新机上市遭遇币价下调 矿工将如何应对“戴维斯双杀”
写于2021年5月。本文基于作者的独立研究和分析判断，仅供参考，不构成任何投资建议。对于读者使用本文以及由此产生的任何后果，笔者不承担任何责任。
Last updated
写于2021年5月。本文基于作者的独立研究和分析判断，仅供参考，不构成任何投资建议。对于读者使用本文以及由此产生的任何后果，笔者不承担任何责任。
Last updated
摘要：
在比特币网络中，矿工承担了维护全网稳定和安全、信息交互融通的重要职能，但是，矿工的收入却是非常不稳定，受到矿机价格、币价、电价、挖矿难度等因素影响，其中任一因子发生波动，都可能对矿工收入产生较大影响。
尤其是当前背景下，比特币价格出现大幅回调，2021年下半年新型矿机将大批量上市，矿工们面临着与2017年末类似的“戴维斯双杀”局面，在未来一段时间内，将不得不应对算力竞争加剧、币价回调的双重挑战。
本文将结合矿业现状全面讨论矿工的挑战与解决方案：
1、影响矿工收入的主要要素，算力、币价、机价、电费等；
2、矿工面临的算力上涨与币价下调的双重压力；
3、矿工如何有效运用各类工具锁定利润、对冲风险。
在最近这一轮牛市中，挖矿产业吸引了很多新的投资者进入，算力竞争日益激烈。当下值得关注的是，到2021年下半年将会有大批矿机陆续交付，从而带来算力的急剧上升。而近期比特币迎来大幅下跌回调，后市难以预料，如果币价再进一步下跌，届时矿工会面临算力暴涨、币价下调的“戴维斯双杀”。
矿工该如何应对这种可能不利的局面？回顾2017年-2018年比特币牛熊转换阶段，矿工面临与当下诸多相似的情形，本文在对过往历史经验分析的基础上，对此提出合理的避险思路，以帮助矿工做好应对策略。
比特币是依赖矿工竞争记账权获取奖励的POW机制的网络，矿工通过计算解出了满足条件的随机数(Nonce)，就可以获得维护账本的记账权。
比特币矿业发展至今，矿工们逐渐汇合成矿池，按照PPS、FPPS等方式分配奖励，使得整个系统有效运转。
矿工的利润受成本和收入影响，成本主要包括购机费用、维护费用、电费等，收入则主要是区块、手续费的奖励。此外，政策动向、自然灾害等意外因素也会对矿工的运营和收入产生影响。
为简化对矿工收入估算，我们重点关注算力、购机成本、币价、电费这几个显性指标，来综合分析矿工收支情况。
一般来说，业界用回本周期来计算矿工的收支平衡点，公式如下所示：
回本周期=购机费用÷（每日平均奖励*币价-每日平均电费-每日维护费用）
每日平均奖励受制于算力。算力（Hashrate）是指每秒计算哈希值的次数。算力越高，数学运算处理能力就越强，获得账本的记账权的概率就越大。
自比特币诞生以来，全网平均算力持续攀升，目前已经达到180.50EH/s（单位是指每秒运算次数是10的18次方）。
假设在当前算力难度下，购置一台算力为1TH/s的矿机，那么理论上获得的每日区块奖励为PPS模式下的0.00000502个BTC，或FPPS模式下的0.00000537个BTC。
当然，如果全网平均算力增加一倍，在其他条件不变的情况下，理论上的奖励会减少一半。
所以，在算力竞争没有上限的矿业世界中，矿工们只能不断购置新款矿机，来获得算力优势。
算力的不断争夺，倒逼了矿机厂商不断研发迭代出更高效的矿机，设备费用也往往随币价上涨和矿工涌入而水涨船高。
以比特大陆发布的新机型Antminer S19j Pro(100Th)为例，2021年第一季度市场期货价格为9520.74美元，功耗3050W。按比特币现价323900元/个、电费0.3元/度测算，假设未来一段时间币价、全网算力、电费等均不变，则静态回本周期大约为404天。
根据TokenInsight的《2021Q1区块链矿业研究报告》，今年新发布的矿机年化收益率普遍在100%以上，即回本周期在一年以内。
该报告展示的收益率和回本周期均是静态测算的，需要结合实际情况做动态调整，后文会做详细补充。
币价对矿工的收入影响巨大，一般来说，币价上涨，矿工对应的收入会增加，反之亦然。币价的变化会对回本周期产生直接影响。
