華為Mate60帶火加密礦企，挖礦對芯片產業的真實影響幾何？

2023-08-31 00:08:29

原文作者：Jaleel，BlockBeats

原文編輯：Jack，BlockBeats

大洋彼岸灰度首战 SEC 獲勝的消息還尚在發酵中，國內華為新一代旗艦手機 Mate 60 Pro 的發布瞬時讓科技市場先沸騰了起來。一條關於中國礦企「單騎救主，推動中芯國際 7 nm 芯片發展」的消息在社群中傳开。

本末社區的超級君在這件事上的看法，將中芯國際 7 nm 芯片的故事在幣圈中推向了新的高潮，甚至有網絡文章稱國內挖礦企業早期為中芯國際提供的訂單，使其成為了國產 7 nm 芯片的「練兵功臣」。

就此，BlockBeats 採訪了多位芯片產業相關的從業者。阿瓦隆相關人士回應，網絡傳言存在誇大情況，比特大陸則表示不予置評。還有從業者表示，網文中的相關描述「只有 30% 是事實」。另外，一位此前就職華為芯片銷售的員工表示，礦機所用的部件體積實際上並不大，網傳說法有些誇張，「說實話，僅僅因為某家公司給了你一個訂單，並不意味着你就能夠穩定生存。」

盡管加密礦企早期為中芯國際提供的訂單，對 7 nm 芯片研發並沒有大家想象的那樣產生決定性作用，但不可否認的是，過去十年，加密礦企的確在各個方面對芯片產業產生了不同程度的影響。

中芯國際 7 nm 橫空出世，礦企重新進入大衆視线

華為的新品發布背後也有市場傳言，由於中芯國際 7 nm 芯片的技術問題，其最終產出量可能會受到限制。行業內尚未明確中芯國際的 N+ 1 和 N+ 2 工藝是否與市場上的 7 nmT 工藝相當。但業界有理由相信，其 N+ 1 工藝應與 7 納米 LPE 工藝相當，而 N+ 2 工藝與 7 納米 LPP 工藝相匹敵。

中芯國際作為中國唯一能夠量產 14 納米 FinFET 工藝的公司，它的 N+ 1 和 N+ 2 工藝均源於 14 納米 FinFET 技術的進一步優化。利用 DUV 光刻機技術，中芯成功地規避了美國的技術制裁。盡管當前最先進的制程採用 EUV 光刻機，但仍然有企業在 14 nm 的基礎上探索改進，例如蘋果，盡管其實驗結果並未達到預期，被業界戲稱為「電子垃圾」。

對於 5 nm 技術，雖然其制程的技術壁壘並不是絕對的，但其產率卻是一個巨大的難題。回想三星在 7 NM 的技術下僅有 60% 的良率，這意味着有高達 40% 的產品需要被淘汰。若從 14 NM 技術直接跨越至 5 NM，即便有可能實現，其良率的挑战也可能需要巨資和時間來攻克。

技術制程的選擇決定了產品的上限，盡管這可能不會影響市場宣傳，但對於行業內的專家來說，不注重功耗的制程選擇與欺騙並無二致。

在中芯國際 7 nm 芯片是否能量產的問題上，BlockBeats 也採訪了 Maxwell。在採訪中，Maxwell 表示 7 nm 芯片研制是非常困難，確實是一個瓶頸點。但在 2021 年時中芯國際 N+ 1 的 7 nm 技術已經趨於成熟，在籌備大規模的使用，現在又過去了兩年時間，作為華為的代工廠，同時也是國內芯片行業的頂級企業，又有訂單需求在，中芯國際不會沒有進展和突破。所以現在的量產消息是有依據的。

根據 MinerVa Semiconductor 網站，這顆 IC 早在 2021 年 7 月就开始出貨，由此可推斷中芯在 2021 年年初，就有能力量產 7 nm 制程。華為毫無預熱推出 mate 60 後，已經消失匿跡已久的礦企再一次進入我們視线。

礦企對芯片產業有哪些影響？

正如科技數碼圈測評博主所說的那樣，礦機是最適合 Fab 拿來練手的訂單了，中芯國際 7 nm 芯片還真得感謝當年礦工們的無心插柳。

接着社區成員也开始憶往昔， 2021 年，美聯儲开啓無限 QE，虛擬貨幣开始暴漲，礦老板們嫌棄傳統的顯卡挖礦算力/能耗比太低，向專門礦機廠商訂購專用礦機，當時 tsmc，三星都在給 N A 兩家保供貨，根本看不上。於是礦機廠找到剛剛試水 7 nm 成功的中芯國際，這個 7 nm 工藝上應該遠不如三星同期的 8 nm，屬於是 duv 14 nm 的極致工藝改進版，但也就在這個奇怪的經濟環境下，中芯國際最終還是給礦機廠交貨了 (掙的錢能 cover 良率低)。於是，這個有點無心插柳的舉動， 7 nm 开始持續更新，最終給到了今天華為 mate 60 pro 上的 K 9000 s！算是一個不大不小的突破。

