2021Q1矿业研究报告:越来越多上市公司进入挖矿产业

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要点总结

1.产能有限自2020年1月,比特币价格暴涨超过600%;但算力涨幅最高仅为约55%。由于矿机产能有限,相较于价格上涨,比特币算力增长速度较为缓慢。从2020年开始,其算力峰值也只达到了174EH;

2.边际收益较高价格暴涨和矿机产能限制使得比特币挖矿利润率极高,且部分淘汰矿机已经可以重新开机;

3.网络拥堵伴随着市场的火热,比特币拥堵的程度也有所增加。21年至今矿工收入中交易手续费占比已经达到11%,峰值接近30%。比特币交易费的中位数也从不到1美元发展到现在的约10美元;

4.ASIC与GPU矿机矿业市场仍以ASIC矿机为主流, 以太坊挖矿仍以GPU矿机为主;

5.矿机制造2020年至今,比特币矿机仍为主流,新发售矿机主要来自Bitmain、MicroBT与 Innosilicon三家;随着以太坊市场的发展,头部矿机厂商(如 Innosilicon)亦开始在以太坊矿机方向发力;

6.挖矿收益总体来看,以太坊挖矿平均回本周期为100.67天,平均年化收益率为457.7%;与之相比,比特币挖矿平均回本周期为148.75天,平均年化收益率为307.75%,低于以太坊挖矿收益率;对比比特币与以太坊挖矿,尽管以太坊挖矿收益率更高,但以太坊矿机价格普遍昂贵,前期投入远高于比特币矿机;

7.矿池市场格局基本固定相较于去年第一季度,比特币算力的中心化水平基本保持不变,全网前四大矿池依然占有超过一半以上的算力;Binance与Huobi在矿池方面有所突破,Binance pool的矿机最为先进;

8.“疯狂”越来越多上市公司进入挖矿产业,几乎所有的上市公司股价与比特币的价格变化呈正相关。随着2020年四季度以来比特币的大幅上涨,这些公司的股票也随之上涨。有些公司的股价变化甚至接近比特币的十倍,相较比特币的价格波动更加“疯狂”。

1. 热点事件

1.1 行业信息

① 2020年12月,凛炙推出新型以太坊ASIC矿机Phoenix,其算力达到2600Mh/s, 为目前市面最强以太坊矿机;

② 2021年2月,第九城市宣布,宣布与一家Filecoin矿机服务商签署了一项1000万美元的合作框架协议,以现金方式购买Filecoin矿机服务器集群及技术服务。

③ 2021年2月18日,英伟达(NVDA.US)宣布,将发布专门用于挖掘第二大加密货币以太坊的一系列新的芯片。这种新型芯片被称为CMP,其全称是Cryptocurrency Mining Processor,即数字资产挖掘处理器。英伟达的发言人称,首批芯片将于3月上市。

④ 2021年2月,比特币矿业公司Northern Data计划在美国上市,筹集5亿美元资金。该公司总部位于法兰克福,在德克萨斯州罗克代尔拥有世界上最大的数字资产采矿设施,预计2021年年底总装机量达到100万千瓦。

1.2 政策热点

① 2021年1月,甘孜藏族自治州人民政府办公室印发《甘孜州州级工业集中区评定办法(试行)》和《甘孜州工业集中区建设指南》的通知,引导比特币挖矿逐渐转型为分布式云计算中心,逐步打造集数据生产、汇聚、处理、交易、应用于一体的数字经济全产业链。

② 2021年1月,伊朗警方没收了大约 4.5 万台非法使用补贴电力的比特币矿机。伊朗国有电力公司 Tavanir 负责人 Mohammad Hassan Motavalizadeh 表示,这些矿工以超便宜的价格消耗了每小时 95 兆瓦的电力,总消费相当于一个人口超过 50 万人城市的电力使用。

③ 巴基斯坦开伯尔普什图省已通过一项决议草案,宣布数字资产和数字资产挖矿合法化。省议会成员 Sumera Shams 博士表示,此举将使巴基斯坦在世界数字化竞争中处于更好的位置。当地政府已经决定建立两个比特币矿场并且批准创建数字资产资金。

