疯狂的比特币，国内有近20家矿机芯片厂

近年来比特币和区块链的火爆，极大地带动了比特币挖矿的热潮，也催生了一批比特币ASIC芯片和矿机厂商，其中中国厂商是领头羊。 据报道，全球90%的比特币矿机都是中国厂商生产的，其中比特大陆最为引人注目。 据信谋研究分析师顾文军此前透露，比特大陆2017年芯片销售额达到143亿元，成为仅次于华为海思的中国第二大Fabless。

虽然在过去的一年里，比特币经历了火箭式的增长，价格几乎腰斩，但中国的挖矿热情丝毫没有减弱。 顾文军昨天在朋友圈透露，国内有近20家厂商从事比特币ASIC芯片的研发。 这样的热潮势必会在今年继续影响半导体产业链，但最终将走向何方？

晶圆厂和封测厂继续受益

按照比特币“挖矿”的既定原理，算力越大，能挖到的比特币就越多，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矿机S9为例。 在这台价值近2万元的矿机中，使用了189颗采用台积电16nm FinFET工艺制造的BM1387。 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。

先看铸造厂。

据报道，台积电占全球矿业ASIC订单的90%。 香港Sanford C. Bernstein & Co.分析师Mark Li也表示，比特币挖矿芯片业务约占台积电2017年营收的3-5%。由于台积电去年总营收为330亿美元，这意味着比特币芯片业务为台积电带来了超过10亿美元的收入。 这与相对强劲的iPhone对台积电营收的贡献是一样的。 考虑到比特币目前紧缺的现状，这种表现力是惊人的。

台积电的巨额利润让代工行业的另一位玩家三星眼红，并试图参与其中。

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。

这两天，韩国媒体 The Bell 透露，三星电子与中国一家矿机硬件制造商签署了代工合同，进一步扩大其比特币芯片代工业务。 这样一来，T与S之间的竞争将从手机处理器和高性能计算进一步推进到挖矿芯片领域。

对密切相关的封测行业也有很大的激励作用。

根据海通证券分析报告，矿机芯片单包成本应为2.84元/片。 1亿元、2.74亿元、5.48亿元，全年合计10.68亿元。

至于供应商，业内知名人士告诉半导体行业观察报，华天和日月光是比特大陆的主要封装供应商。 每天的数量是500件。 如果按照海通证券的价格来计算，这颗突如其来的芯片带来的收入还是非常可观的。 至于嘉楠耘智，根据其公开转让声明中的成本结构，其封装测试全部由日月光和JSCK代工（日月光为主）。

海通证券表示，由于矿机ASIC芯片普遍采用FC技术，预计将有大量订单流入内地，将深度利好长电科技、华天科技、通富微电子等具备FC产能的企业。

对于2018年的走势，MARK Li表示，挖矿芯片将有可能为台积电的营收贡献带来30%或更多的增长。 海通证券也认为今年将出现12nm工艺的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36.3亿元至99.8亿元之间，中性估计为60亿元。

对国内IC设计业的影响

说到这方面，我们先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者李飞在《比特币火热，但70%矿机ASIC企业面临被淘汰命运》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，是决定挖矿收益的关键要素。 所谓计算能力是指每秒可以执行的哈希算法的数量，通常用哈希每秒（H/s）来表示。 目前高端矿机（包括多芯片）已经可以达到10TH/s量级的算力； 能效比是指芯片消耗单位能量可以完成的哈希次数，单位为焦耳/哈希（J/H）。

至于具体操作，矿机整体系统简单来说就是一个异构计算系统。 主处理器（host processor）通常运行一个简单的操作系统。 它一方面可以与用户进行交互，另一方面负责为加速器（accelerator）安排任务。 加速器完成计算后，将结果上报给主处理器。 综上所述，矿机ASIC的关键指标是算力，李飞强调。

按照他的观点，在设计矿机ASIC时，我们可以从微架构和系统两个层面入手：

从微观结构来看，最关键的是如何设计流水线和并行处理架构，避免计算哈希算法的某个环节成为系统性能的瓶颈。 此外，在微架构中也仔细考虑了内存访问。

从系统的角度来说比特币挖矿专用芯片，就是增加集成度。 把芯片做得无限大在理论上是可行的，在一个芯片上拥有大量的计算单元在理论上是可行的。 然而，现实中没有这样做的重要原因有两个。 一是散热。 当芯片过大到一定程度时，散热系统就不能满足需求。 第二是收益率。 随着芯片面积越来越大，要保证高良品率将变得异常困难。 因此，目前提高集成度的方式是在保证散热和良品率的情况下，将芯片做的尽可能大，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可以说是我国半导体产业在全球高速数字芯片上的重大突破. 比特大陆等中国企业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、强算力ASIC也将成为中国半导体领域的一笔宝贵财富。

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乃至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，其中指出：

“

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偏执的幻想，认为邪恶的政府会窃取他们所有的资金（相反，私人黑客主要窃取现有的加密货币代币）。 对比特币持怀疑态度的记者告诉我，没有任何话题能像比特币那样产生如此多的仇恨邮件。

所以，不，我的理发师不应该购买比特币。 失败是必然的，那一天来得越早越好。

“

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，说不定哪天真的会面临大打压。 此时会对产业链产生怎样的影响？

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，目前对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不够，相信即使真的有朝一日倒塌，对于封测和厂商来说，这也是一只蜉蝣，撼动不了一棵大树。

对于矿机ASIC厂商来说，按照强者恒强的原则，或许对于大多数厂商来说，这将是一场灾难。 不过，对于比特大陆和嘉楠耘智这两家先行者来说，他们似乎已经为AI做了二手准备。

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。 其具体定位为“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。 据他们透露，BM1680的后续芯片已经进入研发阶段。 BM1682已于去年12月成功流片，BM1684将于2018年9月流片。其中，BM1684预计2018年第四季度成功量产，性能指标将达到6T算力，30W功耗，也支持FP16、INT8等低精度计算。 它还将使用台积电提供的最新12nm工艺。 这些产品将为人脸检测、行人检测和属性分析以及人脸识别提供支持。

至于嘉楠耘智，有消息称，2017年12月19日比特币挖矿专用芯片，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等领域，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。

半导体行业观察人士认为，对于这些从矿机ASIC这样的爆款单品切入市场的集成电路厂商来说，必须居安思危，早做打算。 在市场上，早起赶晚市。

今天是《半导体行业观察》第1486期分享给大家，欢迎关注。

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