华为Mate60带火加密矿企，挖矿对芯片产业的真实影响几何？
原文作者：Jaleel，BlockBeats
原文编辑：Jack，BlockBeats
大洋彼岸灰度首战 SEC 获胜的消息还尚在发酵中，国内华为新一代旗舰手机 Mate 60 Pro 的发布瞬时让科技市场先沸腾了起来。一条关于中国矿企「单骑救主，推动中芯国际 7 nm 芯片发展」的消息在社群中传开。
本末社区的超级君在这件事上的看法，将中芯国际 7 nm 芯片的故事在币圈中推向了新的高潮，甚至有网络文章称国内挖矿企业早期为中芯国际提供的订单，使其成为了国产 7 nm 芯片的「练兵功臣」。
就此，BlockBeats 采访了多位芯片产业相关的从业者。阿瓦隆相关人士回应，网络传言存在夸大情况，比特大陆则表示不予置评。还有从业者表示，网文中的相关描述「只有 30% 是事实」。另外，一位此前就职华为芯片销售的员工表示，矿机所用的部件体积实际上并不大，网传说法有些夸张，「说实话，仅仅因为某家公司给了你一个订单，并不意味着你就能够稳定生存。」
尽管加密矿企早期为中芯国际提供的订单，对 7 nm 芯片研发并没有大家想象的那样产生决定性作用，但不可否认的是，过去十年，加密矿企的确在各个方面对芯片产业产生了不同程度的影响。
中芯国际 7 nm 横空出世，矿企重新进入大众视线
华为的新品发布背后也有市场传言，由于中芯国际 7 nm 芯片的技术问题，其最终产出量可能会受到限制。行业内尚未明确中芯国际的 N+ 1 和 N+ 2 工艺是否与市场上的 7 nmT 工艺相当。但业界有理由相信，其 N+ 1 工艺应与 7 纳米 LPE 工艺相当，而 N+ 2 工艺与 7 纳米 LPP 工艺相匹敌。
中芯国际作为中国唯一能够量产 14 纳米 FinFET 工艺的公司，它的 N+ 1 和 N+ 2 工艺均源于 14 纳米 FinFET 技术的进一步优化。利用 DUV 光刻机技术，中芯成功地规避了美国的技术制裁。尽管当前最先进的制程采用 EUV 光刻机，但仍然有企业在 14 nm 的基础上探索改进，例如苹果，尽管其实验结果并未达到预期，被业界戏称为「电子垃圾」。
对于 5 nm 技术，虽然其制程的技术壁垒并不是绝对的，但其产率却是一个巨大的难题。回想三星在 7 NM 的技术下仅有 60% 的良率，这意味着有高达 40% 的产品需要被淘汰。若从 14 NM 技术直接跨越至 5 NM，即便有可能实现，其良率的挑战也可能需要巨资和时间来攻克。
技术制程的选择决定了产品的上限，尽管这可能不会影响市场宣传，但对于行业内的专家来说，不注重功耗的制程选择与欺骗并无二致。
在中芯国际 7 nm 芯片是否能量产的问题上，BlockBeats 也采访了 Maxwell。在采访中，Maxwell 表示 7 nm 芯片研制是非常困难，确实是一个瓶颈点。但在 2021 年时中芯国际 N+ 1 的 7 nm 技术已经趋于成熟，在筹备大规模的使用，现在又过去了两年时间，作为华为的代工厂，同时也是国内芯片行业的顶级企业，又有订单需求在，中芯国际不会没有进展和突破。所以现在的量产消息是有依据的。
根据 MinerVa Semiconductor 网站，这颗 IC 早在 2021 年 7 月就开始出货，由此可推断中芯在 2021 年年初，就有能力量产 7 nm 制程。华为毫无预热推出 mate 60 后，已经消失匿迹已久的矿企再一次进入我们视线。
矿企对芯片产业有哪些影响？