④ 美国肯塔基州立法者提交关于与数字资产商业开采税有关的一项草案,建议通过对直接使用的个人有形财产和用于数字资产商业开采所用电力免收销售和使用税,以吸引数字资产挖矿企业。

2. 市场总览

2.1 比特币市场与全网算力

自2020年第四季度比特币迎来了高光时刻,市场也终于进入了备受期待的牛市。传统机构对比特币的认可是比特币价格上涨的关键因素。

2020年1月开始,比特币从7000美元经历312大跌至4000美元左右,随后从四季度开始高速上涨。30天平均ROI也从20年四季度开始处于绝对正值范围,并且在2021年1月达到最高值,超过100%。

受价格影响,比特币算力整体处于波动上升的水平。但由于矿机的产能有限,相较于价格上涨,比特币算力增长速度较为缓慢。从2020年开始,其算力峰值也只达到了174EH。

2.2 矿工边际收益(%)

TokenInsight通过引入两个指标分析矿工收益,分别是矿工边际收益(Miner’s Profit Margin)和矿工边际生产成本(Marginal Cost of Creation)。矿工边际生产成本计算公式如下:

其中Block Reward表示每日比特币网络产生的区块奖励(以比特币数量表示,此数值为1800,但根据情况有所变动);Hashrate为哈希算力;Power Efficiency为算力功耗;Electricity为电价;OperationCosts为经营成本。此公式展示挖出1个比特币矿机的生产成本。矿工边际收益是价格扣除生产成本后的部分。

矿工边际收益(以蚂蚁矿机S19 Pro 110T为例,电费0.05美元,经营成本比例15%)保持在70%,市场大跌时降至45%,后恢复至65%。

边际生产成本(以蚂蚁矿机S19 Pro 110T为例,电费$0.05,经营成本比例15%)在减半后维持在$4,000-$5,000左右,随着算力和难度的上涨,价格最高达到接近$8,000。相比之下由于矿机产能有限,收益率依然很高。

旧矿机以S9 14T为例,在比特币第三次减半后已经完全不能开机,但是随着比特币价格的上涨,利用淘汰的矿机挖矿依然能够处于盈利状态。

正如我们在2019年的矿业年度报告所说,比特币网络需要变得昂贵起来,需要变成“奢侈品”。伴随着市场的火热,比特币拥堵的程度也有所增加。21年至今矿工收入中交易手续费占比已经达到11%,峰值接近30%。比特币交易费的中位数也从不到1美元发展到现在的约10美元。

从2020年开始矿工在大部分时间内都在存积比特币。但是在比特币突破两万美元后,矿工开始大量出售比特币。到21年2月,矿工的出售行为开始减缓。其原因可能在于看到比特币上涨的速度超过预期,对比特币的未来又有了新的期待。

即使比特币价格大幅上涨,受限于矿机产能,算力上涨也十分有限。这使得挖矿又变成了一门十分赚钱的生意。矿机目前在厂商中已无现货,矿机期货也已经排到了半年以后。二手矿机的价格现在已经是出厂指导价格的约三倍(以S19 Pro为例)。

在市场对比特币未来处非常乐观态度的情况下,比特币的卖盘压力将十分有限。越来越多的上市公司开始对比特币做出自己的布局。部分上市公司如特斯拉直接购买比特币作为投资储备;而部分公司则通过购买矿机,或者直接收购矿池的方式进军比特币挖矿行业。

比特币的快速上涨使得大量长时间持有的普通用户获得了“解套”的机会,而计划进场的普通用户可能在等待“回调”的机会,甚至可能从两万美元已经等到了如今的五万二美元。在上述矿工也在出售比特币的情况下, 最终比特币的归属都会流向少部分富裕的个人投资者和机构投资者手中,这些投资者通常选择长时间持有,这也是我们看到交易所比特币正在不断净流出的原因之一。

