2018 年下半年以来，在台积电等全球顶级芯片企业芯片制造工艺不断推陈出新的推动下，7nm 芯片得到了量产。

几乎同时，封装了 7nm 芯片的比特币矿机面市，其性能得到了全方位提升，一时间甚嚣尘上。

而采用 16nm 芯片的上代矿机，与新型矿机相比，其性能则略显落后。而即将到来的丰水期廉价电力导致的挖矿难度飙升，又会让 16nm 矿机面临新的挑战。

在这样的背景下，16nm 矿机会被淘汰吗？7nm 矿机具有绝对优势吗？在技术进步的推动下，2019 年能否成为比特币矿机更新换代的关键节点，成为广大矿工必须思考的问题。

原文标题：《比特币矿机迭代：一场 7nm 芯片引发的「军备竞赛」》
原文作者：国锋

一、7nm 矿机「盛况」

2018 年下半年以来，日本 GMO、比特大陆、嘉楠耘智等国内外矿机厂商陆续推出了 7nm 矿机。嘉楠耘智的矿机市场总监陈峰甚至公开表示，公司已在进行布局 5nm 芯片。

从几家厂商公开的数据来看，新一代矿机，无论在性能还是耗电量方面都得到了巨大的优化与提升。

以比特大陆第一代 7nm 矿机 S15 为例，该矿机能效比为 57J/T，与 S9 矿机 100J/T 的能效比相比，降低了 50%。这就意味着，在同时挖出 1 枚比特币的情况下，S15 矿机耗电量至少能节省 50%。

能效比是指单位时间产生 1T 算力所消耗的能量。

在「惜电如命」的挖矿行业，这样的效能提升无异关系重大。

同时，7nm 矿机本身也在更新换代，这方面比特大陆走在了嘉楠耘智与日本 GMO 前面。

今年 4 月份，比特大陆推出了自己的第二代 7nm 矿机 S17。据比特大陆官网显示，蚂蚁矿机 S17Pro 搭载比特大陆第二代 7nm 芯片 BM1397，标准模式下算力高达 53TH/s，能效比为 39.5 J/T，低功耗模式下能效比低至 36J/T。

第二代芯片功耗再次大幅度降低。

据比特大陆官网信息显示，S17 矿机在今年 4 月份一经上线，便在 5 分钟之内被抢购一空。

众多实力厂商陆续推出最新型号矿机，7nm 进驻市场似乎已成定局。

那么，这些看起来性能强悍、在能效比上做出巨大进步的 7nm 矿机，是否真能赢得矿工的「芳心」，助力矿机产品更新换代，顺利替代上一代 16nm 矿机吗？

7nm 矿机盛况，是否真的会到来。

二、7nm 矿机能否掳取矿工「芳心」？

「决定矿工到底是否更新矿机的唯一因素是投入产出比。如果机器算力高、耗电量底，同时价格又足够实惠，矿工是有动力更换矿机的。」林海说道。

林海是一位资深的比特币矿工，目前他的矿场主要运行的是比特大陆的蚂蚁 S9。关于矿圈是否真的到了矿机更新换代的时间点，他有自己的看法。

「另一方面，如果矿机价格昂贵，而上一代矿机本身又能够盈利，那么矿工是完全没有动力更换新设备的。 」林海直言。

在林海看来，只有足够实惠，新矿机才有可能吸引到矿工。那么，7nm 矿机是否足够实惠呢？

先比对一下 7nm 矿机与 16nm 矿机现阶段的盈利情况。

F2pool 最新数据显示，以综合电费 0.45 元计算，目前 S9 矿机尚且处盈利状态，目前的币价也远高于 S9 的关机币价。

对林海而言，单从矿机的盈利能力这个角度来说，他并没有动力更换矿机。

另一方面，7nm 矿机的售价，也将林海彻底「死了心」。

「现在一台 S17 售价 1.5 万元，目前这种挖矿下，旧矿机反而更有优势，」林海说道，「现在一台二手 S9 售价只有一千元左右，每天的纯利润也有 3 块多，如果币价再涨，在挖矿难度增长幅度不大的情况下，盈利能力还会更好。」

挖矿难度增加了 14.1%，但是比特币价格上涨超过 60%

那么，目前新矿机有没有可能通过降价「赢得」矿工关注？

「实际上，目前 7nm 矿机售价很难降下来，因为这种专用矿机芯片从设计到应用，再到整个矿机的设计试验成型，再到上市，要花费巨额资金，收回成本绝对不是一朝一夕的事情。」林海说。

虽然目前无从得知比特大陆的蚂蚁 S17 与嘉楠耘智的阿瓦隆 A9 的研发成本，但是从日本 GMO 公司设计制造的 7nm 矿机花费 100 亿日元（折合人民币 6.5 亿元）推测，比特大陆与嘉楠耘智两家公司的 7nm 矿机研发费用也应该也在数亿级别。

「降价方式只有等待矿机量产，出货量大了，研发成本也就容易收回，矿机降价也就是自然而然的事情。」林海说道。

同时，我们联系到某家矿机公司的市场部负责人，从他处也得到证实，目前 7nm 矿机的预定出货量一般，没有成为这些公司产品销售的重点。

看来，7nm 要想掳取矿工「欢心」，前方还有很长道路要走。

但目前而言，矿圈所倚重的以矿机蚂蚁 S9 为代表的 16nm 矿机，在面临不断推陈出新的 7nm 矿机「隔代竞争」压力，与即将到来的四川廉价水电导致的算力暴涨，挖矿成本面临不断升高的情况下，16nm 矿机能否扛得呢？