自礦機問世以來，國內基本壟斷的這個市場，形成四足鼎立格局：嘉楠耘智、比特大陸、比特微、億邦國際。

比特大陸於 2013 年由吳忌寒和詹克團共同創建，短短的時間裏，便推出了基於 55 nm 芯片 BM 1380 的 Antminer S 1 礦機，开啓了其飛速的成長之路。2014 年，其進一步推出了基於 28 nm 芯片 BM 1382 的螞蟻 S 3 礦機。此外，該公司還提供了衆多挖礦相關的服務和產品。

2011 年，張楠賡在 Bitcointalk 論壇以「ngzhang」之名亮相，並很快推出了中國首款 FPGA 礦機——Icarus 和 Lancelot。由此，他也被 affectionately 稱為「南瓜張」。當「蝴蝶實驗室」於 2012 年宣布研發 ASIC 礦機，並聲稱只為自家使用時，張楠賡決定親自入場，制止比特幣算力的壟斷。他放棄了學業，集中力量進行 ASIC 礦機的研發。2013 年，他成立了嘉楠科技並推出了嘉楠耘智的第一臺 ASIC 礦機——阿瓦隆。經過種種努力， 2019 年，嘉楠耘智成功登陸納斯達克，成為「國內礦機第一股」。

比特微成立於 2016 年 7 月，相比於其他三家公司，比特微是最晚進入市場的。比特微的創始人楊作興其實早在 14 年就進入礦圈，經歷了「烤貓跑路」事件和「比特大陸股權糾紛」事件之後，他才決定自啓門戶成立比特微。而旗下的礦機品牌「神馬礦機」也在推出之後市場佔有率一路飆升，憑借較高的性價比已开始嘗試與比特大陸一較高低。在同年 12 月，其研發的 28 nm 芯片 BT 1000 正式流片。2017 年 4 月，比特微旗下神馬 M 3 礦機正式量產，首批 M 3 礦機銷售額近千萬元。

億邦國際的故事起始於 2010 年。最初，公司主營通訊設備業務，但其創始人胡東很早便對比特幣產生了濃厚興趣。2014 年，當通訊行業陷入低谷時，億邦國際开始涉足礦機業務，前後經過九個版本的改進，終於在 2016 年成功上线了礦機產品。在 2020 年 6 月 26 日成功在納斯達克上市後，成為「國內比特幣礦機第二股」，如今已經逐漸在市場上銷聲匿跡。

輸血芯片「志愿者」

到了 2020 年底，BTC.com 的全球算力統計數據揭示了一個有趣的事實：近幾個月，高於 80 TH/s 的算力已佔到了 16% ；而超過 60 TH/s 的算力礦機佔比為 27% 。這意味着新一代 7 nm 或 8 nm 的比特幣礦機已經大量地被投入使用。

背後的芯片制造商亦形成三強鼎立之勢：臺積電、三星和中芯國際。

2013 年 1 月，阿瓦隆礦機誕生意味着算力大幅提升，甚至引領整個行業進入到了 ASIC 時代。也正是在這一年，比特大陸橫空出世並迅速嶄露頭角，並與臺積電形成了緊密的合作關系。

在此後很長的一段時間裏，全球市場目前面臨芯片短缺、供不應求的局面之下，臺積電卻有做不完的生意。這一切的背後，離不开比特大陸的力量。早在 2017 年下半年起，比特大陸成為臺積電在中國地區的第二大客戶，並列入臺積電的大客戶名單，每年獲得比特大陸大量訂單。

2021 年，臺積電發布的第四季度及全年財報顯示其營收高達 157.4 億美元，再創新高。值得注意的是，比特大陸在該年下半年向臺積電下的訂單達到了 5 萬片，預估將帶來 12 億美元的利潤。當時有媒體稱，臺積電方面對此倍加重視，甚至有臺積電高管親赴日本，為該筆訂單採購關鍵設備。

然而，隨着比特幣價格的下跌以及國內對挖礦的限制，比特大陸的訂單量有所減少，這對臺積電的營運動能造成了一定的衝擊。盡管如此，比特大陸仍然是臺積電的大客戶，保持在前十名的位置。

再說回華為新一代旗艦手機 Mate 60 Pro 的背後，中芯國際 7 nm 芯片。2020 年，中芯國際就首次正式宣布，將產品應用在量產發貨的加密貨幣礦機上。據當時的報道稱，中芯國際與嘉楠科技合作的 14 nm 礦機芯片已經完成測試，將在 2020 年二季度量產出貨。具體芯片種類或是某種小幣種礦機。中芯國際當年可以提供的最高芯片制程為 14 nm，預計在 2020 年的 4 季度开始 7 nm 的試產。

據業內人士透露， 2020 年也不是中芯國際首次試圖進入礦機領域，早在 18 年初中芯國際曾經與東莞幣圈知名人士合作，但由於比特幣價格急轉直下，進而導致投資人撤資，芯片雖然設計完成但沒有量產。中芯國際一直很積極地進入礦機行業，與其他礦機廠商也有過合作，只是沒有主流量產的機型。

