2024年比特币产业链构成及相关投资价值分析：4年减半，周而复始

比特币产业链上下游分析

比特币运作原理

比特币的诞生

比特币2009年推出，创世区块诞生于2009年1月3日，这标志着比特币区块网络的正式运行。比特币创始人中本聪在白皮书中将其定位为点对点的电子支付系统。 比特币交易模型为UTXO模型，这一模型非常适用于账本记账，单个区块初始的大小被限制为1MB，后期随着交易需求量提升，1MB的空间不足以支撑网络交易需 求，2017年比特币社区通过了隔离见证（SegWit）的软分叉升级，SegWit通过将交易签名数据从交易数据中分离出来，提高了区块的实际容量（等效于1.7MB至 4MB）。

比特币的运作原理

比特币基于POW（工作量证明）机制，以调整SHA-256哈希算法求值难度，控制出块速度，以维持其单个区块的出块时间在10分钟左右，比特币出块实际上就是 一个不断计算SHA-256哈希值的过程。为了激励更多节点来帮助记账出块，比特币网络对最快算出哈希值的节点予以比特币奖励，初始奖励为50个比特币，而后每 210000个区块（大约为4年），奖励减半，直到约2140年，所有的2100万个比特币全部发行完毕，区块奖励发行完毕后出块节点仍可以获取每笔交易打包所支付 的交易费。

比特币参与人群

根据bitnodes数据显示，截至2024年4月13日，比特币目前全球共有18796个节点在运作，广泛分散于全球各地，这保证了比特币网络的去中心化，增强抗风险能 力。根据glassnode统计数据显示，截至2024年3月20日，比特币链上地址已经达到12.74亿个，其中每日活跃的地址维持在100万左右。

比特币资产的收益与风险

以2011年底比特币价格为基准，统计每年的投资收益以及复合收益率情况，可以看到每年的收益波动较大，单一年多最高收益为2013年的5869.6%，最大回撤为 2018年的73.2%，复合收益角度看，截至2023年年化收益高达113.5%。近年比特币的波动率在收敛，2024年1月，美国SEC批准11家公司发行比特币现货ETF， 至此比特币进入机构投资时代，监管风险进一步降低。

比特币价格与全网算力趋势对比

比特币诞生至今，一共经历过4轮区块奖励减半，分别是2012年11月28日、2016年7月9日、2020年5月11日，区块奖励从最初的50→25→12.5→6.25个 BTC，近期于2024年4月20日减半，开启新一轮减半，区块奖励从6.25下降至3.125个BTC。

比特币的价格，自诞生至今，涨至最高71332美元/枚，2016年以来，经历过两轮大牛市，两轮牛市均出现在区块奖励减半后，第一轮是2017年，第二轮是 2021年，近期BTC价格已经创出2021年以来的新高，有望进入新一轮牛市。

虽然比特币价格存在波动，每轮牛市价格的顶部与熊市价格的底部差额巨大，且牛市持续周期较熊市短，但较强的年化复合收益率，导致全网算力投入持续增长， 由于BTC是POW机制，依赖SHA256算法出块，且为了保证出块的量，每2016个区块（约两周）调整一次难度，难度调整的目标是使过去2016个区块的平均出 块时间接近10分钟。因此，每日的出块量是相对固定的，而参与的矿工算力却在源源不断涌入。

历史上有两次短暂的全网算力下降，分别短暂出现在2018年下半年与2021年上半年，主要原因均为国内政策限制挖矿，2018年下半年四川、内蒙古、云南相 继对违规挖矿进行整治，全网算力明显下降，2021将挖矿定义为淘汰行业，清退了大量矿场。受此影响，比特币算力在此期间短暂下行，而后迅速恢复到此前水 平。整体趋势上处于持续上扬的状态。

比特币强共识，市值排名全球TOP10

比特币持有人数持续稳定上升

根据look into bitcoin的统计，截至2024年4月14日，比特币链上持有超过0.1枚比特币的地址超过450万个，且该数量自比特币诞生之初开始就在不断提升， 并未由于比特币价格的回撤波动产生明显减少，可见持有比特币的地址具有较强稳定性和共识，这也是推动比特币价格在每一轮牛市中持续上升的基础。但比特 币自2009年诞生至今，15年时间，即使考虑超过0.01枚比特币的地址也仅有1247万个左右（有部分用户在交易所交易，并不直接持有比特币），从用户认知、 普及来看，仍有较大的提升空间。

比特币市值排名全球第10

根据Infinite Marker Cap统计，截至2024年4月14日，比特币的市值为1.257万亿美元，大宗商品端仅略低于白银，是黄金市值的7.9%，这一比值随着今年 比特币价格的不断上涨在不断增长。随着比特币现货ETF的通过，发行机构包括Grayscale、Bitwise、Hashdex、iShares、Valkyrie、Ark 21Shares、Invesco Galaxy、VanEck、 WisdomTre、Fidelity及Franklin，比特币ETF将引导更多人参与比特币投资，有望推动比特币价格进一步上扬。