例如，当币价为60000美元时，回本周期为300天，假设其他因素不变，币价急速腰斩，此时矿工只能依靠挖矿周期的延长来增加收入，这样回本周期就可能会向极限600天拉长。
事实上，挖矿是连续性的产业，其购买设备、人工投入的计划实施是持续性的，而币价的短期波动往往很迅速，因此矿工很难根据币价短期波动调整投入。
电费是挖矿的一项主要成本。在中国，水电以云贵川为主，丰水期（每年5-10月）电价低廉，到了枯水期矿工多会选择内蒙古、新疆等地以火电挖矿。
一般来说，水电矿场的电费价格在0.2-0.4元/度，火电矿场的电费价格在0.35-0.45元/度，电费的成本占比通常在20%以上。
由于矿工批量用电，所以一般会与电厂签订大额用电合同，获得优惠电费。但是，这也成为矿工的束缚。尤其是在币价大跌击破盈亏平均线时，矿工会倾向选择停机，而用电合同提供给矿工低廉电费的同时，也会要求最低用电量。一旦矿工拉闸停电，可能会面临违约罚金。
在分析当前的市场状况之前，我们有必要回顾下与当下有诸多类似之处的2017-2018牛熊转换的矿工境遇。
如下图所示，2017年12月17日，比特币牛市达到历史最高价1.95万美元，此时全网平均算力为14.39EH/s。在此之前，全网算力增幅小于此时币价增幅，所以矿工的获利效率是一直提升的。
比特币此后进入熊市，一路急跌，直到2018年8月才出现阶段性企稳，但是，矿工受多个因素影响，在由牛转熊期间被动加入到更为激烈的算力角逐中，试图获取数量更多的比特币，来填补区块奖励单价的下滑。
主要原因包括：
1）购机成本下调。
矿机价格下跌，减少了成本支出，能部分抵消币价下跌的利润损失。
2018年上半年，矿场关停导致矿机滞销，矿机价格大幅下滑。以当时比特大陆主力产品S9型矿机为例，S9在2018年6月相比年初降价幅度达90%。
2）订购的矿机正式投入市场。
在比特币仍未明显进入熊市时段，有大量未交货的订单按照正常生产周期，刚好在熊市期间交货使用。
3）部分其他矿工转向比特币。
在熊市，投资者更偏好有较强价值共识基础的比特币，一些矿工为稳妥起见，开始由非主流币挖矿转向比特币挖矿。例如，2018年8月中旬，日本互联网巨头GMO将挖矿算力由BCH转向了BTC。
4）挖矿产业自身限制。
前文提及，用电合同往往规定了矿机关停的惩罚措施，代价是高额罚金或电费涨价。“船大难调头”，部分矿工会受此限制，继续挖矿。
直到2018年11月，币价已经下跌超60%，此时，全网算力却持续增长，最高达到60.42EH/s。在这之后币价与算力出现同步下滑，没有及时卖币获利或后期入市的矿工们，逐步资不抵债，纷纷退出，市场上弥漫了“矿机论斤卖”、“七成矿机达到关机币价”等悲观论调。
我们假设矿工在牛市顶点新机入市时，回本周期为N，那么从2017年11月份开始的一年期里，算力涨幅达4.2倍，同期币价跌幅达60%，理论回本周期将比最初预期向7倍方向扩张（实际拉长的动态回本周期小于7倍），从而对矿工构成了币价下跌、算力上涨的“戴维斯双杀”。
这漫长煎熬的过程显然会耗尽大部分矿工的耐心，尤其是那些在熊市交付矿机的小规模矿工们。
回顾完历史，我们回到当下市场。
自312暴跌至今，比特币价格增幅远大于算力增幅，显然矿工的获利效率是前所未有的。网络舆论甚至预期本次牛市的顶点是10万美元，但是，近期的市场大幅回调提醒我们，牛市也可能会随时终结。一旦币价进入熊市，矿工又将再次面临币价回调、算力竞争加剧的“戴维斯双杀”压力。
进入3月之后，比特币多次冲击6万美元未果，获利资金开始转向“另类资产”，除老牌主流币纷纷补涨外，资金溢出效应甚至蔓延到各种动物币上，市场迎来Altcoin Season。
另外，各类概念币轮番暴涨，热点不断，引来监管机构的强烈关注，不排除出台打压市场过热的政策。
这种情形与2017年12月末的牛市见顶期间的现象颇为相似，是一个值得警惕的信号。
从图3看，算力近年一直保持线性增长态势，而且下半年将有大量新机上市，算力竞争进一步加大。
相对于本波牛市中币价10倍以上的涨幅，全网算力增幅仅有2.3倍，其原因主要是5-8nm矿机芯片产能紧缺，很多订单已经排到了2022年9月份。
