预见2019:《中国比特币产业全景图谱》(附现状、竞争格局、趋势等)

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20 刘建勋 • 2019-05-10 17:00:11  来源:前瞻产业研究院 E3670G0

比特币产业经过10余年的发展已经形成较为成熟的产业链,产业链涵盖矿机制造、交易流通、支付应用以及服务设施等环节。在上游环节中,矿机制造行业已经形成三驾马车共同竞争的市场格局,三大龙头企业交付矿机量占据全球90%以上的份额。在中游环节,由于中国监管限制,交易中心向海外转移,不过由于比特币去中心化交易、安全性高等特点,依然成为极具投资价值的数字资产。下游环节中服务设施竞争较为激烈,支付应用范围在不断扩大。

比特币产业链全景图:去中心化典型应用、产业链较为成熟

比特币由2008年比特币之父中本聪提起,发展至今已经有十余年之久,比特币也发展除了较为成熟的产业链,由上游生产到中游交易再到下游存储、服务支持、支付应用等环节,形成了一个完整的生态闭环。比特币也成为了数字资产的典型代表,逐渐被全球投资者所认同。

从产业链来看,比特币产业链上游环节为比特币生产硬件以及技术支持,其中硬件包括矿池、矿场、以及矿机制造,通用技术包括区块链技术、分布式计算、分布式存储等比特币基础通用技术。中游环节为比特币的交易流通环节,涉及到比特币交易所,以及相关的比特币转账、比特币兑换、比特币兑付等环节。下游环节为比特币的支付应用以及相应的服务支持,在某些国家,比特币可以当做真实货币实现流通,相应的也诞生了诸如比特币ATM等支付设施;比特币服务支持主要包括比特币存储、比特币商城、比特币社区等设施。

图表1:比特币产业链全景图

比特币作为区块链1.0应用诞生的典型产品,目前基础技术已经发展到一定高度,参与企业经过一段时间激烈的竞争也基本形成垄断竞争的格局,在上游环节,矿机制造市场份额主要被比特大陆、嘉楠耘智、亿邦通信三大头部企业所垄断;通用技术也主要以以太坊、EOS、卡尔达诺等企业提供。在中游环节,较为主流的交易所受认可度较高,例如Circle、IDEX等。下游环节竞争还较为激烈,参与企业较多,也各自有自身特点的产品提供,例如在钱包领域,就有上百家企业参与竞争并提供产品。

图表2:比特币产业链各环节主要企业

比特币是一种总量恒定2100万的数字货币,其和互联网一样具有去中心化、全球化、匿名性等特性。比特币的运行离不开两个核心概念:节点以及去中心化账簿。每一台装有比特币客户端的电脑称为一个节点,每一个节点都是平等的,不存在一个中心节点。无数这样的电脑相互连接形成的网络则是一种去中心化账簿。

比特币实际上记录在每一张交易单上,每一张交易单经过全网确认,因此每一个比特币的来源都可以形成追溯,保证其可靠性。最初的比特币是由“挖矿”行为产生的,节点在进行工作量证明的时候确实付出了成本,需要靠计算机的算力去解决一个复杂的问题,而工作量证明的奖励就是比特币,整个过程与挖金矿的过程非常类似,中间会产生真实的电力成本。

在每一个节点处,区块创建者(即矿工)通过矿机收集网络中10分钟内产生的新的交易单,将一个新数据块(未证实)与之前的数据块结合,通过运算前一个数据块的哈希值,不断调整该哈希值,使得其低于一个随机数。由于哈希计算不可逆(即不可以通过哈希值反推初始值),则只能通过矿机进行大量的运算,才可能得出一个合适的值,得出来之后将会进行全网广播,符合要求则该节点的数据块被全网接受,连接到原来的区块链尾部,成为新的区块,矿工获得比特币奖励,新比特币被创造出来(其实也是一张交易单)。

