filecoin主线前的最后一块拼图，FPGA芯片？

在中国通信企业华为和中兴被美国制裁后，半导体芯片成为中国关注的焦点。目前，我国高端芯片技术发展严重滞后。在filecoin快速发展与芯片严重短缺的差距中，中国矿工应该如何快速发展？如何增加收入，降低风险？

本文主要探讨了中国大陆与美国的半导体依存关系，中国大陆半导体的发展现状以及如何突破。

1、 华为引发中美贸易战，间接导致中国半导体供应不足

历史上，美国发动了近8次贸易战，其实质是贸易摩擦不断加剧和贸易全球化扩大导致过度贸易保护主义的后果。贸易战的主要手段是建立关税壁垒和非关税壁垒，造成全球贸易紧张和全球经济低迷。这一次，由于中美贸易逆差，美国似乎把矛头转向了科技领域，尤其是华为。

2018年3月22日，美国总统特朗普宣布“中国窃取了美国的知识产权和商业机密”，并以各种方式限制向中国出口高科技产品。同时，美国在半导体等行业对中国征收25%的关税，阻碍企业交流和技术合作，严重限制半导体和芯片的进出口。

USTR数据，2020年

2020年5月15日，美国工业和安全部宣布了新法规，要求Maker向华为出口使用美国技术或设计的半导体芯片必须获得美国政府的出口许可证，即使是在美国境外制造的Maker也必须获得美国政府的出口许可证。这表明，无论美国企业在产品中是否使用美国技术，他们都需要获得出口到中国的许可证。例如，美国将有能力禁止台积电供应华为的海信半导体。

中美半导体产业关系密切，东吴证券，2020-02，

在半导体领域，中国和美国是高度相互依存的。美国是全球最大的芯片供应商，中国是全球最大的芯片需求国。半导体产业和整机系统产业可以说是供应链的上下游。许多中国企业为美国贴牌生产，并将美国掌握的核心技术出售。中美半导体矛盾将极大地影响全球高科技企业市场的发展，尤其是区块链矿业（BTC、ETH、filecoin等主流项目）。

这将对中国半导体供应产生怎样的影响？filecoin对挖矿业的影响如何？

2、 中国半导体产业的巨大发展

1） 困境：中国半导体产业、制造和封装测试技术难以独立，且过于依赖美国技术

从成熟的产业链来看，半导体产业可以分为设计、制造、封装和测试、设备和材料。其中，设计是技术密集的，制造业是资本、劳动和技术密集的，包装和测试是劳动密集的。在毛利率方面，设计高于制造，制造高于包装测试。

目前，中国大陆的半导体技术水平与上世纪70年代的日本和80年代的台湾相当，主要中心化在加工和封装的劳动密集产出上。现阶段倾向于重视资产，投资大，竞争优势小，毛利小。

2017年，我国集成电路年进口额达到2600亿美元1亿美元，比上年增长14.6%，远远超过1620亿美元的3亿美元原油。中国大陆可以设计制造低端芯片，但高端高端芯片与发达国家相距甚远，基本上依赖国外。CPU、DSP、FPGA、存储器、模拟电路、电源等高端芯片仍被国外垄断。

2019-04年中国大陆IC与原油进口量比较

2） 半导体产业出口缓慢

中国大陆半导体行业在贸易风险敞口下表现疲弱。

作为全球最大的芯片需求国（2018年中国集成电路占全球出口总额的30%），中国完整的半导体产业链尚未建立。顺应全球经济的发展趋势，中国商业一直坚持半导体产业“引进来”的原则。随着反全球化贸易矛盾的出现，相关企业的产业链将很容易被抓住。我国急需解决核心技术问题，特别是在半导体领域，这更有利于未来软技术实力的长远发展。

中国证券研究院

近两年来，半导体产业的弱势暴露，导致不少地方政府进入半导体领域。但是，相当一部分地方政府不熟悉行业规律，低估资金（如28nm工艺集成电路生产线投资额约50亿美元，20nm工艺生产线高达100亿美元等），人才和技术挑战。事实上，资源去中心化甚至浪费，不利于行业发展。因此，半导体产业的发展需要顶层设计和长远规划。在尊重行业规律的同时，还需要考虑完整的供应链和人才引进。

半导体屏障运动，IDC，2019年2月

2017年至2018年，中国全球PC和手机出货量呈现负增长。与2017年同期相比，2018年手机和PC数量也在逐步增加，这与近年来的快速扩张背道而驰。其实质是对其背后的半导体技术进行强有力的监管，控制半导体调整产品质量，进而控制销售市场。

