Hashkey：看懂比特币减半后市场供需与矿工的博弈|

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资料来源：HashKey Capital Research

原标题：Hashkey：看懂比特币减半后市场供需与矿工的博弈

原标题：《比特币第三次减半及市场影响》

作者：钱伯君，就职于HashKey Capital Research 审稿人：邹传伟，万向区块链首席经济学家，PlatON

2020年5月12日，比特币挖矿奖励第三次减半。 全网算力120EH/s，币价达到8600美元。 在过去的一年里，市场对第三次比特币减半充满了看涨情绪。 尤其是在3月12日加密货币市场大跌之前，全球经济受到新冠病毒、油价等地缘政治风险的较大影响。 市场预计，比特币作为经济危机下的避险资产，其价格将会暴涨。 这两个因素使得市场行为高度一致，主要是做多，包括买币、囤币等行为，同时伴随着加杠杆的行为。

从市场供求关系来看，比特币减半并不一定会出现牛市。 过去两次比特币减半后的价格上涨反映了从需求到市场的其他基本比特币事件的影响，包括交易所的诞生、山寨币的崛起和代币筹款活动。 然而，类似的事件并没有发生在第三次减半前后。 从矿工博弈的角度来看，比特币减半势必会引发挖矿市场的结构性调整。 电费高、耗电量高、杠杆失控的矿工将被挤出，全网算力可能下降到95EH/s左右，难度系数调整后挖矿市场将重新平衡。 挖矿市场有自动再平衡机制，不会出现系统性、持久性的矿难。

为什么比特币减半不一定会导致牛市

影响比特币价格的因素复杂且难以预测，包括市场供求、市场流动性、矿工成本、投资者预期等。 有些因素的互动性更强，但最重要的是市场供求关系。 比特币的经济结构的特点是明确的货币供应和易于预测的挖矿率，但需求不确定。 比特币具有金融、商品等多重属性，需求受多方面影响。

供应

比特币市场的供应来源可以分为两部分：一级供应和二级供应。 一次性供应是指比特币系统的货币供应总量为2100万枚，以每四年减半的速度产生。 二级供应是指持有者在二级市场上发行比特币，持有者可以是矿工或投资者。 二次供应很难预测和监控。

比特币的初级供应弹性为0，无论价格涨多高，比特币的总供应量不能超过2100万个，供应速度不会有太大变化，每四年减半。 比特币挖矿奖励减半将导致整个供应曲线向左移动。 假设整体需求曲线不变，且不考虑影响币价的其他因素，比特币奖励减半确实会导致价格上涨。

比特币是一种通缩模型。 在通货紧缩模型市场中，消费者倾向于储存货币而不是交易货币以预期未来货币升值。 比特币生态系统中存在相当大比例的囤积者。 囤积者往往会长期持有比特币，他们的行为目标是最大化自己的比特币存量。 囤积者对价格敏感度低，对市场信心充足，交易频率低。 他们会在市场低波动时期增持比特币比特币前两次减半，并在价格飙升至心理价位或跌破信心水平时卖出。 根据 HODL Waves 的预测，到 2020 年，持有比特币超过 5 年的囤积者比例将达到 21%。

因此，从长远来看，比特币的供应是缺乏弹性的。 但是，价格的大幅波动可能会导致囤币者的比例和行为发生变化，导致短期内二次供应增加。 换句话说，比特币的短期供应并非完全没有弹性。 但是，无法确定比特币减半是否与币价上涨有很强的相关性。 前两次减半减少的比特币主要供应量为每块 25 和 12.5 比特币，这比第三次减半要多得多。 在第三次减半之前，已经挖出了1800万枚比特币，而减半后的4年内，每年的供应量仅减少了30万枚左右。 这种供应变化对市场影响不大。

需要

比特币的交易和投机需求大，部分保值，使用量小。 Chainalysis数据显示，比特币90%以上的应用场景在二级市场交易，实际支付需求并不高。 对于投资者而言，比特币奖励减半事件会增加投机需求，但对比特币的使用需求和价值存储需求没有影响。

根据有效市场假说，在成熟市场中，价格通常已经反映了市场上的所有已知信息。 比特币从一开始就设计了挖矿奖励减半的机制，但这一信息并没有被当时市场上具有定价权的投资者反映在价格中。 信息在价格中体现的时间点取决于市场规模、资金深度、投资者对比特币机制的理解等因素。 随着比特币市场的成熟，奖励减半事件将被市场提前预期。 因此，在比特币市场的需求端，投资者会因奖励减半而增加对比特币的投机需求，但价格会在减半日之前提前体现在价格中。

总的来说，过去两次比特币奖励减半前后比特币价格的上涨可以分为两个部分：一是反映了投资者对减半后供需再平衡的博弈预期。 其次，它反映了比特币从需求到市场的其他基本面事件的影响，包括交易所的诞生、山寨币的兴起、代币募集等。 然而，类似的事件并没有发生在第三次减半前后。