正如科技数码圈测评博主所说的那样，矿机是最适合 Fab 拿来练手的订单了，中芯国际 7 nm 芯片还真得感谢当年矿工们的无心插柳。
接着社区成员也开始忆往昔， 2021 年，美联储开启无限 QE，虚拟货币开始暴涨，矿老板们嫌弃传统的显卡挖矿算力/能耗比太低，向专门矿机厂商订购专用矿机，当时 tsmc，三星都在给 N A 两家保供货，根本看不上。于是矿机厂找到刚刚试水 7 nm 成功的中芯国际，这个 7 nm 工艺上应该远不如三星同期的 8 nm，属于是 duv 14 nm 的极致工艺改进版，但也就在这个奇怪的经济环境下，中芯国际最终还是给矿机厂交货了 (挣的钱能 cover 良率低)。于是，这个有点无心插柳的举动， 7 nm 开始持续更新，最终给到了今天华为 mate 60 pro 上的 K 9000 s！算是一个不大不小的突破。
自矿机问世以来，国内基本垄断的这个市场，形成四足鼎立格局：嘉楠耘智、比特大陆、比特微、亿邦国际。
比特大陆于 2013 年由吴忌寒和詹克团共同创建，短短的时间里，便推出了基于 55 nm 芯片 BM 1380 的 Antminer S 1 矿机，开启了其飞速的成长之路。2014 年，其进一步推出了基于 28 nm 芯片 BM 1382 的蚂蚁 S 3 矿机。此外，该公司还提供了众多挖矿相关的服务和产品。
2011 年，张楠赓在 Bitcointalk 论坛以「ngzhang」之名亮相，并很快推出了中国首款 FPGA 矿机——Icarus 和 Lancelot。由此，他也被 affectionately 称为「南瓜张」。当「蝴蝶实验室」于 2012 年宣布研发 ASIC 矿机，并声称只为自家使用时，张楠赓决定亲自入场，制止比特币算力的垄断。他放弃了学业，集中力量进行 ASIC 矿机的研发。2013 年，他成立了嘉楠科技并推出了嘉楠耘智的第一台 ASIC 矿机——阿瓦隆。经过种种努力， 2019 年，嘉楠耘智成功登陆纳斯达克，成为「国内矿机第一股」。
比特微成立于 2016 年 7 月，相比于其他三家公司，比特微是最晚进入市场的。比特微的创始人杨作兴其实早在 14 年就进入矿圈，经历了「烤猫跑路」事件和「比特大陆股权纠纷」事件之后，他才决定自启门户成立比特微。而旗下的矿机品牌「神马矿机」也在推出之后市场占有率一路飙升，凭借较高的性价比已开始尝试与比特大陆一较高低。在同年 12 月，其研发的 28 nm 芯片 BT 1000 正式流片。2017 年 4 月，比特微旗下神马 M 3 矿机正式量产，首批 M 3 矿机销售额近千万元。
亿邦国际的故事起始于 2010 年。最初，公司主营通讯设备业务，但其创始人胡东很早便对比特币产生了浓厚兴趣。2014 年，当通讯行业陷入低谷时，亿邦国际开始涉足矿机业务，前后经过九个版本的改进，终于在 2016 年成功上线了矿机产品。在 2020 年 6 月 26 日成功在纳斯达克上市后，成为「国内比特币矿机第二股」，如今已经逐渐在市场上销声匿迹。
输血芯片「志愿者」
到了 2020 年底，BTC.com 的全球算力统计数据揭示了一个有趣的事实：近几个月，高于 80 TH/s 的算力已占到了 16% ；而超过 60 TH/s 的算力矿机占比为 27% 。这意味着新一代 7 nm 或 8 nm 的比特币矿机已经大量地被投入使用。
背后的芯片制造商亦形成三强鼎立之势：台积电、三星和中芯国际。