3. 矿机

3.1 芯片

目前,矿业市场上以GPU矿机和ASIC矿机为主流矿机,CPU矿机和FPGA矿机占比较少,主要集中于山寨币挖矿领域。从主流币种角度看,由于BTC挖矿成本不断攀升,GPU矿机基本从BTC挖矿市场消失,GPU挖矿已全面转向以太坊挖矿市场。GPU矿机支持多种币种挖矿,ASIC矿机则以BTC及BTC分叉币种挖矿为主,各有优劣。随着以太坊市场的不断扩大,数种针对以太坊的ASIC矿机亦已经出现。

ASIC作为满足某种特定的需求而专门定制的芯片,在性能、体积、功耗上远比FPGA和GPU有优势,因此采用Ethash算法并突破4G内存限制的ASIC矿机在进入以太坊市场后,迅速成为目前收益最高的挖矿设备。以Linzhi Phoenix 凤为例,截至2021年2月22日,其每日净收益已超过300美元。

据ASIC Miner Value数据,截至2021年2月,市面现存ASIC矿机共206款,其中支持SHA-256算法的矿机共99款,占比最大,为46.12%。2018年以后,矿机的发布数量逐渐下降,但平均算力则随着技术进步得到了明显提升,2021年公布的矿机已经可以达到100Th/s的算力。

3.2 制造商

据ASIC Miner Value数据,截至2021年2月,市面中仍在使用的矿机共由28家厂商制造,支持挖矿范围覆盖BTC、ETH等主流数字资产,以及部分山寨币。在这些矿机中,来自Bitmain(比特大陆)的产品最多,占矿机型号的29%;其次是 Innosilicon、MicroBT等厂商。美股上市矿机厂商Canaan与Ebang矿机型号较少,仅占全部型号的9%。其他厂商生产的矿机型号约占矿机总型号数量的三分之一左右。

从2020年至今,新发矿机厂商数量呈现逐步下降趋势。与2020年以前的“百花齐放”相比,2020年开始,仅有11家厂商推出共33款新矿机。其中,比特币矿机共17款,占比略过半数;以太坊矿机4款,发布时间集中于2020年下半年。随着以太坊市场的发展,头部矿机厂商(如 Innosilicon)亦开始在以太坊矿机方向发力,但Bitmain、MicroBT等厂商目前为止尚未推出以太坊矿机。考虑到以太坊的巨大潜力,可以预见,2021年,以太坊矿机将是各大矿机制造商及新入制造商的重要角力点。

目前头部矿机厂商中,Bitmain与MicroBT的表现较为稳定。尽管18年的矿业红利期已经过去,但以半年为统计周期,两家厂商仍然会推出2-5款新产品,以满足市场需求。与之相比,上市矿机制造商表现则较为一般:2020年,Canaan仅在下半年推出两款产品,而Ebang已连续一年以上未推出过新产品,产品更新较为乏力,2020年第四季度开始的牛市也未对两家矿机厂商的产品迭代造成明显影响。

目前,矿机厂商中上市的企业共两家:Canaan(嘉楠耘智)与 Ebang(亿邦国际),上市时间分别为2019年11月与2020年6月,均于纳斯达克上市。从财务表现看, 矿机厂商的业绩从2019年起表现较为一般。以 Cannan 为例,其2019年总亏损达1.486亿美元,而2020年开始,受疫情与熊市影响,其收入出现大幅缩水,仅第三季度收入相较于2019年同期减少约四分之三,截至第三季度持续保持亏损状态。另一家矿机厂商 Ebang 的收入情况与 Canaan 类似,均呈现亏损状态。

尽管2020年第四季度开启的牛市刺激了对矿机的需求,但由于矿机产能有限,现货难以获得,矿机交货期已经排至2021年第二甚至第三季度,影响到资金流动。可以预见,矿机厂商的业绩表现会因此滞后,账面表现不佳将会继续持续一段时间。

值得注意的是,为应对短期业绩不佳与亏损问题,上市矿机厂商已经开始考虑综合转型,扩大业务范围,以平滑收入曲线,稳定现金流。Cannan与Ebang将于2021年一月开启自营挖矿业务,而Ebang则计划于第2021年第一季度开展数字资产交易所业务。