比特币减半后矿工博弈挖矿市场的经济模型

除了投资者，矿工也是比特币市场的重要参与者。 比特币挖矿接近于充分的市场竞争，对矿工的进出没有法律法规的限制，理论上是免费的。 按照经济学理论，矿工的净利润（挖矿收益-矿机成本-电费）应该等于0，但实际情况比这更复杂。 首先，一些矿工在获得新矿机和低电费方面具有优势，因此矿工之间的竞争不是平等的，总有矿工具有竞争优势，从而获得超额收益。 其次，矿工进入市场并不是一个顺畅的过程。 比如买矿机、找便宜的电、建矿都需要时间。 第三，矿工如果持续亏损，必然有退出压力，但每个矿工退出的压力点是不一样的。

下面用一个经济模型来分析矿工挖矿盈亏平衡的情况。 引入以下符号：

矿机一天的电费为86400∙h∙PC∙E（1天有86400秒），预计挖出h∙R/H BTC，平均挖矿成本等于PC∙ E∙86400∙H/R 。 需要注意的是，平均挖矿成本只考虑电费，没有考虑矿机的折旧成本。

对于任意挖矿成本水平C（单位为$），定义等挖矿成本曲线为

PC∙E=R∙C/86400/H

若以电费E为横轴，以矿机单位功耗PC为纵轴，则等挖矿成本曲线如图1所示，显然，越远，挖矿成本越高采矿成本； 在等挖矿成本曲线上，电费成本与矿机功耗之间存在互补关系。

图 1：等挖矿成本曲线

挖矿成本等于币价的等挖矿成本曲线最为特殊，如图2所示：

PC∙E=R∙P/86400/H

图 2：挖矿盈亏平衡曲线

在这条曲线之上，挖矿成本高于币价，挖矿会亏钱； 低于这条曲线，挖矿成本低于币价，挖矿就会盈利。 如果恰好在这条曲线上，则挖矿是收支平衡的。 这条曲线可以称为挖矿盈亏平衡曲线。

假设币价为8600美元，矿机市场上有高单位算力的矿机（蚂蚁S9）和低单位算力的矿机（蚂蚁S19 pro）。 图3为当前网络算力120EH/s下减半前后的盈亏平衡：减半前蚂蚁S9矿机电费高于C2会亏钱； 减半后，电费会高于C1。 S19 pro矿机性能要好很多。 这体现了减半对不同单位功耗矿机的影响。

图3：减半前后高低单位算力矿机盈亏平衡

矿工之间的博弈

矿工行为主要受三个因素影响。 首先，币价的短期涨跌对矿工来说不是最优结果。 鉴于矿工的固定资本投入和持续运营费用，币价长期处于高位是矿工稳定盈利的结果。 换句话说，对于投资者来说，比特币价格曲线的高点和低点最为重要； 但对于矿工来说，比特币价格曲线下的区域最为重要。

第二，矿工币种错配问题。 矿工的成本是法币，收入是比特币。 他们必须承担币价波动的风险，必须不断地卖币来获取法币来满足成本。 基于比特币抵押的借贷可以帮助缓解矿工卖币的压力，相当于为矿工提供了一个购买更多比特币的渠道，但抵押借贷受比特币价格大幅下跌影响较大。 此外，由于矿机相当于比特币的看涨期权，矿工购买新矿机也是在做多比特币。

三、矿机市场格局。 矿业已形成清晰的产业链和生态。 在上游，矿机厂商是最初的算力供应商，矿工用法币向矿机厂商购买矿机。 在中游，矿场是算力托管地，矿工在矿场托管矿机并获得部分收益。 在下游，矿工可以选择直接将算力接入矿池，也可以卖给云算力厂商。 与接近充分竞争的矿机市场不同，矿机市场是垄断竞争的局面。 矿机厂商的定价权主要来自挖矿收益预期增长所带动的需求。 在牛市中，矿机厂商对矿工有很大的议价能力，是卖方市场。 尽管如此，矿工选择矿机主要还是看矿机的性能和功耗指标，品牌忠诚度等概念不强。 在熊市中，矿机市场将成为买方市场。 矿商预计未来矿业收入减少，投资回收期有望延长，下游需求也将减少。

为简单起见，假设比特币挖矿市场中有两种角色：低挖矿成本矿工和高挖矿成本矿工。 挖矿奖励减半后，他们有两个选择：退出或继续挖矿。 矿工退出的前提是不能承受持续亏损。 一旦有矿工退出，全网算力将进行调整，两周后调整难度系数。 矿工的初始博弈行为可以分为三种情况：币价高于所有矿工的盈亏平衡价，币价介于高成本矿工和低成本矿工的盈亏平衡价之间，币价低于盈亏平衡价所有矿工的价格。

情况一：币价高于所有矿工的保本价。 在这种情况下，两人的最优决策是不退出挖矿市场。 在币价高的情况下，无论挖矿成本如何，矿工都能获利。

情况二：币价处于高低矿工盈亏平衡价之间。 在这种情况下，挖矿成本高的矿工最优决策是退出市场，而挖矿成本低的矿工最优决策是不退出。 挖矿成本高的矿工将被逐步淘汰，市场上只剩下挖矿成本低的矿工。

