比特幣（BitCoin）的概念最初由中本聰在2009年提出，根據中本聰的思路設計發(fā)布的開源軟件以及建構其上的P2P網絡。九年前的2009年1月3日，比特幣區(qū)塊鏈網絡中誕生出了“創(chuàng)世區(qū)塊” (genesis block)，被稱為“開天辟地的block #0”，0號區(qū)塊。

九年后，比特幣創(chuàng)始人中本聰最初在2008年白皮書中設下的2100萬枚比特幣供應總量，目前剛剛挖掉80%。1680多萬枚比特幣已被全球各地的比特幣“礦工”挖出，進入市場流通?，F在，全世界的算力都在進行最后的比拼，搶奪最后的20%即420萬枚比特幣。

比特幣創(chuàng)世之初，“礦工”都用普通電腦的CPU挖礦，只需要下載軟件就可以自動“解題”。但是，比特幣在2017年內價格暴漲1300%，一度逼近20000美元，極大帶動了人們的挖礦熱情。隨著比特幣玩家大量涌入，全網算力不斷增長，挖幣的難度也大幅提升，數字加密貨幣驅動算力市場出現爆發(fā)式增長，比特幣礦機芯片走過了從CPU到GPU再到ASIC專用芯片的進程。特別是在2016年憑借14/16nm的先進制程和更強的構架，算力也陸續(xù)迫近甚至超過了10TH/s的門檻。

礦機芯片需求旺盛，有望成為中國封測行業(yè)新興驅動力。挖礦熱潮成就中國芯片設計黑馬。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。

比特大陸B(tài)M系列

2013年4月開始比特大陸籌備研發(fā)獲得天使投資。10月公司成立11月第一枚55nm芯片BM1380正式發(fā)布，螞蟻S1礦機量產銷售。2013到2017年間比特大陸成功開發(fā)并量產了多款ASIC定制芯片和整機系統，擁有先進工藝28nm、16nm、12nm的集成電路全定制設計的量產經驗——比特大陸的ASIC礦機芯片迭代了7次（從最早的BM1380、到最新的BM1680）；芯片制程從最開始的55nm，一路提升至最新的16nm；比特幣挖礦運行速度從Antminer S1的180Gh/s，提升到最新的Antminer S9的13.5Th/s（提升幅度接近75倍）。其中最具代表性的是其運用在加密數字貨幣礦機中的BM芯片系列。每年比特大陸的礦機銷量在數十萬臺以上，每臺礦機要用上百顆ASIC芯片，例如其一臺螞蟻礦機S9就要使用189個ASIC芯片。

第五代芯片BM1387，是全球功耗最低、性能最高的運算加速芯片，量產規(guī)模達數十億顆，單片每秒可完成800億次的算法計算，量產規(guī)模達數十億顆。采用臺積電16nm工藝，借此比特大陸已經成為臺積電前五的客戶，16nm高端產品的最大用戶之一。

最新BM1680芯片微架構支持FP32浮點預算，浮點峰值性能為2TFlops、峰值功耗為41W、平均功耗25W。具體定位為“面向深度學習的張量計算加速處理器”，適用于CNN / RNN / DNN 等人工神經網絡的預測和訓練。芯片由64 NPU構成，特殊設計的NPU調度引擎（Scheduling Engine）可以提供強大的數據吞吐能力，將數據輸入到神經元核心（Neuron Processor Cores）。BM1680采用改進型脈動陣列結構。單芯片能夠提供2TFlops單精度加速計算能力，片上32MB SRAM擁有高帶寬，在片外有DDR4內存接口，單芯片可支持高達16GB DDR內存。

BM1680芯片架構圖（摘自BM1680 DATASHEET文檔）

嘉楠耘智KPU

從2013年到2017年，嘉楠耘智分別成功研發(fā)并量產了110nm、55nm、28nm、16nm芯片，應用在全球區(qū)塊鏈基礎設施層（節(jié)點計算方面）；不僅是全球最早研發(fā)區(qū)塊鏈重復計算芯片的團隊，還引領行業(yè)走進了ASIC時代。截至2016年12月底，嘉楠耘智累計售出基于28nm以及16nm 工藝芯片設備，占全球50%市場份額。截至2017年4月末，公司累計售出阿瓦隆系列礦機約為16萬臺，占據了全球比特幣算力市場的22%。

2017年12月19日，嘉楠耘智已經預發(fā)布了全球最早的人工智能邊緣計算芯片KPU。新發(fā)布的KPU芯片集成了人工神經網絡和高性能處理器，將應用于自動駕駛、語音交互、智能家居物聯網終端和圖像識別，為未來社會生活提供全方位的人工智能應用服務。它的使云端的計算能力可在邊緣完成，節(jié)約了帶寬和能源，實現了運算本地化保護隱私，高難度的人工神經網絡將不再是云計算的專利。嘉楠耘智的A741礦機中的ASIC芯片用量為88片。嘉楠耘智的A741礦集中的ASIC芯片用量為88片。

其代表礦機是阿瓦隆AvalonMiner741，采用阿瓦隆自研A321288顆，16nm工藝制程，算力7.3TH/s。此外，為了降低產品成本，阿瓦隆是少數在頂級產品中不配控制電路的廠商，并且基礎門檻比較高，需要額外配置控制器或樹莓派，且配合AUC3轉換器和AUC3數據線才能工作。

億邦科技DW系列

2016年億邦科技發(fā)布翼比特 E9礦機，該礦機采用了最新自主研發(fā)的14nmDW1227芯片（96顆），算力可達6.3TH/S，能耗比140W/T。

2017年億邦股份又發(fā)布了旗下比特幣礦機新品，翼比特E9++和E10。據悉，E9++、E10采用了三星10nm工藝，獨立自主研發(fā)的DW1228芯片，E10性能可達18TH/S。采用DW1228芯片的翼比特E10 算力均值可達18TH/S，能耗比90W/T（-10%～+15%）。低功耗、高算力，采用獨立散熱片，散熱更好。

比特泉

比特泉自成立以來專注于SHA-256專用芯片及比特幣礦機產品的研發(fā)、銷售和算力部署工作。目前的專注方向，依舊是芯片技術，布控技術，板級設計技術等核心技術。烤貓制造的礦機可以說是業(yè)界的奇葩，一個只比U盤大一點的礦機可以做到300MH/S的算力，與一塊中端顯卡別無二致，但是功耗微不足道，如果直接插到電腦的USB上，那么每個USB礦機的電流是一定低于400mA。

（烤貓USB礦機）

但是，由于比特幣的密碼體系極為復雜，除了烤貓這樣另類的挖礦機外，“挖”出一枚比特幣所需要的耗電量就驚人，耗電由此成為挖掘比特幣的最大成本。據統計，截至2017年底，全球比特幣挖礦用電量需求上漲至20.5太瓦時的天量，這相當于全球總耗電量的0.13％，這個數字已經超過了159個國家的年度用電量。

雖說，國產比特幣芯片撐起了礦機的一片天，但是我們不乏在各種數據中看出，制造工藝是比特幣芯片能否取勝的一大關鍵。在這場挖礦淘金的熱潮中，我們看見的卻是一場半導體爭奪戰(zhàn)。