 图表3:比特币产生原理

上游环节:三大厂商垄断竞争,头部效应凸显

根据创始人中本聪的设计,用户通过使用高度专业化的硬件设施运行计算程序,从而获得比特币作为奖励,而这个过程被称为“挖矿”。矿工就是参与比特币运行计算的用户。系统会根据全网的求解速度自动调整难度,其结果就是新增算力越多,原有算力成功求解的概率就越低。

随着算力的爆发式增加,算力竞争的巨大需求,决定算力竞争的关键因素是矿机,矿机的核心是芯片。随着使用芯片的不同,矿机经历了四个阶段:CPU、GPU、FPGA和ASIC。矿机所采用的芯片从CPU进化到擅长重复计算的GPU,再到定制集成电路的时代;目前ASIC芯片已成为主流的区块链计算设备芯片。ASIC矿机专为比特币挖矿算法设计,只能用于挖矿。

图表4:矿机芯片发展历程

ASIC芯片设计属于高科技行业,需要企业能够及时根据市场推出性能更佳的世代产品,因而对企业的研发能力、资金投入等方面都提出比较高的准入门槛,企业需要拥有强大的研发能力、雄厚的资本保障、与上游优质代工厂的良好关系、规模经济效应等资源才能在该行业中立身不败。经过5-8年的竞争,目前矿机制造行业已经形成了以比特大陆、嘉楠耘智、亿邦通信为首的垄断竞争局面,根据Canaan招股说明书中数据显示,2017年,比特大陆一家的矿机交付量就占全球市场约65%的市场份额。快速强大的研发能力、雄厚的资本保障、与上游代工厂的良好关系、规模经济效应,这些无一不是行业龙头所牢牢把握的独有资源。与此相应的,它们也享有着头部的市场份额和绝对的定价能力。

图表5:2017年矿机交付量排名(单位:千台,TH/S)

根据各公司官网数据,2017年比特大陆矿机交付量达到94.01万台,在全球范围内出售算力达到6493694TH/S,占据全球矿机交付量66.70%的市场份额;嘉楠耘智2017年矿机交付量达到29.45万台,全球范围内出售算力达到2114637TH/S,占据全球矿机交付量20.89%的市场份额;亿邦通信2017年矿机交付量达到5.20万台,全球范围内出售算力达到650266TH/S,占据全球矿机交付量3.69%的市场份额;全球矿机制造厂商CR3市占率超过90%,头部效应凸显。

图表6:2017年全球矿机生产市场份额(单位:%)

亿邦通信于2010年成立,根据其招股说明书披露,亿邦通信最早专注于发展电信业务,涵盖数据通信、光纤传输及微波传输设备,而客户为中国主要电信运营商,如中国移动,中国联通及中国电信。在2014年初集团的研发团队开始研发区块链计算设备,在2016年初推出首个自有品牌翼比特E9矿机,2018年从新三板除牌以赴港上市。而2018年亿邦通信领先产品为10nm芯片矿机,其效率仅为竞争对手7nm芯片矿机效率的一半,2019年4月,亿邦通信推出7nm芯片翼比特E12系列,或可继续保持其原有市场份额。

作为全球第二大比特币矿机生产商的嘉楠耘智成立于2013年,其主要产品是“阿瓦隆矿机”。公司创始人张楠赓因研制出第一批内置ASIC芯片技术的加密数字货币矿机而声誉着重,此外,从2013年到2017年,嘉楠耘智分别成功研发并量产了110nm、55nm、28nm、16nm挖矿芯片。2018年,嘉楠耘智宣布全球首个7纳米芯片量产,在7nm芯片水平上领先比特大陆,或许可使其市场份额增加。

作为全球领先的高性能计算芯片公司,比特大陆目前旗下拥有蚂蚁矿机ANTMINER、蚂蚁矿池AntPool、BTC.com、人工智能SOPHON等多品牌业务。自创立伊始,比特大陆潜心致力于自研芯片工艺的不断迭代,多次为ASIC挖矿芯片树立新的标杆。此次比特大陆推出第二代7nm芯片BM1397,并开售蚂蚁矿机S17Pro、T17等系列新品,将进一步丰富蚂蚁矿机产品线,为全球矿工提供更多的矿机选择,满足矿工个性化需求,从而带来更美好的挖矿体验。2019年4月,比特大陆也推出第二代7nm芯片蚂蚁矿机T17系列,算力高达40TH/s,能效比为55J/T,可支持BTC、BCH等加密数字货币挖矿。比特大陆与嘉楠耘智的竞争愈发白热化。