矿机研发方面,目前已公布且将于2021年上市的矿机共8款,其中SHA-256算法矿机占一半。与去年同期相比,采用SHA-256算法矿机的平均算力为77.5Th/s,基本持平,但由老牌矿机厂商(Bitmain, Cannan)生产的矿机则普遍达到了90Th/s甚至100Th/s的算力新高,而单位功耗则进一步下降,目前每T算力单位功耗仅为39.1瓦,相较于去年同期下降10%左右。

新发8款矿机共由六家厂商生产:Bitmain(2款)、Canaan(1款)、Innosilicon(2款)、Goldshell (1款)、Pandaminer(1款)、iPollo(1款)。其中,Bitmain与Canaan仍以比特币矿机为主,Innosilicon 同时拥有比特币与以太坊矿机两条产品线;其他矿机厂商则专注于制造山寨币矿机与以太坊矿机。

以太坊矿机方面,目前 Innosilicon 具有一定技术优势,其最新型号矿机算力可达2Gh/s,远超除 Linzhi Phoenix 外的其他以太坊矿机。

3.3 矿机投资收益分析

在本次报告中, TokenInsight以数字资产市场占有率为标准,主要针对截至2021年第一季度面世的SHA256算法(比特币)与Ethash算法(以太坊)矿机进行投资回报率分析。挖矿收益主要为区块生成时来自网络的区块奖励,同时以人民币或美金计价时,收益也受币价与汇率因素影响;挖矿成本主要包含矿机购买成本、电费以及矿机运营成本。

为直观分析,TokenInsight采用挖矿投资回报率公式如下:

其中,PRT为单位算力价格,Diff为挖矿难度,BR为区块奖励数量,PRCrypto为数字资产市场价格,PRe为电费,WT为单位算力功耗。ROI公式忽略了交易手续费收益、其他额外收益(如叔块等)以及矿机运营成本。

由单位算力成本与单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年已发布的矿机相关信息如下表所示。

各矿机回本周期与收益如下图所示。可以发现:

① 以太坊矿机 Phoenix 为目前收益最高的矿机产品,按照1666美元的 ETH 价格计算(2021年2月24日下午均价),其回本周期仅为50天,年化收益率达726.4%;

② 新发矿机中,超过一半的矿机可在100天内回本,最长回本周期为279天(AvalonMiner 1246);

③ 总体来看,以太坊挖矿平均回本周期为100.67天,平均年化收益率为457.7%;与之相比,比特币挖矿平均回本周期为148.75天,平均年化收益率为307.75%,低于以太坊挖矿收益率;

④ 对比比特币与以太坊挖矿,尽管以太坊挖矿收益率更高,但以太坊矿机价格普遍昂贵,前期投入远高于比特币矿机。

综上所述,尽管自2021年开始,以太坊矿工收益连续创下新高,以太坊挖矿一时间受市场热捧,但比特币矿机依旧具有足够的收益,性价比相对以太坊矿机也较高。此外,随着以太坊矿机技术的成熟和显卡厂商针对芯片挖矿和其他用户需求间的业务调整与再平衡,2021年以太坊矿机市场具备着足够发展潜力与前景。

注:受数字资产牛市影响,部分矿机出现缺货断货情况,同时部分新上市矿机价格尚未确定,故以参考预估价及期货价格用于收益计算,实际收益情况可能有少许偏差。

4. 矿池

4.1 矿池算力分布

在2020年第一季度,币安已决定展开与火币、OKEx等交易所在矿池业务方向的竞争。经过一年的发展,Binance Pool已经成为第四大矿池,并拥有11%的算力份额。Huobi Pool则进步一名,目前排名第六,拥有8%的算力。而OKEx矿池的算力已经从去年的7%下跌至了0.3%,目前排名21。其他头部的矿池竞争格局基本没有发生变化,算力份额也基本不变。

相较于去年第一季度,比特币算力的中心化水平也基本保持不变。全网前四大矿池依然占有超过一半以上的算力。

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