2013 年 1 月，阿瓦隆矿机诞生意味着算力大幅提升，甚至引领整个行业进入到了 ASIC 时代。也正是在这一年，比特大陆横空出世并迅速崭露头角，并与台积电形成了紧密的合作关系。
在此后很长的一段时间里，全球市场目前面临芯片短缺、供不应求的局面之下，台积电却有做不完的生意。这一切的背后，离不开比特大陆的力量。早在 2017 年下半年起，比特大陆成为台积电在中国地区的第二大客户，并列入台积电的大客户名单，每年获得比特大陆大量订单。
2021 年，台积电发布的第四季度及全年财报显示其营收高达 157.4 亿美元，再创新高。值得注意的是，比特大陆在该年下半年向台积电下的订单达到了 5 万片，预估将带来 12 亿美元的利润。当时有媒体称，台积电方面对此倍加重视，甚至有台积电高管亲赴日本，为该笔订单采购关键设备。
然而，随着比特币价格的下跌以及国内对挖矿的限制，比特大陆的订单量有所减少，这对台积电的营运动能造成了一定的冲击。尽管如此，比特大陆仍然是台积电的大客户，保持在前十名的位置。
再说回华为新一代旗舰手机 Mate 60 Pro 的背后，中芯国际 7 nm 芯片。2020 年，中芯国际就首次正式宣布，将产品应用在量产发货的加密货币矿机上。据当时的报道称，中芯国际与嘉楠科技合作的 14 nm 矿机芯片已经完成测试，将在 2020 年二季度量产出货。具体芯片种类或是某种小币种矿机。中芯国际当年可以提供的最高芯片制程为 14 nm，预计在 2020 年的 4 季度开始 7 nm 的试产。
据业内人士透露， 2020 年也不是中芯国际首次试图进入矿机领域，早在 18 年初中芯国际曾经与东莞币圈知名人士合作，但由于比特币价格急转直下，进而导致投资人撤资，芯片虽然设计完成但没有量产。中芯国际一直很积极地进入矿机行业，与其他矿机厂商也有过合作，只是没有主流量产的机型。
低电压芯片「追求者」
当时的矿机芯片的核心技术在于两大方向：
一是 SHA 256 的计算是全定制模式。所谓全定制，不是通过硬件描述语言，综合得到电路，而是直接通过与非门来人工来定制 SHA 256 计算的宏模块，然后把这些宏模块在同一个芯片内部复制几万甚至几十万份，从而达到高速的处理能力；
二是低电压技术。由于比特币芯片需要时时刻刻都在工作，所以关闭时钟（clock gating）和部分关电（power domain）都没有用，而低电压，就是比特币芯片的的核心技术之一；芯片动态功耗运行频率（F）和电源电压的平方（VCC^ 2）；频率是不可能降低的，降低了就挖币慢了；所以低电压是比特币芯片核心技术。
当时嘉楠科技也曾发文表示，已经注意到工艺制程只是顶芯片性能的一个因素，因此嘉楠科技在低电压、标准电路单元设计和优化、高性能计算以及散热解决方案等领域都做出了不少努力，积累了大量底层技术。
比特币矿工 peicaili（@pcfli）认为，低电压技术也被扩展运用在了诸如手机等其他行业，使整个芯片行业都受益匪浅。
英伟达显卡「拯救者」
2017 年 5 月 19 日，以太坊价格首次突破 100 美元大关，新一轮加密牛市一触即发。在这轮牛市中，最令人影响深刻的，就是 IC0 的盛行。
也是在这个时期， 2016 到 2018 年，英伟达的市值从 140 亿美元增长到了 1750 亿美元，这个硅谷巨头的价值在两年时间里翻了十倍之多，惊掉了所有投资者的下巴。仅 2017 一年，英伟达的营业收入就达到了 97.14 亿美元，环比增长 40.58% 。不夸张地说， 17 年的加密牛市，为英伟达带来了相当丰厚可观的回报。