低電壓芯片「追求者」

當時的礦機芯片的核心技術在於兩大方向：

一是 SHA 256 的計算是全定制模式。所謂全定制，不是通過硬件描述語言，綜合得到電路，而是直接通過與非門來人工來定制 SHA 256 計算的宏模塊，然後把這些宏模塊在同一個芯片內部復制幾萬甚至幾十萬份，從而達到高速的處理能力；

二是低電壓技術。由於比特幣芯片需要時時刻刻都在工作，所以關閉時鐘（clock gating）和部分關電（power domain）都沒有用，而低電壓，就是比特幣芯片的的核心技術之一；芯片動態功耗運行頻率（F）和電源電壓的平方（VCC^ 2）；頻率是不可能降低的，降低了就挖幣慢了；所以低電壓是比特幣芯片核心技術。

當時嘉楠科技也曾發文表示，已經注意到工藝制程只是頂芯片性能的一個因素，因此嘉楠科技在低電壓、標准電路單元設計和優化、高性能計算以及散熱解決方案等領域都做出了不少努力，積累了大量底層技術。

比特幣礦工 peicaili（@pcfli）認為，低電壓技術也被擴展運用在了諸如手機等其他行業，使整個芯片行業都受益匪淺。

英偉達顯卡「拯救者」

2017 年 5 月 19 日，以太坊價格首次突破 100 美元大關，新一輪加密牛市一觸即發。在這輪牛市中，最令人影響深刻的，就是 IC0 的盛行。

也是在這個時期， 2016 到 2018 年，英偉達的市值從 140 億美元增長到了 1750 億美元，這個硅谷巨頭的價值在兩年時間裏翻了十倍之多，驚掉了所有投資者的下巴。僅 2017 一年，英偉達的營業收入就達到了 97.14 億美元，環比增長 40.58% 。不誇張地說， 17 年的加密牛市，為英偉達帶來了相當豐厚可觀的回報。

以太坊採用的是 Ethash 加密算法，在挖礦的過程中，需要讀取內存並存儲 DAG 文件。由於計算機每次讀取內存的帶寬都是有限的，而現有的設備又很難在這個技術上有突破，所以無論礦工怎么提高算力，挖礦效率都不會得到顯著提升，這也就讓以太坊的 PoW 機制有了「抗 ASIC 性」。

可以說，以太坊這個全球最大的去中心化开發網絡，給黃仁勳的顯卡銷售創造了一個無比巨大的市場，甚至幫助徹底改寫了英偉達的生命曲线。

英偉達針對以太坊挖礦，推出了取消輸出接口的 GTX 1060 6 GB 顯卡，首批供貨就是 30 萬塊，後來甚至停掉了正常帶輸出顯卡的市場供給。年底又有針對性的優化了顯卡的性能，推出了 P 106、P 104 等一系列算力更強、價格更低的專業「礦卡」，這個系列的顯卡連 IO 輸出接口都沒有，用戶甚至沒法用它來打遊戲。

為了搶佔挖礦市場的芯片供給，英偉達甚至不惜與自己的頭號死敵 AMD 展开密切合作，加速「挖礦產品」的研發與生產。

2018 年，英偉達 CFO 公开披露了自己依靠銷售「礦卡」賺錢的事實，而黃仁勳則是在言語中，透露出了自己對挖礦行業的「興趣」：「英偉達實際上對用戶購买 GPU 的用途有所把控...... 我們必須留意它（用戶买顯卡來挖礦）的存在，並保證充足的庫存來應對」。

在以太坊也迎來了第二次礦潮時，英偉達也不出所望，沒有錯過新一輪牛市的开啓，再次出動。頂着全球缺芯潮和玩家需求的壓力，為顯卡礦工們开發了 CMP 系列礦卡。為了獲得最高挖礦效率，CMP 直接舍棄了圖形處理功能。後來迫於壓力，才宣布新推出的 GeForce RTX 30 系列顯卡會限制挖礦性能，使得顯卡價格再度高漲。

黃仁勳展示 RTX 30 系顯卡，圖片源自網絡

此時的以太坊價格已經逼近 3000 美元，PoS 合並在上漲的價格面前不再被看作是潛在的威脅。黃仁勳成了加密貨幣的全力倡導者，公开對外表示自己對市場熱潮和區塊鏈價值的長期看好。礦工們也买账，顯卡一搶而空，據知情人透露，一些大的礦場甚至是直接向英偉達提貨，都不走一二級市場。

一時間，顯卡價格上漲成了央視、自媒體反復報道的內容。據機構報告， 2021 年，依靠向礦工出售顯卡，英偉達大約創造了 30 億美元的收入。同年，英偉達的市值突破了 5000 億美元，次年 2 月的財年財報裏，公司的全年收入更是創下了 269 億美元的紀錄，同比增長 61% ，實現連續 7 個季度的營收上漲。