Bitcoin was the opening act. That was the beginning of Blockchain
挖礦背後的經濟學
比特幣產業鏈上游主要由個人礦工、礦場、礦池和比特幣礦機制造商等挖礦行業參與者組成。礦工挖礦的FPPS（The Full Pay-per-Share）包含挖礦獎勵和交易費用，而PPS(Pay-per-Share)只包含挖礦獎勵。交易費用會隨時變動並在網路擁堵時發生上漲，在比特幣挖礦獎勵減半的情況下，礦工對於交易費用的依賴變大。整體來看，礦工市場為自平衡市場，因此不會出現長期的礦難，礦工對比特幣的價格影響主要受其銷售比特幣獎勵的壓力決定。
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挖礦背後的經濟學的核心變數
1. 比特幣價格/獎勵：如果幣價過低或獎勵減少，礦機所產生的收益可能無法覆蓋電費並需要暫時關機或者在二手市場將礦機賣出。
2. 全網算力：全網的算力主要取決於進入礦機行業的資本興趣和未來礦機的效能。如果幣價穩定，全網算力提升（如新的礦機推出市場）那麼仍然有可能造成礦機提前報廢，因此導致投資礦機的資本開支無法收回。從目前的礦機來市場來看，ASIC礦機收益已經趨向穩定，ASIC礦機是指採用ASIC晶片作為算力核心的礦機。ASIC是一種專門為某種特定用途設計的電子電路，由於ASIC晶片只為特定計算打造，所以效率可以比CPU這種通用計算晶片要高很多。目前主要的晶片生產商為三星和臺電，新的礦機主要使用7奈米晶片技術，而5奈米晶片還在測試中，短期內量產的可能性不大。因此使用7奈米晶片的礦機在接下來幾年收益會逐漸趨向於穩定，也將會是最搶手的礦機型號。
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挖礦背後的經濟學的核心變數為：
在不考慮折舊及其他固定支出和人工等運營成本的情況下
當全網算力達到H*的時候，當前礦機運營收益將無法覆蓋電費。礦機的算力能耗比（C/w）顯示出了礦工整體的效能情況，算力能耗比越高，對應的H*也就越大。目前的算力從趨勢上來看均呈現穩步上漲趨勢，因此礦機算力能耗比越高報廢的時間也就越晚。因此在幣價穩定的時候，礦場傾向於購買最先進的裝置來淘汰效能較低的礦機，由此可見，上游行業只要能不斷推出新的擁有更高效能的裝置，那麼就會收到訂單。
當前幣價和全網算力的臨界指數
根據Blockware的研究顯示，就位元大陸的礦機而言，目前的挖礦行業大約由38.65%的s17和61.38%的s9礦機組成。我們對位元大陸三代礦機在目前（2020年5月底）的臨界指數及2020年5月11日（減半前的）臨界指數做了對比，研究了減半對比特幣礦工的影響，此外我們還在不同電費區間對礦工的營收情況做了分析：
減半後礦機收支平衡價格和收支平衡算力：
減半前礦機收支平衡價格和收支平衡算力：
在電費為0.052美金每千瓦時的情況下，我們可以看到比特幣的減半對最先進的s19礦機來說影響並不是很大，因為只要幣價不跌破3,860美金，s19就會繼續盈利。可是對於s9礦機來說情況就不同了，在減半前幣價只要不跌破6,672美金礦工就會繼續盈利，而在減半後幣價需要達到10,453美金礦工才可以保持盈虧平衡。根據Blockware的研究顯示，目前的挖礦行業大約由38.63%的s17和61.38%的s9礦機，如果我們按照這個比例進行加權平均，我們可以看到在減半前收支的盈虧平衡價格是3,863美金，在減半後需要達到收支平衡則需要7,272美金。
按照減半後目前的算力來進行計算，只有當電費在0.04美金每千瓦時且幣價在8,500美金及以上時所以礦機才能盈利，對於最先進的s19礦機來說，目前在0.05-0.06美金每千瓦時的平均電費的情況下，只要幣價在4,500美金及以上就可盈利。對於目前平均的礦池配置來說在平均電費的情況下，只要幣價大於5,000美金礦工仍然可以盈利。
因此我們可以看到減半後:
老礦機（s9）基本是無法獲利的，因此礦工需要
1. 更新礦機
2. 不斷賣比特幣來維持運營直到最後一刻（這種礦工認為比特幣的價格會繼續走高 – 高於1萬美金）
待老礦機全部下線後，全網算力會出現下降，礦工的盈利空間提高，新礦工進入，開始新的迴圈，因此整個挖礦行業是自平衡市場，系統性的危機並不會造成礦難。透過繪製盈虧平衡曲線我們可以看到在當前算力下不同盈虧平衡點所對應的幣價和電費：
透過盈虧分析我們發現：
1. 減半後在電費和算力不變的情況下，礦工需要更高的幣價來維持盈虧平衡。無論何種礦機在減半後都對幣價和電費的變動更加敏感（斜率增大）
2. 整體來看越先進的礦機對電費和幣價的整體敏感度越低（斜率更小）
3. 對於大的且具有先進礦機的礦池來說比特幣的減半並不會造成虧損等影響
4. 以目前電費在$0.05+的情況下，s9礦機已經無法盈利，但是如果配合s17礦機使用則可在幣價7,400美金以上盈利
5. 因此在減半之後礦機的及時更新會是保持盈利的關鍵因素之一
6. 礦機的技術革新才是決定礦業命脈的最重要的變革因素
Source: blockchain.com
觀察最近一個月的全網算力我們可以發現在減半後算力出現了短暫的下跌後開始反彈。
隨著豐水期到到來，我們認為算力將會延續上升 ，這導致挖礦難度的上升，因此BTC 單位算力盈利率也將降低，這會導致單位時間內比特幣供給的減少，因此比特幣短期或將震盪上行.