案例三：币价低于所有矿工的盈亏平衡价。 在这种情况下比特币前两次减半，两者的最优策略取决于对手的行为。 别人退，我们也不退，这是经典的“懦夫游戏”，“剩者为王”。 在这种情况下，矿工退出的时机取决于他们的流动性能力。 低电费、低功耗（前两者体现在低挖矿成本）和低杠杆的矿工优势明显，而高挖矿成本和高杠杆的矿工很可能最先被挤出，新老矿场相伴. 机器升级。

第三次减半后矿工运营的可能情景

挖矿奖励减半后，矿工收益减半，收支平衡所需的币价相对增加。 当币价跌至矿工的盈亏平衡价时，矿工有两种选择：关闭退出或继续运营。

并非所有亏损的矿机都被关闭和撤回。 主要原因有四个：一是很多矿场新旧矿机混用挖矿。 如果老矿场关停，矿场运行的矿机数量达不到与电力公司约定的标准，电费会增加，影响新矿机的运行成本。 其次，很多矿工将矿机出租给大型矿场，按月支付运营费。 一些矿工已经签订了几年的合同。 如果他们暂时违约并关闭矿山，他们必须继续支付运营费或罚款。 第三，比特币市场很多矿工都是囤积者，短期内流动性不严重。 即使币价暴跌，矿工们依然愿意长期持有比特币。 矿工可以抵押比特币为稳定币融资，获得资金来支付部分电费，或者用其投资新的矿机以扩大生产，但增加杠杆也会放大币价下跌的风险。 第四，亏损的矿工面临“囚徒困境”。 如果其他矿工大规模退出导致全网算力下降，继续运营的矿工就有机会扭亏为盈。

目前主流新旧矿机的单位功耗如表2所示，市场上的比特币矿机按功率可分为三类：第一类是新矿机，单位功耗为0.000008KWH/Th -0.000015KWH/Th，如蚂蚁S19系列、神马M20、芯动科技T3+等，是老矿机迭代的目标。 第二类是单位功耗为0.000015KWH/Th -0.000021KWH/Th的矿机，主要有蚂蚁T17、芯动T3、神马M21S。 第三类是单位功耗在0.000021KWH/Th以上的老矿机，比如蚂蚁S9、阿瓦隆921等。

表2：各矿机单位功耗

下表3为矿工减半后的盈亏平衡币价表。 行表示不同的电费水平，而列表示不同的单位功耗水平。 假设币价保持在$8600，全网算力保持在120EH/s。 红色部分为乐观情况下亏损的矿机。 如果电费为0.06美元/千瓦时，表2中对应的亏损矿机如下：Ebit E11、Holic H22、Avalon 921、Antminer T9+、Whatsminer M3和Ant S9。 单位功耗低的新型矿机利润可以覆盖电费和运营成本，而部分电费负担高的老矿机则面临亏损。

表三：矿工减半后收支平衡价目表

减半后，中小矿场将逐步淘汰大功率矿机，完成新老矿机的迭代。 高电价的矿工和高功耗的比特币挖矿将最先陷入困境，整个市场将陷入以下循环：

总而言之，挖矿市场有一个自动再平衡机制。 即使币价跌破矿工盈亏平衡线，挖矿市场也会重新平衡——全网算力下降，挖矿成本下降，剩下的矿工重新盈利。 即便币价跌破所有矿机保本价，老矿场关停退出，全网算力下降，难度系数降低，新矿机仍将恢复盈利. 因此，挖矿市场不会出现系统性、持续性的矿难，也不可能所有矿机都持续亏损。

总结与思考 矿业中心化程度将提高

矿工的主要竞争对手是其他矿工。 当奖励减半时，如果很多矿工关停退出，剩下的矿工获得区块奖励的几率会大大增加。 矿工提高盈利能力的途径有两种：一是投资功率较低的矿机； 另一种是寻找电力成本较低的区域进行挖矿。 第一种方式需要较高的资金投入，第二种方式需要较大规模的经营。 这两者都会导致大型矿场在市场上变得更加活跃，而中小型矿场则倾向于被边缘化。 第三次奖励减半已经达到挖矿规模的临界点，非规模矿工的利润空间将被严重压缩。

过度杠杆化的矿工将受到影响

减半事件将对过度杠杆的矿工产生更大的影响。 一般来说，矿工挖出比特币后会选择卖出，并以法币支付挖矿费。 但部分矿工认为，区块奖励减半后比特币价格会走高，出现矿工囤币行为。 而在2020年3月，比特币跌至3800美元，许多矿工被大型矿场要求提高保证金。 较低的币价使得矿工无法通过出售比特币来支付运营成本，因此他们需要使用高杠杆贷款来维持矿机的运行。 一旦减半后币价无法继续上涨，减半奖励将使矿工无力承担运营成本和贷款，部分过度杠杆化的矿工将面临破产。