图表7:三大矿机生产商发展历程 

图表8:三大矿机生产商主要产品

中游环节:交易中心转向海外,比特币投资价值彰显

2017年9月4日,中国人民银行、中央网信办、工业和信息化部、工商总局、银监会、证监会、保监会、七部委联合发布了《关于防范代币发行融资风险的公告》,明确表示将ICO定性为一种未经批准的非法公开融资行为,涉嫌非法发售代币票券、非法发行证券以及非法集资、金融诈骗、传销等违法犯罪活动,应予以全面整顿,坚决治理市场乱象。2017年9月,监管机构勒令中国境内所有交易所必须在9月30日之前关闭,禁令发布后,比特币交易中心由中国转向海外,据火币研究院统计,2017年监管政策实施之前,全球90%以上的比特币交易发生在中国,而监管政策实施后,中国比特币交易已经不足全球的1%。

中国原有的比特币交易所如比特币中国、火币网和OKCoin等已经关停人民币交易业务。但并不意味着比特币交易的停止。这些平台开始在海外进行业务的拓展。火币已经开设了火币韩国、火币全球美元站、火币中国、货币钱包等全球业务网站。其他较为知名的海外比特币交易所还有Circle、Coinbase、Bitstamp等。

图表9:主流海外交易所情况简介

截止2018年10月31日,比特币网络的可达节点数超过10000个,分布在不同国度、不同时区的节点在共同维护着比特币账本,使其公开透明且难以篡改,获得了广泛的信任。其中23.49%的节点在美国,19.40%在德国,6.80%在法国,中国占6.51%。

图表10:全球比特币节点分布情况(单位:%)

尽管没有中心化的控制者,但比特币的网络在过去十年中安全运行。计算资源的持续投入,共同维护了这个公开透明的网络,目前全网算力已超过50EH/s。2019年5月3日,根据BTC数据显示,比特币日平均在网算力达到50.34EH/S,逐渐回归2018年9月峰值水平。

图表11:2015-2019年比特币在网算力变化(单位:EH/s)

比特币的初始定位是成为“电子现金”,其主要功能在于实现点对点的价值流通。截至2018年10月31日,据Bitinfocharts统计数据显示,比特币地址数超过2000万个。其中近一半的地址中只有不足0.001个比特币,而有3个地址所持有的比特币在10万枚以上,分布极不均匀。

图表12:比特币财富分布情况

相比于将比特币作为电子现金使用,更多的人将比特币作为一种投资品。但在过去十年中,比特币的市场价值增长是惊人的。单枚比特币最高达到2万美元,在2017年的回报率高达13.58倍,2019年5月1日,单枚比特币收盘价为5318.42美元,较2015年1月1日的313.81美元/枚增值了16.95倍,依然是近年来增幅最大,保值性最强的价值投资品。比特币作为一种基础资产已经获得了广泛的认同,并且出现了多种基于比特币的金融衍生品。

尽管比特币作为支付工具的普及度、应用的广泛性与目前的移动支付相距甚远,但与传统的跨境汇款渠道相比,比特币支付费用低、快捷、没有金额和时间限制、具备一定程度的匿名性,使其在跨境大额支付上较有优势。而比特币网络十年间的稳定运行,使得其作为一种价值载体已经获得了一定程度的共识,因此更形象的将其称为“数字黄金”。