三、来自 7nm 矿机的隔代竞争

「16nm 矿机本身正面临隔代竞争问题。」林海说道。

所谓矿机的隔代竞争，是指矿机芯片在存在代差的情况下，进行的能效比竞争，例如 55nm 矿机与 16nm 矿机之间就存在隔代竞争。

芯片工艺是从 110nm、55nm、28nm、16nm、12nm/10nm、7nm 这样的顺序逐级优化发展而来。

一般情况下，当出现隔代竞争时，性能较为先进的矿机能够彻底碾压老旧矿机，进而推动整个矿机行业更新换代。

以 16nm 矿机为例，以蚂蚁 S9 为代表的该型矿机出现之后，性能与价格全方位优于采用 55nm 芯片的 S1。在相同的情况下，S9 的挖矿能力是 S1 的 22.5 倍。在售价方面，蚂蚁在 2013 年 12 月份上线时，售价高达 2.2 万元。而 S9 在 2016 年 6 月份上线时，售价只有 1.4 万元。

从过往数据可以看出，无论是矿机能效，或者是售价，隔代矿机 S9 与 S1 两型隔代矿机之间形成了碾压性优势。

那么，这样的隔代优势，还能出现在 S9 与 S17 矿机上吗？

「目前来看，虽然 S17 pro 采用了 7nm 芯片，S9 采用了 16nm 芯片，矿机之间存在代差，但是并没有呈现出 S9 与 S1 那样的隔代优势。 」林海说道。

以比特大陆性能最为强悍的 7nm 矿机蚂蚁 S17 pro 为例，该矿机算力为 53T，功耗为 2520W，能效比则为 47J/T。与此相比，目前市面上出货量最大的蚂蚁 S7 矿机，该型矿机算力为 14T，功耗为 1350W，能效比为 97J/T。

蚂蚁 S17 pro 能效比为蚂蚁 S9 能效比的 2 倍，原未达到 S9 与 S1 那样的巨大差距。

「实际上，如果 S9 开启 BOOST 超频，能效比还能提升到 70J/T 的水平。」林海说道，「开启该功能之后，S9 性能表现会更进一步。」

而之所以产生这样的情况，有技术专家认为，这是因为半导体目前在原材料仍然是以硅为基础，这导致了芯片工艺可能已经走到了摩尔定律的尽头，而这早已在 14/16nm 技术刚推出时就已经有了端倪。

摩尔定律是由英特尔（Intel）创始人之一戈登·摩尔（Gordon Moore）提出来的。其内容为：当价格不变时，集成电路上可容纳的元器件的数目，约每隔 18-24 个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。换言之，每一美元所能买到的电脑性能，将每隔 18-24 个月翻一倍以上。这一定律揭示了信息技术进步的速度。

尽管这种趋势已经持续了超过半个世纪，摩尔定律仍应该被认为是观测或推测，而不是一个物理或自然法。预计定律将持续到至少 2015 年或 2020 年。然而，2010 年国际半导体技术发展路线图的更新增长已经放缓在 2013 年年底，之后的时间里晶体管数量密度预计只会每三年翻一番。

也就是说，随着芯片的纳米工艺进步，产品并不会产生之前那样快速的性能进步。

同时，莱比特创始人江卓尔也持有相似看法，他认为，「16nm 矿机将成为次终极矿机。」

从这个角度看，以蚂蚁 S9 矿机能够扛得住隔代竞争。

既然如此，那么为什么如此多厂家会如此积极地力推 7nm 矿机，他们的用意何在？是市场推动，还是军备竞赛？

四、7nm 矿机是军备竞赛还是市场推动？

「芯片技术进步得益于台积电、格芯、联电、三星这些芯片公司制造工艺的进步，这些技术进步推动了硬件设备的进步。」林海说道，「7nm 芯片被制造出来之后，首先应用在苹果、华为等手机大厂上，然后才有可能轮到矿机。」

也就是说，众矿机厂商的 7nm 矿机是建立在 7nm 芯片技术成熟的基础上。

「芯片制造工艺，其复杂程度绝非富士康这类低门槛组装厂能比的，是一件非常具有技术含量的工作。」林海表示。

10nm、7nm 等数字的意义：芯片是由晶体管分布排列在晶体硅上面组成的，nm 代表相邻两个晶体管的最小间距，这个数字越小，能在相同体积下塞下的晶体管数量就越多，芯片性能就会越好。

「矿机升级，实际上是技术进步推动。」林海说道，「矿机厂商想要在 7nm 时代占据一席之地，也是正常的。」

同时，在比特币全网算力不断增长，挖矿难度与日俱增，但是比特币价格却并未同步增长的情况下，矿工行业也在期待能效比更高、价格更加实惠的矿机出现，以降低挖矿成本。

2018 年下半年以来，比特币价格最高跌幅超过 50%，同时，挖矿算力也产生了巨大变化，大量蚂蚁 S9、T9 等矿机甚至在某一时间点接近关机，或挣扎运行。

「那次大跌，S9 如果不是开了超频，早已经挂了。」林海说道，「也就是说，虽然 S9 这些主流矿机还有能力盈利，还占据着矿机市场的大部分份额，但目前也到了该更新换代的时间点。」

如此看来，新型号的矿机，既是矿机厂商「军备竞赛」的产物，又是市场推动的结果。

无论如何，7nm 矿机要想成功吸引矿工的注意，替代 S9 等上代矿机，晋级成为矿圈宠儿，还需要很长的路要走。

矿机更新换代过程，绝不可能是单一因素所能决定。

这个过程是在芯片技术不断进步、矿机设计技术不断完善、资本市场不断推动等综合因素作用的的结果。