比特币基本面再调查｜研究

自2009年比特币上线以来，比特币已经经历了3次减半。

本文对比特币的基本面进行了再调查，主要包括比特币的减半周期、货币属性的考量、数年出块奖励规模、全球算力市场分析、矿工投资与回报。

本文由CryptoYC研究员攥写，仅代表个人观点，不做投资建议。

比特币的减半周期

自2009年比特币上线以来，网络底层协议规定每产生21万个区块，矿工奖励将减半，因此4年为一单位的网络减半周期就形成了（基于系统自平衡的算法，将区块平均产生速率约束至144个/天）。

目前来看，网络已经经历了三次减半（Nov 28, 12 → July 9, 16 → May 11, 20），矿工出块奖励也经历三次减半（50 → 25 → 12.5 → 6.25），同时在有限的比特币总量下（2100万个），网络目前已释放数量快要1900万个，将近占比总量的90%。

Source：bitcoin.it/wiki

从货币供给上判断，我们很清楚地看到这是一个不断通缩的供给模型，可网络依旧是存在自身的基础通胀率的，且该基础通胀率是随着减半周期阶梯性递减的，意味着系统自动附加了通胀率下行的压力。

红色指标: Annual inflation rate in the log scale、绿色指标: USD/BTC in the log scale；Source: Coinmetric

由于供给曲线已被系统算法所固定，网络的基础通胀率在不同的减半周期中也应该是恒定不变，且成阶梯式下降（红色指标）。但是在此基础通胀率之上，我们还有外部通胀率，这个外部通胀率是指资金的外部流入，随着资金流入的越多，这将撑起整体通胀率，给系统人为附加了通胀率上行的压力。正因为如此，许多长期屯币者（Hodl）作出基本投资逻辑就是：外部通胀会不断的上行，而基础通胀率却是下行的，那么随着时间发展资产价格就自然被撑起来了。因此，这样的投资逻辑是毋庸置疑，也同样适用于挖矿者。在矿工挖得比特币以后，他们会最优化地管理自己的资产，在合适价格和支出压力下，进行一定程度的抛售，来保持矿场的维持运行。

长期来看，由于市场上已流动着接近90%总量的比特币，随着日后减半周期的到来，网络上单位时间所释放的BTC数量阶梯性的减少，屯币趋势会正向增加。根据HODL Waves的地址追踪，到 2020 年，持有比特币超过五年的屯币者比例达到20%以上，而持有比特币超过三年的屯币者更是要接近半数。以这样的趋势判断下去，随着时间的增加，屯币趋势还会更大。

Bitcoin: Hold Waves；Source: Glassnode

比特币货币属性上的考量

同时，相对于低波动性和具有着成熟的信用卡网络的法币来说，在美元系统中推Bitcoin作为交易媒介是非常困难。不管是从商家和消费者的角度来说，他们都将难以忍受BTC-Dollar之间的如此不稳定的exchange rate，再说了，即使我们存在coinbase这样去收一次性的交易手续（占总额0.5%的spread + 对小额交易不友好的coinbase fee），同时吸收掉外汇波动的交易中间商，现实生活中依然是难以执行的。

Buy/Sell Transactions；Source: Coinbase 官网的交易说明

因此，从货币属性上判断，相比与法币交易，BTC在交易媒介属性（medium of exchange）上是根本没有激励。可在价值存储（value of storage）上，BTC在过去4年的涨幅有将近600%，而且这还是19年10月的价格数据，今年年初BTC涨得有多凶大家应该都知道吧。

Source: Coinbase 官网的Blog

结合我之前对于“货币数字化”的研究，有个概念叫货币转换费用（Switching cost），定义上是汇率+手续费的总和。在数字货币电子化后，转换费用的中介费由机器所代替，会出现无缝转换的情况。这一情况的出现能够导致将货币的属性进行分割，即当货币A在储值优于其他货币，而货币B在交易媒介上优于其他货币，储户便会在钱储蓄在货币A，而使用货币B的支付网络来完成交易。这样明确的功能分配关系，正好符合BTC与USDT的关系：BTC具有极高的储值回报率，却有着相对差的交易媒介功能，因为手续费；然而USDT毫无储值回报率，甚至有着折扣率，如果你对比对象是美元的话，但是USDT具有比Bitcoin更好的交易媒介的功能。所以这也能部分解释USDT to BTC已成为各大交易所中交易量最大的交易对。

比特币挖矿行业的出块奖励规模

长期来看，基于线性的比特币奖励，我们以当日减半日期的BTC价格为参考来测量网络出块奖励规模的历史演变：

• 第一次减半（Nov 28, 12；当日价格：$2.47）：当日出块奖励规模约为$1.7万（144*50*2.47）
• 第二次减半（July 9, 16；当日价格：$666）：当日出块奖励规模约为$230万（144*25*666）
• 第三次减半（May 11, 20；当日价格：$ 8692）：当日出块奖励规模约为$1564万（144*12.5*8692）
• 基于目前价格（April 6, 21；当日价格：$ 58844）：当日出块奖励规模约为$5300万 （144*6.25*58844） → 换算成人民币：约3.4亿元