图表13:比特币价格变化情况

下游环节:服务设施竞争激烈,支付应用规模扩张

比特币产业的下游环节以支付应用及服务设施为主,其中服务设施包括比特币主题商城、比特币钱包、比特币社区等服务环节,其中比特币钱包为竞争最激烈的领域。2018年,据不完全统计,全球共有约300余家区块链公司提供比特币存储设备,根据产品特点,大致可以将比特币钱包分为移动钱包、桌面钱包、在线钱包和离线钱包四类,区别主要在于便捷性和安全性,便捷性与安全性呈反比关系,即使用越方便的比特币钱包,安全性能越差;安全性能越高的钱包,使用所需技术和设备要求越高。

图表14:比特币钱包分类及主要企业

据coinmap统计,截止2018年10月30日,支持比特币支付的线下场所有13437个,包括零售店、商场、咖啡厅、ATM等,主要分布在欧美地区。

比特币作为交换媒介是受到认可的,已经有多种商品交易可以用比特币来取得支付。美国众多商家已经开始接受比特币作为支付手段,如在线零售商Overstock.com和TigerDirect,卫星电视公司DishNetwork,在线旅行预定代理机构Expedia.com,礼品卡移动应用eGifter,游戏厂商Zynga,以及星巴克等。

而且比特币作为支付手段最被人津津乐道或者被人诟病的地方在于其匿名性,因为是一种点对点交易,交易双方不需要在交易过程中将身份透露给第三方机构,因此在一些灰色/黑色渠道交易中成为受欢迎的交易方式。其中最出名的一个案例是一款被称为WannaCry的比特币勒索病毒在2017年被不法分子针对Windows操作系统的漏洞传播开来。当用户主机被该病毒入侵后,会弹出勒索对话框,提示勒索目的并索要比特币,用户需要支付约相当于300美元的比特币才可以解锁自己的电脑。整个过程中采用比特币支付,对于黑客来讲非常安全,身份被追溯的风险降到很小,这就是比特币匿名性带来的好处,虽然用途饱受非议。

图表15:全球规模前10接受比特币支付的商家

发展趋势:开发团队分歧导致技术路线分叉

比特币最被人所诟病的问题在于区块容量小,只有1Mb,这样导致比特币越来越不适合交易,很多交易发生后不会被立即确认,需要等许多区块,这样比特币的交易手续费越来越高,明显会离一种交易货币的思路越来越远。

对于比特币区块容量的问题,作为比特币创始人的中本聪已经给出了解决方案,最早比特币区块的大小设计为32Mb,并且给出了比特币扩容路线图。之所以早期将比特币区块限制在1Mb是为了防止在早期网络中,一些大量的小额转账造成的网络拥堵。

然而比特币并没有如中本聪所设计的路线进行应有的升级,而是仍然维持了1Mb的区块大小。原因在于比特币开发团队的分歧。中本聪是比特币的开发者,但其后退隐将比特币的开发任务留了比特币的开发团队,但是开发团队对于移除1Mb的区块限制有很大分歧,所以开发团队分裂,原开发团队(Core)希望继续限制1Mb的大小,而出走的人员纷纷组成了别的开发团队(好几个),其也被称之为大区块团队或者支持扩容团队。最终两派团队未能就比特币网络升级形成共识,新的比特币-BitcoinCash即比特币现金被创造了出来,这是一种即是比特币又和原有的比特币有区别的币种。他继承了分叉前比特币所有的区块(交易记录),但是在分叉后采用8Mb的新区块,和以往的比特币(BTC,由Core团队开发维护)分道扬镳。

图表16:比特币网络与比特币现金的区别

比特币的硬分叉方案应该有三类,其中包括比特币现金的分叉方案(UAHF)。而原有的比特币网络是准备实行Segwit2x的,即纽约共识的分叉方案,但是由于遭到反对,Segwit2x最后没有实施,保持了原有比特币的路径。但是比特币仍然需要升级。比特币现金的出现并非偶然,其实也有其他的比特币分叉币的出现,如Bitcoinunlimited,Bitcoingold,只是由于知名度的问题没有怎么进入大众视野,现在比特币现金是最有竞争力的分叉币。

以上数据及分析均来自于前瞻产业研究院《中国区块链行业商业模式创新与投资机会深度分析报告

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