随着新冠疫情缓解、晶圆厂扩产，这种供需紧张的局面将逐步得到改善，市场也将在很长一段时间内维持满负荷投产的局面，全网算力竞争增大也成为大概率事件。
据吴说区块链的最新一篇报告显示，2021年比特大陆出货预计在30-40万台，嘉楠科技在20-35万台，比特微在15-30万台，多数矿机将集中在下半年陆续交付。
以比特币大陆为例，期货订单销售到了2021年底，S19j系列矿机集中在3-4季度发货，下半年矿机交付增幅将保持强劲态势。
俄罗斯矿业巨头BitRiver的创始人Runets亦表示，随着更多提前几个月购买的采矿机的交付和部署，比特币哈希率今年将继续上升，并突破历史新高。
其实这不是最悲观的情况，更糟糕的现实是，矿机运维规划和抛币获利动作会严重滞后于币价的变化，如果矿工缺少具体可行的风险应对方案，应对不当就只能被动陷入与上次牛熊转换同样的困境。
要避免这种困境，有什么好的方案呢？
随着加密货币衍生品市场的成熟，矿工们拥有了比以往更多的避险组合工具，可以利用期货、期权、杠杆借贷、固定收益产品，以及其它结构化产品等，来构建套期保值或收益增强型策略，有效规避币价大幅下跌或剧烈波动带来的潜在损失。
期货：比特币期货合约是锚定现货/指数的标准化合约产品。
当矿商预期币价可能面临下跌时，为锁定挖矿利润，可以在市场上做空卖出与预期收益等值的期货合约。
例如，矿工预期未来一段时间会获得2个BTC，按照当前50000美元的单价，未来的收益率将达到50%，但币价如果下跌，该收益率会持续下降。为锁定该利润，可以在市场上开空价值2*50000=10万美元的期货合约。
但因为期货波动率较大，为保证仓位的有效性，需要占用一定的资金来应对仓位的波动。
期权：比特币期权是指买入或卖出一项未来以特定价格买卖比特币的权利。
对期权的买方来说，需要先付一笔权利金，可以在规定的时间内可以选择或放弃按照约定价格买卖比特币权利；对卖方而言，则获得该权利金，负有执行的义务。
同样以上述案例介绍，矿工可以买入等值的看跌期权，执行价格应大于或等于50000美元。
如果后市价格下跌，矿工可以执行期权获得做空利润，来弥补现货的损失；如果上涨，则只损失一笔权利金，但锁定了50%的利润。
杠杆借贷：杠杆借贷是指通过保证金制度，可以借入加密货币或法币来买卖操作。
同样以上述案例介绍，矿工可以借入2个BTC，以市价卖出，无论未来币价涨跌，都可以将挖到的比特币还给平台，锁取既定的50%利润。
固定收益产品：固收产品往往以无风险套利为主，涉及到较为复杂的期权组合、期现套利等策略或策略再组合，适合长期屯币的矿工。
结构化产品：往往是现货与上述产品的组合及其它算力合成产品等，这种产品往往能更好地锁定利润，减小波动。
我们回到当前市场框架的讨论中来。
首先，对老矿机而言，获利效率或将下滑，激进者可构建备兑看涨期权（Coverd Call，持有现货同时卖出等值的看涨期权）、稳健者可构建领子期权（Collar，持有现货，同时买入平值或虚值看跌期权、卖出同到期日的虚值看涨期权）等，或者参考贝宝金融制定的其它期权组合来锁定预期利润。
假设全网算力按当前线性规律继续上涨，我们以近期4月14日的币价最高点来做极限估算，预计到2021年底将增加到188EH/s以上，增幅超23.8%，这意味着如果币价届时增幅小于23.8%，那么获利效率将出现下滑。
换言之，未来价格应保持在77960美元以上才能维持当前的获利效率。
但事实上，近期币价开始了深度调整，老矿机经济寿命也将在新矿机陆续交付的情况下缩短，所以对拥有老矿机的矿工来说，当下通过操作比特币衍生品组合来锁定利润，就显得格外重要。
其次，对期货型矿机而言，回本周期可能因币价下调、算力竞争增大而延长，矿工可以根据购机费用、预期获利等因素，卖出看涨期权（Sell Call Option）等方式，未能购得新机的矿工甚至可以保持观望。
我们以每期难度增幅3%、电价0.3元/度、比特币价格维持在300000元（约46588美元）为例，不考虑运营维护费用，自2021年5月17日起挖，部分主流矿机的回本情况如下表所示：