比特币产业链剖析

上游

比特币产业链上游为矿机生产商，比特币出块的计算过程较为形象的称为挖矿，核心玩家为比特大陆、比特微、嘉楠科技、比特小鹿等，比特币矿机的发展经历了4 个阶段：1）CPU时代：2009-2010年，在比特币诞生初期，矿工主要使用普通CPU来挖矿，由于比特币SHA-256算法适合并行计算，因此多核CPU比单核CPU有 更高的算力，但CPU挖矿效率相对较低，且容易引起设备过热；2）GPU时代：2010-2011年，GPU本用于图像渲染和游戏加速，但其并行计算能力远超CPU，使 用GPU挖矿可以将算力大幅提升，这引发了第一次“算力军备竞赛”，AMD的HD 5800系列显卡成为当时最受欢迎的挖矿设备；3）FPGA时代：2011-2012年，一 些矿工开始尝试使用FPGA挖矿，FPGA是一种可重构的集成电路，可以通过编程来优化特定算法，FPGA矿机的出现预示着专业矿机时代的到来；4）ASIC时代： 2012年至今，ASIC矿机是专门为比特币挖矿设计的芯片，其算力和能效远超GPU和FPGA，一直更新迭代至今。 矿机的核心器件为其计算芯片，矿机厂商普遍为无晶圆厂，负责芯片设计，而由台积电、三星等厂商负责代工生产，而矿机生产成本中最大开支部分就来自于芯片 的生产，其余还包括封装测试等环节，电源模块、散热模块、控制板以及机箱等其他组件。

中游

比特币产业链的中游为矿池与矿场，其中矿池主要为矿机提供集中算力调度以达到共同挖矿共享收益的目的，是比特币挖矿进入工业化时代后必然产物。单一矿工 已经很难单打独斗获取出块机会。而矿场则是较大的矿工，他们根据规模不同，有的也将算力接入矿池，获取稳定共享收益，有的通过自建矿池独享收益。目前全 球最大的矿池为北美的Foundry，根据BTC.com数据统计，Foundry的算力占比全网达到29.4%，第2、3名为比特大陆旗下的Antpool占比22.45%，ViaBTC占 比13.89%。矿企中的核心上市玩家为Marathon Digital、Riot Platform、CORE SCIENTIFIC、Bitfarms、CleanSpark等，大都来自北美地区。

下游

比特币产业链下游为交易所，主要提供比特币的托管、交易等，头部的中心化交易所包括有Binance、Coinbase、OKX、KRAKEN等，去中心化交易所包括 Uniswap、Pancakeswap等，其他辅助环节包括比特币钱包、DEFI等。

参与方跟随比特币周期，弹性强

从矿机生产商角度看：取国内两大矿机生产龙头嘉楠科技与比特大陆财报数据，在2017~2018与2020~2021两轮比特币牛市中，嘉楠科技单季度收入2018Q1最 高达到1.71亿美元，同比增幅达到612.5%，毛利润亦在2018Q1达到最高单季度1.25亿美元，同比增幅1131%，2020~2021年第二轮牛市中，嘉楠科技在 2021Q4单季度收入达到峰值，为3.43亿美元，同比增幅5747.9%，当季毛利润为2.33亿美元，同比增幅16638% ；比特大陆由于只在2018年提交过招股说明书， 因此取招股书中数据，2017年全年公司收入达到25.18亿美元，同比增幅806.9%，毛利润达到12.1亿，同比增幅701.3%，2018上半年更是直接超越2017全年 收入，达到28.45亿美元。 从矿场角度看：取北美头部的矿场Marathon、Riot、Bitfarms以及Hut 8季度财报数据，可以看到在2020~2021年牛市中，4家公司综合季度收入亦在2021Q4 达到峰值，为2.54亿，同比增幅686.1%，值得一提的是，当前比特币价格已经创出新高的情况下，4家公司2023Q4季度收入已经超越2021Q4峰值，达到2.88 亿美元，北美矿业在经过2021年快速布局后，有望在此轮大趋势中获取丰厚收益。

上游矿机制造商业模式详解

矿机生产商—3家寡头垄断

比特大陆、比特微、嘉楠科技为全球矿机生产3大龙头，比特小鹿新杀入

1）对比矿机性能：

统计当前算力超过100Th/s的矿机，全来自于3家公司，头部化明显：比特大陆、比特微以及嘉楠科 技，其中比特大陆18款机型，占38款总量的47.4%，微比特16款，占比42.1%，嘉楠科技4款，占 比10.5%。其中能效比低于20J/Th的矿机全来自于比特大陆与比特微。

2）对比机器使用情况：

根据coinmetrics数据显示，当前比特币网络算力贡献主力机器仍为2022开始上线推出的比特大陆蚂 蚁矿机S19系列与比特微的神马矿机M50系列，和2019年的神马矿机M20s系列与蚂蚁矿机S17系列。 比特微与比特大陆在北美地区业务合作较为广泛，而嘉楠科技A12~13系列矿机则更多在东南亚、中 东等地区使用。

