“使用比特幣正在變得“昂貴”

杭州市發改委發布2020年第一批委托課題招標，包含區塊鏈課題:金色財經報道，4月27日，杭州市發展和改革委員會發布2020年第一批委托課題招標公告，招標課題包含推動杭州區塊鏈發展路徑研究。該課題要求聚焦區塊鏈技術難題，形成調研報告與解決思路。調研區塊鏈技術在教育、就業、養老、精準脫貧、醫療健康、金融、商品防偽、食品安全、公益、智慧交通、電力能源等領域的應用場景，以應用促研究，以應用促發展。形成杭州區塊鏈發展路徑研究的研究報告，為杭州打造“中國區塊鏈之都”的決策提供技術支持。該課題研究經費18萬元。[2020/4/27]

正如我們在2019年的礦業年度報告所說，比特幣網絡需要變得昂貴起來，需要變成“奢侈品”。伴隨著市場的火熱，比特幣擁堵的程度也有所增加。21年至今礦工收入中交易手續費占比已經達到11%，峰值接近30%。比特幣交易費的中位數也從不到1美元發展到現在的約10美元。

礦工收入之手續費占比，來源:CoinMetrics，TokenInsight

從2020年開始礦工在大部分時間內都在存積比特幣。但是在比特幣突破兩萬美元后，礦工開始大量出售比特幣。到21年2月，礦工的出售行為開始減緩。其原因可能在于看到比特幣上漲的速度超過預期，對比特幣的未來又有了新的期待。

礦工的比特幣“凈頭寸”，來源：Glassnode

“礦機產能有限，挖礦的高收益將繼續持續一段時間

即使比特幣價格大幅上漲，受限于礦機產能，算力上漲也十分有限。這使得挖礦又變成了一門十分賺錢的生意。礦機目前在廠商中已無現貨，礦機期貨也已經排到了半年以后。二手礦機的價格現在已經是出廠指導價格的約三倍。

在市場對比特幣未來處非常樂觀態度的情況下，比特幣的賣盤壓力將十分有限。越來越多的上市公司開始對比特幣做出自己的布局。部分上市公司如特斯拉直接購買比特幣作為投資儲備；而部分公司則通過購買礦機，或者直接收購礦池的方式進軍比特幣挖礦行業。

比特幣的快速上漲使得大量長時間持有的普通用戶獲得了“解套”的機會，而計劃進場的普通用戶可能在等待“回調”的機會，甚至可能從兩萬美元已經等到了如今的五萬二美元。在上述礦工也在出售比特幣的情況下，最終比特幣的歸屬都會流向少部分富裕的個人投資者和機構投資者手中，這些投資者通常選擇長時間持有，這也是我們看到交易所比特幣正在不斷凈流出的原因之一。

3.礦機

3.1芯片

“礦業市場仍以ASIC礦機為主流,以太坊挖礦仍以GPU礦機為主

目前，礦業市場上以GPU礦機和ASIC礦機為主流礦機，CPU礦機和FPGA礦機占比較少，主要集中于山寨幣挖礦領域。從主流幣種角度看，由于BTC挖礦成本不斷攀升，GPU礦機基本從BTC挖礦市場消失，GPU挖礦已全面轉向以太坊挖礦市場。GPU礦機支持多種幣種挖礦，ASIC礦機則以BTC及BTC分叉幣種挖礦為主，各有優劣。隨著以太坊市場的不斷擴大，數種針對以太坊的ASIC礦機亦已經出現。

聲音 | Jimmy Song：預計比特幣的市值占比將在2020年底超過75%:比特幣核心開發者Jimmy Song在推特發布其關于2020年預測的第1部分：1. 比特幣的主導地位（即市值占比）將在年底達到75%以上；2. Taproot將在沒有太大爭議的情況下被激活；3. 比特幣價格的頂部和底部差異至少為100%；4. 減半將是主要的敘事。[2019/12/31]

ASIC礦機算法支持數量分布，來源：ASICMinerValue，TokenInsight

礦機芯片對比，來源：電路城，TokenInsight

ASIC作為滿足某種特定的需求而專門定制的芯片，在性能、體積、功耗上遠比FPGA和GPU有優勢，因此采用Ethash算法并突破4G內存限制的ASIC礦機在進入以太坊市場后，迅速成為目前收益最高的挖礦設備。以LinzhiPhoenix鳳為例，截至2021年2月22日，其每日凈收益已超過300美元。

據ASICMinerValue數據，截至2021年2月，市面現存ASIC礦機共206款，其中支持SHA-256算法的礦機共99款，占比最大，為46.12%。2018年以后，礦機的發布數量逐漸下降，但平均算力則隨著技術進步得到了明顯提升，2021年公布的礦機已經可以達到100Th/s的算力。