減半會是比特幣價格達到新高點的主要推手嗎？
目前對於比特幣減半會造成價格上漲的觀點主要是基於stock to flow模型和礦工的銷售壓力兩個維度來解釋。
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Stock to flow 模型
Stock to flow 主導的指標是存量和產能的比率（存量/年產量），他解釋了資產的稀缺性，s2f越大說明資產越稀缺（存量變大，產量變小），由於減半後比特幣的獎勵變小，因此比特幣的s2f的比率將會變大。
Source: Plan B
上圖表現了透過s2f模型對比特幣的價格進行的估值和比特幣實際價格之間的關係，我們可以看到比特幣實際價格和模型價格是有著一定程度的相關性，但是我們認為此模型並不能直接說明供給的下降就造成了比特幣價格的上升：
1. 此類模型缺少基本面的依據，S2F模型只考慮到了供給和價格之間的關係，並且認為此因素是主導價格的主要原因。我們不認為供給是比特幣價格的主導因素，因為比特幣的總髮行量固定，無論比特幣的需求怎麼變化，礦工無法改變比特幣的供給。這和黃金等金屬是非常不同的，黃金的礦工可以選擇在黃金價格的上漲時加速開採，因此比特幣的供給是無彈性的，基本的經濟學理論告訴我們，在一個供給無彈性的市場裡，影響價格的主要指標為需求，而不是供給。
2. 此外就算此類關係存在，此模型也未解釋為什麼供給的突然下降會是一個資訊衝擊從而導致價格的波動。由於比特幣的減半為透明公開資訊，基於有效市場假說我們可以知道減半的影響已經被考慮在目前的比特幣價格之中了。
3. 我們看到比特幣的減半上次發生於2016年的7月，而減半後比特幣的價格並未完全追隨s2f模型的價格走勢，比特幣在2017年年底才達到了模型的預估價值，這中間間隔了1年半的時間，因此我們不認為s2f模型可以很好地對比特幣的價格進行估值。
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礦工的銷售壓力
礦工的行為可以透過以下角度解讀：
1. 只有在比特幣價格長期維持在較高水平時礦工才可以穩定獲利，短期的價格漲/跌並不能對整個挖礦業造成巨大影響。
2. 一些礦工為比特幣囤積者，手上持有大量比特幣，因此短期內無明顯流動性危機，此外比特幣的抵押借貸也為礦工解決了一部分流動性的問題。
3. 無論比特幣的礦工選擇如何參與挖礦（將算力接入礦池/出售給運算力託管商），對礦業的壟斷依然是上游的礦機生產商。因此在在牛市礦機生廠商會掌握礦機價格的決定權，而在熊市礦機的需求也會下降。因此礦業的真正主宰者是礦機制造商。
4. 由於部分礦場新舊礦機混合使用，為了滿足電力公司合約也必須保證每個月固定電費使用，因此不會關機。
綜上所述，礦機制造商是挖礦業的主宰玩家，比特幣的短期漲跌不會使礦工突然間關機停產，後期礦工是否繼續參與挖礦取決於其抗流動性危機的能力。
本次減半對礦工的影響應追隨如下邏輯：
1. 礦工透過各種方式增加流動性來減少比特幣減半的影響（質押，賣出比特幣）。
2. 一些有能力的礦工會實施對裝置更新的佈局，小的礦工可能會需要繼續靠拋售比特幣維持運營。
3.由於高效的礦工會更新裝置使得其挖礦能力變的更加高效，這會使得那些依靠銷售比特幣維持經營的低效能礦工變得更加困難，最後會導致低效能礦工退出市場。
4. 剩下的高效能礦工重新分配全網算力，減半時比特幣價格為8800美金左右，由於減半礦工獲得的區塊獎勵等同於減半前比特幣價格4400美金左右。此價格屬於3月12-16日的$3900-$5300之間，當時比特幣全網算力從120EH/s跌至95EH/s, 我們可以看到在此算力的下降導致比特幣的挖礦難度在隨後的週期內由16.55T跌至13.913T。