目前新一代机器的竞争格局来看，比特大陆的S21系列、比特微的M63s等系列均刚刚开始下定制造， 嘉楠科技也公布其年新一代矿机A14系列，比特小鹿也在2024年官宣自研矿机SEALMINER，采用 4nm工艺，能效比达到18.1J/Th。

减半后矿机需求与价格将明显上扬

矿机需求提升，来自于两个因素主导： 1）区块奖励减半，导致旧版本矿机开机无法实现盈利，矿企不得不置换，以保证其能开机运营下去。 2）上一因素有一前置条件，即减半后，比特币价格需要处在较高位置或持续上涨，这样矿企才有足够动力和资金置换新设备，若不然，则一部分部分矿企会选择 卖掉矿机，出售比特币套现离场，或者关闭低效不盈利的机器，降低开支，维持运营。

由于矿场置换的核心主导因素之一是比特币价格的上扬，而比特币价格一旦上扬，新参与者也会纷纷涌入，进而推升全网难度，导致新增算力的效益下降，矿 场需要配备更加高效的设备，以期在竞争中保持领先。而一旦比特币价格上扬趋势确定，矿机的需求会迅速爆发，矿机供不应求，矿机价格会持续上扬，因此 对于矿企来说，提前锁定上游矿机商的部分产能以及锁定价格，支付预付款，将是其在竞争中取得优势的重要环节。

就此轮行情来看，由于ETF的通过，增量资金涌入，减半前比特币价格就出现明显上扬，使得矿场在减半前高出块奖励的情况下，无需大幅更新矿机，就普遍 产生了不错盈利。因此可以看到，截至2023Q4，对比上一轮减半前的2019Q4，龙头Marathon与Riot，资产负债率更低，现金储备更为丰富，比特币持有量 也较上一轮更多，因此此轮周期矿企有足够的资金为新一轮矿机升级留足空间。

头部矿场投入意愿明确

从升级意愿看：头部矿场对算力提升的需求非常明确。 Marathon计划2024年自有算力达到35EH/s，较2023年提升42%，2025年这一数值达到50EH/s，同比进一步提升43%。 Riot计划2024年自有算力达到31.5EH/s，较2023年提升154%，2025年达到40.8EH/s，同比2024年增长29.5%。2024年2月，Riot向MicroBT购买了 31,500 台下一代 M60S 矿机，总购买量为 5.9 EH/s，花费 9,740 万美元，相当于大约 16.50 美元/TH，该订单中约 14,500 名矿工将增加自挖矿能力，其 余 17,000 名将取代 Riot 罗克代尔工厂目前表现不佳的矿工，矿机交付计划于 2024 年 5 月和 2024 年 6 月进行，M60S 矿机是比特微最新一代的风冷机器， 其效率等级为 18.5 J/TH，每台机器的产量约为 186 TH/s。就在2023年末，Riot还与MicroBT签订了一单涉及18 EH/s算力增量的订单，到2025年，提供总 计66560台矿机，涉及型号M56S++、M66、M66S等新型号矿机。

中游矿企商业模式详解

矿企竞争，全球分散且不透明

矿企全球竞争，不同地区环境、政策差异显著，上市矿企只是占比较小的一部分，龙头占比 低且地域分散。

以2023年Galaxy Research统计数据来看，截至2023Q4上市矿企的算力占比是全市场的 23%左右，剩余部分的算力，都掌握在私有非上市企业与个人手中。自2021年Q2与Q3中 国清退挖矿业务后，算力大量向北美地区涌入，再由于2021年北美大量的矿企上市，融资渠 道通畅，大量矿企在此时加杠杆采购矿机，使得北美地区算力占比持续提升。自2021Q4的 16%一路上涨至2022Q4的26%，随后由于美联储加息，融资成本升高，矿企资金吃紧，使 得进入2023年，北美地区算力占比提升的步伐放缓，非北美地区（例如俄罗斯、中东、南美） 等地区加大算力投入，截至2023Q4，北美地区上市矿企算力占比略有回落。

矿企竞争格局较上游矿机生产商来说，处于完全竞争市场，且各家的扛风险能力差异巨大。 电力成本与地方监管政策从全球的角度来看差异明显，因此不同地区的矿企所面临的环境截 然不同。例如：1）监管角度看：美国地区的矿企，受到的监管更为严格，大部分矿企都接入 了Foundry的矿池，需要进行KYC，仅有Marathon自建了矿池Mara Pool，也是在强合规 的环境下运营，Foundry与Mara Pool两家加总占比矿池总份额32.18%；2）电费角度看： 不同地区电价千差万别，导致了不同的矿企以及不同的矿机在不同的地区盈亏平衡点不尽相 同，美国电价低于欧洲部分地区，但高于中东部分地区，使得同样一台矿机在美国的效益与 其他地区完全不同，进而影响该矿机的淘汰出清时间点。但整体来看，比特币减半后，大部 分区域都将面临老一代矿机效益不足获取正向收益，需要更新换代新设备的情况。

报告节选：

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）