机型
算力(T)
功耗(W)
预估购机价（元）
预期回本周期（天）
预期关机时间
预期投资回报率
蚂蚁
S19 Pro
110
3250
61000
(9月期货)
无法回本
2023-11-11
71.89%
蚂蚁S19J
90
3250
43000
(12月期货)
无法回本
2023-08-08
74.68%
神马M32
60
3240
34720
（5月现货)
无法回本
2023-01-30
47.37%
神马M20S
68
3260
40730
(5月现货)
无法回本
2023-03-25
50.60%
阿瓦隆A1246
90
3240
54000
(5月现货)
无法回本
2023-07-14
72.14%
注：近3个月、6个月、1年的平均难度增幅分别为6.3%、5.7%、2.4%，这里折衷取难度增幅为3%。当日收入小于日电费时，计为关机时间。矿机售价由发稿时的公开信息获取，因售价随币价波动较大，请以实际为准。营收结果受多种不可控因素影响，计算结果仅做参考使用。下表同理，不再赘述。
表1来源：wabi.com、easykuang、Babel Finance
假设，比特币价格维持在400000元（约62120美元），其它条件不变，则回本情况如下表所示：
机型
算力(T)
功耗(W)
预期回本周期（天）
预期回本时间
预期关机时间
预期投资回报率
蚂蚁
S19 Pro
110
3250
618
2023-01-25
2024-03-12
110.13%
蚂蚁S19J
90
3250
485
2022-09-14
2023-12-22
117.90%
神马M32
60
3240
无法回本
无法回本
2023-06-15
78.57%
神马M20S
68
3260
无法回本
无法回本
2023-08-08
81.74%
阿瓦隆A1246
90
3240
287
2022-02-28
2022-12-20
124.85%
表2来源：wabi.com、easykuang、Babel Finance
虽然我们无法准确预测币价接下来的走势，但综合诸多信息来看，矿工当下采用新矿机获利的性价比可能越来越低，有必要规划出合理的避险方案应对接下来的双重挑战。
我们下面结合一位矿工的套保案例做演示参考。
在2021年2月，某矿工需要为300个BTC做套保，当时BTC价格 $40,000，从最低位置已经上涨了10倍。矿工担心BTC行情在高点，但也想能获取未来上涨的利润。总而言之，涨了想持币，跌了想持U，这该如何操作呢？
一般来说，可以做空期货合约（实质上是无风险期现套利）、购买看跌期权保护、构建Collar期权以及其它创造性的衍生品组合，来减小矿工持币的时间风险敞口，这里介绍更加稳妥的策略型做法。
买入 2021年3月8日到期、执行价格$30,000的看跌期权；
卖出 2021年3月18日到期、执行价格$60,000的看涨期权；
净支出权利金为0。
到3月8日，BTC价格为$50,000，买入的看跌期权到期，策略重新定制：
买入 2021年3月26日到期、执行价格为$44,000的看跌期权；
展期 2021年3月18日到期、执行价格$60,000的看涨期权至3月26号；
净支出权利金为0。
到3月26日，BTC价格为$55,000元，该客户币数没有减少，完全获得了上涨收益，始终有下行保护，并且将保护价格从$30,000上升到了$44,000 。
本文基于简化的模型讨论，未考虑额外的转换摩擦成本、实际套保需求的多样性、回本周期的多要素动态变化等。实际上规划操作避险方案的水很深，矿工往往把握不住，需要依靠专业的金融服务机构，帮助其建立相对完整高效的避险组合，并不断调整头寸来贴合市场、适配最新的管理需求，以实现更合理的避险目的。
综上所述，可以预见的是，随着市场的算力竞争不断加剧、币价陷入回调，矿工将逐渐由即挖即卖、长期屯币的模式，转向借助合适的金融工具，做好避险管理的工作。对于缺乏这方面经验的矿工，推荐与专业的加密金融服务机构合作，获取更专业的套利管理方案和服务。