ASIC礦機發布數量占比，來源：ASICMinerValue，TokenInsight

以太坊礦機類型分布，來源：F2Pool，TokenInsight

3.2制造商

“2020年至今，比特幣礦機仍為主流，新發售礦機主要來自Bitmain、MicroBT與Innosilicon三家

據ASICMinerValue數據，截至2021年2月，市面中仍在使用的礦機共由28家廠商制造，支持挖礦范圍覆蓋BTC、ETH等主流數字資產，以及部分山寨幣。在這些礦機中，來自Bitmain的產品最多，占礦機型號的29%；其次是Innosilicon、MicroBT等廠商。美股上市礦機廠商Canaan與Ebang礦機型號較少，僅占全部型號的9%。其他廠商生產的礦機型號約占礦機總型號數量的三分之一左右。

主流幣礦機型號制造廠商數量分布，來源：ASICMinerValue,TokenInsight

2020年以來新上市礦機數量變動情況，來源：ASICMinerValue，TokenInsight

從2020年至今，新發礦機廠商數量呈現逐步下降趨勢。與2020年以前的“百花齊放”相比，2020年開始，僅有11家廠商推出共33款新礦機。其中，比特幣礦機共17款，占比略過半數；以太坊礦機4款，發布時間集中于2020年下半年。隨著以太坊市場的發展，頭部礦機廠商亦開始在以太坊礦機方向發力，但Bitmain、MicroBT等廠商目前為止尚未推出以太坊礦機。考慮到以太坊的巨大潛力，可以預見，2021年，以太坊礦機將是各大礦機制造商及新入制造商的重要角力點。

動態 | 將XRP作為2020年奧運會官方數字貨幣的請愿書簽名已超8200個:據bitcoinist.報道，請愿書作者高橋健(Ken Takahashi)表示，XRP有可能解決與大型國際體育賽事相關的許多后勤問題，尤其是與外匯有關的問題。高橋沒有對日元施加巨大壓力，而是提出了一個需要使用XRP的系統。高橋的計劃是，XRP將取代日元，成為奧運會的實際貨幣。從周六(2018年10月6日)到周日(2018年10月7日)，請愿書上的簽名數量增加了1000多個。截至目前，請愿書已經征集了超過8200個簽名。[2018/10/8]

目前頭部礦機廠商中，Bitmain與MicroBT的表現較為穩定。盡管18年的礦業紅利期已經過去，但以半年為統計周期，兩家廠商仍然會推出2-5款新產品，以滿足市場需求。與之相比，上市礦機制造商表現則較為一般：2020年，Canaan僅在下半年推出兩款產品，而Ebang已連續一年以上未推出過新產品，產品更新較為乏力，2020年第四季度開始的牛市也未對兩家礦機廠商的產品迭代造成明顯影響。

目前，礦機廠商中上市的企業共兩家：Canaan與Ebang，上市時間分別為2019年11月與2020年6月，均于納斯達克上市。從財務表現看,礦機廠商的業績從2019年起表現較為一般。以Cannan為例，其2019年總虧損達1.486億美元，而2020年開始，受疫情與熊市影響，其收入出現大幅縮水，僅第三季度收入相較于2019年同期減少約四分之三，截至第三季度持續保持虧損狀態。另一家礦機廠商Ebang的收入情況與Canaan類似，均呈現虧損狀態。

盡管2020年第四季度開啟的牛市刺激了對礦機的需求，但由于礦機產能有限，現貨難以獲得，礦機交貨期已經排至2021年第二甚至第三季度，影響到資金流動。可以預見，礦機廠商的業績表現會因此滯后，賬面表現不佳將會繼續持續一段時間。

值得注意的是，為應對短期業績不佳與虧損問題，上市礦機廠商已經開始考慮綜合轉型，擴大業務范圍，以平滑收入曲線，穩定現金流。Cannan與Ebang將于2021年一月開啟自營挖礦業務，而Ebang則計劃于第2021年第一季度開展數字資產交易所業務。

比特幣礦機型號平均礦機算力與單位功耗同期環比，來源：ASICMinerValue，TokenInsight

礦機研發方面，目前已公布且將于2021年上市的礦機共8款，其中SHA-256算法礦機占一半。與去年同期相比，采用SHA-256算法礦機的平均算力為77.5Th/s，基本持平，但由老牌礦機廠商生產的礦機則普遍達到了90Th/s甚至100Th/s的算力新高，而單位功耗則進一步下降，目前每T算力單位功耗僅為39.1瓦，相較于去年同期下降10%左右。

新發8款礦機共由六家廠商生產：Bitmain、Canaan、Innosilicon、Goldshell(1款）、Pandaminer、iPollo。其中，Bitmain與Canaan仍以比特幣礦機為主，Innosilicon同時擁有比特幣與以太坊礦機兩條產品線；其他礦機廠商則專注于制造山寨幣礦機與以太坊礦機。

以太坊礦機方面，目前Innosilicon具有一定技術優勢，其最新型號礦機算力可達2Gh/s，遠超除LinzhiPhoenix外的其他以太坊礦機。

2021年Q1以太坊礦機算力排名，來源：ASICMinerValue，TokenInsight

3.3礦機投資收益分析

在本次報告中,TokenInsight以數字資產市場占有率為標準，主要針對截至2021年第一季度面世的SHA256算法與Ethash算法礦機進行投資回報率分析。挖礦收益主要為區塊生成時來自網絡的區塊獎勵，同時以人民幣或美金計價時，收益也受幣價與匯率因素影響；挖礦成本主要包含礦機購買成本、電費以及礦機運營成本。