以太坊采用的是 Ethash 加密算法，在挖矿的过程中，需要读取内存并存储 DAG 文件。由于计算机每次读取内存的带宽都是有限的，而现有的设备又很难在这个技术上有突破，所以无论矿工怎么提高算力，挖矿效率都不会得到显著提升，这也就让以太坊的 PoW 机制有了「抗 ASIC 性」。
可以说，以太坊这个全球最大的去中心化开发网络，给黄仁勋的显卡销售创造了一个无比巨大的市场，甚至帮助彻底改写了英伟达的生命曲线。
英伟达针对以太坊挖矿，推出了取消输出接口的 GTX 1060 6 GB 显卡，首批供货就是 30 万块，后来甚至停掉了正常带输出显卡的市场供给。年底又有针对性的优化了显卡的性能，推出了 P 106、P 104 等一系列算力更强、价格更低的专业「矿卡」，这个系列的显卡连 IO 输出接口都没有，用户甚至没法用它来打游戏。
为了抢占挖矿市场的芯片供给，英伟达甚至不惜与自己的头号死敌 AMD 展开密切合作，加速「挖矿产品」的研发与生产。
2018 年，英伟达 CFO 公开披露了自己依靠销售「矿卡」赚钱的事实，而黄仁勋则是在言语中，透露出了自己对挖矿行业的「兴趣」：「英伟达实际上对用户购买 GPU 的用途有所把控…… 我们必须留意它（用户买显卡来挖矿）的存在，并保证充足的库存来应对」。
在以太坊也迎来了第二次矿潮时，英伟达也不出所望，没有错过新一轮牛市的开启，再次出动。顶着全球缺芯潮和玩家需求的压力，为显卡矿工们开发了 CMP 系列矿卡。为了获得最高挖矿效率，CMP 直接舍弃了图形处理功能。后来迫于压力，才宣布新推出的 GeForce RTX 30 系列显卡会限制挖矿性能，使得显卡价格再度高涨。
黄仁勋展示 RTX 30 系显卡，图片源自网络
此时的以太坊价格已经逼近 3000 美元，PoS 合并在上涨的价格面前不再被看作是潜在的威胁。黄仁勋成了加密货币的全力倡导者，公开对外表示自己对市场热潮和区块链价值的长期看好。矿工们也买账，显卡一抢而空，据知情人透露，一些大的矿场甚至是直接向英伟达提货，都不走一二级市场。
一时间，显卡价格上涨成了央视、自媒体反复报道的内容。据机构报告， 2021 年，依靠向矿工出售显卡，英伟达大约创造了 30 亿美元的收入。同年，英伟达的市值突破了 5000 亿美元，次年 2 月的财年财报里，公司的全年收入更是创下了 269 亿美元的纪录，同比增长 61% ，实现连续 7 个季度的营收上涨。
挖矿意义何在？
对于矿企与芯片厂商的关系，外界或多或少都带有一些误解和歧视。很多人质疑「挖矿的意义何在？」或认为「矿机芯片是低端产业」。但实际上，这背后的故事远比想象中的复杂得多。
中国的矿机企业已经在全球范围内独占鳌头，这种地位与美国在操作系统领域的统治地位无异。然而，外界的看法常常是矛盾的。一方面，他们承认这是事实；另一方面，却又似乎带有轻视之情。
加密矿业为芯片企业提供的订单作为试炼场，帮助了芯片崛起；在矿机厂商的研发成果，如低电压芯片技术，已被广泛应用在手机和其他行业中；对如今毫无疑问的显卡之王英伟达所作出的拯救，是行业内所有人都有目共睹的。这些事实都证明了矿业对技术进步的巨大贡献。
矿业使用的是最尖端的芯片技术，并且雇佣了顶级的研发人员。如果说矿业「没用」，那么许多其他行业不也是如此吗？对于那些批评者，他们所使用的一切也应该被认为是「没用」的。
虽然矿企不是中芯研发的全部，甚至可能只占一小部分，但它们对的影响是不可或缺的。加密矿企在技术的浪潮中推动了芯片厂商和显卡商的前进，也带来了巨大的商业价值，挖矿的意义正在于此。