从此，我们可以看出，随着BTC价格的飞涨，尽管供给模型是不断通缩的，BTC的价格通胀速率远远高于通缩速率（过去5年里，单日出块奖励规模增长至少20倍）。因此，在这样市值增量的市场条件下，这依旧给矿工提供大量的有力可图的盈利机会。理论上，飞涨的币价会提高矿工对于收益的预期，激励更多的算力加入。与此同时随着更多的矿工参与网络又会将总算力拔高，导致每单位算力的挖矿收益受到挤压，直至达到一个平衡点，理论上确实是可以将该循环周期进行建构的。

所以问题来了：比特币挖矿就一定赚钱吗？下面是一张初略的挖矿收益分析图：我们清晰地能看到，挖矿收入由外部币价所构成影响因子，而成本则是硬件成本和电费。投资挖矿很像固定收益投资，要求初始资本的一次性投资，在过程中存在巨大的外部变量来影响日常收益，却对于投资回报是建立在对于未来现金流的折现上的。

比特币挖矿收益分析框架；Source: 国盛证劵研究所

由此图我们可以判断，一旦矿机投入生产，挖矿的净回报几乎就是由比特币市场价格和全网算力所决定，排除掉低不确定性的电费波动。数据上分析，比特币价格波动性远远大于全网算力的波动，将构成威胁矿工收益的主要影响影子。在这里，矿工出现“关机价”则是当挖矿收入无法弥补成本的BTC价格，当然这里的挖矿成本除了电费和硬件费，还有其他的预算成本，比如人员费，搬运费，BTC价格对冲成本等等，总和不比电费来得少。

比特币的全球算力市场分析

1. 全球算力矿池的视角

目前，根据btc.com的算力数据，全网算力已经达到166.45EH/s，前7大矿池拥有着136.62EH/s，已占比全网算力82%。

Source: btc.com

2. 全球算力公司的视角

根据国盛证劵2月22日发布的《全球比特币挖矿股全景：机构入场，“狂揽”算力》报告中，随着20年的挖矿专业化，大批的挖矿公司寻求上市募资，扩大产能，导致这些公司的算力规模达到21EH/s，占比全网算力12.6%。并且预期在不久的未来，这些公司的算力占比会越来越高，随着规模化所带来的矿机边际成本的降低。

2020Q3–2021Q4比特币价格不断上涨，但由于产能首先，全网算力上涨承压；Source：国盛证劵研究所

3. 全球算力机型分类的视角

根据Bitooda于20年7月份所发布的全球算力测算报告，我们很清晰地能看到全球能源消耗的地理分布，机型分布以及未来算力的趋势投射。尽管今天的BTC价格和网络总算力已经发生较大的变化，该报告关于全球算力分布还是有参考价值的。

在20年5月10至17日里，BTC全网算力从136降到81EH/s，其中锐减的主要原因是因为中国雨季（6月份至10月份）的到来。以四川、云南以及广西为代表的西南部省份将带来数月过剩的低廉水能电价，吸引着矿工转移矿场。

可一旦过了夏季，矿工们又将重新转移矿场至新疆与内蒙，使用低廉的煤炭发电。

Source：Bitooda

绝大多数的算力转移均以S9为主。该季度性的变化被Bitooda作为案例分析，并且预估出目前市场上仍然有多少算力是使用S9阶梯的矿机及其总能耗。

Source：Bitooda

Bitooda预测20年11月S9阶梯的矿机将大部分退役，到达其生命周期，市场占比将锐减；S17阶梯的矿机将于21年6月开始退役减少，S19阶梯将逐步占据网络算力主力。

机型图表；Source：Bitooda

矿工投资与回报

在我看来，矿工的最终投资回报比是由众多外部因素所决定，而非仅仅日常需要支出的电费，也并非常常能准确地通过静态公式来预算回本周期的。

由于算力常常是通过矿机的价格来定价，除了本身的硬件折损率，常常还由外部剧烈波动的因子所决定，而其相关性最高的外部定价因子则是BTC价格。与此同时，该定价过程是多媒介多层级的发生，市场信息难以聚合和扩散，定价效率低，矿机市场信息出现严重碎片化，最终导致算力定价模糊。

个人而言，很赞同Anicca Research的研究员Leo zhang把算力（Hashpower）当作资产来投资管理。其中，算力定价的是直接通过矿机硬件的定价，是建立在一种具有强烈反身性的市场循环中所发生的情况。

Source: Anicca Research

Leo zhang，将我上面所提到有关矿工与硬件定价之间的关系进行了理论化：当币价上涨时，推高矿工对于收益的预期，激励更多矿工参与网络，推高市场对于矿机需求及其价格，一旦矿机价格过于离谱，高于了新矿工的收益预期 ，或者一旦比特币价格出现暴跌，再次挤压收益预期，导致矿机需求及其价格下降。所以，在牛市中，矿机厂商对矿工有很大的谈判权力，为卖方市场。在熊市，矿机市场就会变成买方市场，矿工预期未来的挖矿收益走低，预期回本周期将延长，下游的需求也会降低。

还有一点就是，基于由Bitmain，MicroBT和Canaan等几乎有着垄断性的硬件制造商，他们对于矿机的市场定价权远远大于那些信息不对等的消费者。因此，在本身整体流动性很差的矿机市场上，来自BTC波动性的影响，在一、二级市场上所产生的溢价也就体现更异常的高了，相同型号和算力的矿机能经销商手里大大不同。

最后，有一个点值得提的是，Leo zhang讲不同的市场阶段和交易策略进行了模拟，而获得完全不同的收益结果，值得我进一步研究。