為直觀分析，TokenInsight采用挖礦投資回報率公式如下：

其中，PRT為單位算力價格，Diff為挖礦難度，BR為區塊獎勵數量，PRCrypto為數字資產市場價格，PRe為電費，WT為單位算力功耗。ROI公式忽略了交易手續費收益、其他額外收益以及礦機運營成本。

由單位算力成本與單位算力每日收益可估算出初期投入成本的回本周期。截至目前，2021年已發布的礦機相關信息如下表所示。

2021年新發布比特幣與以太坊礦機參數統計，來源：各礦機廠商官網，TokenInsight

各礦機回本周期與收益如下圖所示。可以發現：

①以太坊礦機Phoenix為目前收益最高的礦機產品，按照1666美元的ETH價格計算，其回本周期僅為50天，年化收益率達726.4%；

②新發礦機中，超過一半的礦機可在100天內回本，最長回本周期為279天；

③總體來看，以太坊挖礦平均回本周期為100.67天，平均年化收益率為457.7%；與之相比，比特幣挖礦平均回本周期為148.75天，平均年化收益率為307.75%，低于以太坊挖礦收益率；

④對比比特幣與以太坊挖礦，盡管以太坊挖礦收益率更高，但以太坊礦機價格普遍昂貴，前期投入遠高于比特幣礦機。

綜上所述，盡管自2021年開始，以太坊礦工收益連續創下新高，以太坊挖礦一時間受市場熱捧，但比特幣礦機依舊具有足夠的收益，性價比相對以太坊礦機也較高。此外，隨著以太坊礦機技術的成熟和顯卡廠商針對芯片挖礦和其他用戶需求間的業務調整與再平衡，2021年以太坊礦機市場具備著足夠發展潛力與前景。

2021年新發布礦機預估回本周期及年化收益率，來源：ASICMinerValue,F2pool,TokenInsight

注：受數字資產牛市影響，部分礦機出現缺貨斷貨情況，同時部分新上市礦機價格尚未確定，故以參考預估價及期貨價格用于收益計算，實際收益情況可能有少許偏差。

4.礦池

4.1礦池算力分布

“礦池競爭格局基本固定，Binance和Huobi有所突破

在2020年第一季度，幣安已決定展開與火幣、OKEx等交易所在礦池業務方向的競爭。經過一年的發展，BinancePool已經成為第四大礦池，并擁有11%的算力份額。HuobiPool則進步一名，目前排名第六，擁有8%的算力。而OKEx礦池的算力已經從去年的7%下跌至了0.3%，目前排名21。其他頭部的礦池競爭格局基本沒有發生變化，算力份額也基本不變。

相較于去年第一季度，比特幣算力的中心化水平也基本保持不變。全網前四大礦池依然占有超過一半以上的算力。

2020Q1礦池算力分布，來源：BTC.com，TokenInsight

2021Q1礦池算力分布，來源：BTC.com，TokenInsight

“Binancepool的礦機最為先進

TokenInsight通過“礦工人均算力”指標對ASIC礦機在各礦池的分布進行了研究，研究結果表明，Binancelpool的礦工使用的機器最為先進，人均算力最高。而Poolin和BTC.com則處于第二，同時也是平均水平。與去年的數據一致，ViaBTC礦池的人均算力水平最低，使用機器相對比較落后。

但是由于礦工數量的相關信息為自愿填報，因此并不能包含現有礦場和礦工的全部情況，因此這項分析現階段只能作為了解ASIC礦機分布的途徑。

礦工人均算力，來源：MiningPoolStats,TokenInsight

“F2Pool支持幣種最多，并且支持多種創新幣種

主流的Bitcoin，Ethereum，BitcoinCash，BSV，Litecoin等幣種幾乎所有的礦池都支持，而且部分礦池僅支持主流的幣種挖礦。

創新類型的幣種，在頭部礦池中僅有F2Pool大規模支持。具體支持創新幣種包括HYC，IMG，CLO，PGN，YEC，CHI，SEL，SERO，XVG，VTC，BCD，HC，DGB等。

礦池支持幣種數量，來源：MiningPoolStats,TokenInsight

5.上市公司

“越來越多上市公司進入挖礦產業，部分公司比比特幣更加“瘋狂”

TokenInsight統計了9家在美國或加拿大的上市公司，這些公司都較大程度地參與了比特幣或其他幣種的挖礦行業，有些公司甚至核心業務已經變成數字資產挖礦。

美&加股票市場上市公司相關挖礦數據，來源：上市公司官網，Yahoofinance，TokenInsight，2021.02.24

表中統計的上市公司算力不包含已經預定但還未交付的礦機。500.com由于收購了BTC.com礦池，因而獲得了其所有的算力，目前在所有公司中算力排名第一。

幾乎所有的上市公司股價與比特幣的價格變化呈正相關。隨著2020年四季度以來比特幣的大幅上漲，這些公司的股票也隨之上漲。上表統計了過去一個月的股價和比特幣價格變化。有些公司的股價變化甚至接近比特幣的十倍，比比特幣的價格波動更加“瘋狂”。

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