Source: Glassnode Studio
5. 當難度係數調整完成後，留在市場的礦工盈餘繼續提高，新礦工有機會進入，由此礦工市場進入新的迴圈。
因此，我們看到比特幣的礦工市場是一個長期平衡市場，也許現在低效能的礦工仍然持積極心態，認為自己可以等到算力減少、難度降低的時候重新盈利，但其實只有他們自己退出市場時算力才會減少，因此市場會讓低效能的礦工一直處於流動性的壓力下直到他們不得不退出市場，那時市場算力會重新平衡，難度會重新調整，挖礦市場進入新一輪的週期。
由於銷售壓力不再是一個變數，一個穩定的指標自然不能成為一個波動價格的決定因素。
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減半更多的是比特幣機制可按設計執行的證明
二級市場價格的基本面還是基於供給和需求的關係，市場的淨流出或流入是對價格造成影響的直接因素。我們看到比特幣的減半的新聞是行業內的絕對熱點。
Source: Cointelegraph
我們可以看到比特幣減半在網路上的搜尋熱度大幅提高，人們對於事件的關注會為市場帶來更大的淨流入，因此我們認為減半對比特幣價格影響主要在於：
1. 它證明了比特幣的機制可以按照設計執行，比特幣的確是一個成功的加密貨幣，因此增加了市場熱度。
2. 市場熱度的增加提升了市場的淨流入，導致了價格在短期內的上漲。
礦工挖出的比特幣去哪了？
礦工對於比特幣的銷售一般是透過交易所，如果分析17年1月至20年1月的資料我們可以看到，交易所收到的所有BTC中有超過四分之一來自礦池。因此，礦工在銷售比特幣獎勵時必須格外小心，因為他們的行為可能會導致市場上大量拋售的發生。
Source：CoinDesk
由於比特幣的礦工需要在合適的價格銷售掉他們的比特幣從從而換取法幣來維持成本，因此我們可以知道礦工在經營允許的情況下往往在熊市期間建立庫存，在牛市期間減少庫存。下圖也證明了這點：
Source: CoinDesk
在近期，2020年的6月3號在美國交易時間開始的5分鐘內比特幣的價格就下滑了8%，從$10,137下降到了$9,298。但是礦工依然在繼續銷售他們的比特幣：
Source: ByteTree
我們看到在6月3號礦工挖到了844個比特幣但未染色的比特幣銷售達到了920個，這造成了MRI的指標超過了100%。這說明了礦工認為市場依然是依然強勁和被支撐的，所以未染色比特幣的銷售情況也說明了礦工對當前的市場價格持樂觀態度。
如果我們對未銷售的未染色的比特幣進行觀察（2009年1月到2020年1月），我們會發現比特幣礦工的存貨最高點發生在了2011年的3月11日，當時有2,593,051個未銷售的比特幣。2009-2010年位元的存貨的增長主要是因為當時挖取比特幣十分的容易，之後比特幣的存貨開始了逐漸的下降。
Sources: Byte Tree
因此其實MRI在一定程度上反映了市場上有著強勁的報價讓礦工願意礦工願意出售其比特幣。
當出價降低，MRI也會下降，未染色比特幣的庫存增加。其實MRI就是反映了比特幣的需求,高MRI在一定程度上反映了市場的需求旺盛。我們認為礦工是精明的參與者，在平衡市場下，他們會在市場強勁的時候消耗啟庫存。
綜上所述，礦工作為比特幣產業核心心組成部分對比特幣早期的價格有著較大的影響。在未來他們依然是比特幣生態中最重要的玩家之一，但是由於比特幣的市值不斷增加，更多的外界因素對其價格的影響越來越大，比如二級市場變得更加活躍，同時機構對比特幣的興趣增加等因素都為比特幣成為主流資產奠定了基礎。
參考文獻