3） 限制半导体进口：抓住“外源技术”引进的咽喉，形成圈养动物养殖场

2020年中国半导体进口缓慢的原因可能是：终端需求下降，跨境贸易往来受阻，半导体产业负增长；日韩疫情对我国半导体产业链的影响。

此外，美国对华为和中国半导体行业的严格控制，始终是达摩的利剑。

去年下半年，国内半导体行业产能紧张。同时，华为的快速发展也抓住了5g的发展趋势，同样，华为完善的国内供应链也牵动着国内产业的神经。

2月10日，美国AOS指出，美国司法部正在对此进行调查，指责其违反了联邦对华为的出口管制，并要求在调查期间停止向华为交付半导体产品。

2月29日，以美国为首的瓦森纳安排进行了新一轮修订，在半导体领域增加了两项出口管制，主要涉及计算光刻软件和12英寸晶圆技术，目标是直接针对中国半导体产业。

华为，中国，美国，互联，2020-05

3月初，美国国会进一步向英国施压，要求其改变决定，允许华为在英国建设部分5g网络。

虽然美国对华为的政策可能悬而未决，但国内半导体行业一直阻碍着其向高科技“5g”时代迈进。

目前，中国电子产业的短板是严重依赖进口的半导体产业。为了摆脱国外的困境，我国半导体产业经历了产业并购和内生增长两种发展模式。

2019年4月德勤收购中亚半导体

产业并购。2014年以后，中国半导体行业掀起了一股并购浪潮，极大地补充和完善了产业链，吸收了国外技术，进而弥补了国内技术的不足。

内生增长。目前，我国在智能卡芯片、通信芯片、移动智能终端芯片等细分领域可以赶上世界先进水平。例如，Cambrian于2016年推出了Cambrian deep neural network processor-1a，这是全球首款商用深度学习专用处理器。公司于2020年7月20日上市。

那么中国半导体畸形的发展会影响到filecoin吗？

3、 新Web3.0时代filecoin挖矿的机会受到半导体供应短缺的限制

filecoin挖矿机械的配件很多，主要包括CPU、硬盘、GPU、内存、主板、网卡、显卡、板连接器、散热器等，其中GPU和CPU是filecoin挖矿中最关键的半导体环节。在保证整个网络安全的同时，也增加了时空认证和防拷贝的计算要求。以下是使用链接。

复制验证和时空验证的硬件使用，filecoin挖矿指南北部，2020-07

由此可以看出，操作和维护的技术差异暂时被忽略了。在filecoin防拷贝和防时空中，CPU和GPU起着重要作用，尤其是CPU。在正式测试阶段，amd3960x/3970x也被用作重要的CPU配件。

以amd Ripper级CPU为例，市场销量是否满足市场需求？

CPU订单和生产供应严重短缺，AMD的reddit账号，2020-01

AMD reddit账户发布的统计数据涵盖了从2019年7月到2020年1月的整个3000条产品线。我们发现，主流处理器3600-3800x、3900/3950x等3000系列的成交量每月都在增加，但订单却在逐月增加，这并不能真正满足美国的实际市场。尽管amd在近7月增加了供应以满足美国需求，但供应远远不够。相反，在中美如此焦急的形势下，中国AMD芯片的供应是否会一帆风顺？笔者没有找到真实的供应数据，即使中国大陆有供应，也会有较高的溢价。

2017-2018年AMD芯片价格走势2019年PC部分

如此一来，由于半导体芯片的价格增长会直接影响到filecoin的挖矿成本的增加，进而影响到投资的回报周期，那么在中长期受中美关系制约的情况下，挖矿成本只能变得越来越贵吗？

4、 自主开发的FPGA可能是一个新的突破

回顾比特币的挖矿历史，可以看到从CPU、GPU、FPGA到ASIC芯片的升级。同时，IPFs部队区域的洪军曾提出CPU和GPU的主要发展瓶颈是由dennard比例定律和Moore定律导致的多核礁问题，导致了它们的发展终结。单核性能已难以进一步扩大，芯片研究开始转向多核时代。

对于filecoin来说，算法的确定非常重要，因此规模效应可以稀释成本。事实上，核心决策因素是总拥有成本（TCO），是使用专用芯片（如ASIC）还是使用可编程通用硬件（如FPGA）。只有在需要大规模生产ASIC芯片时，才能稀释这些研发成本。同时，FPGA芯片很可能是下一个首先被触及的芯片，即filecoin挖矿模式。

FPGA将推动filecoin走得更远。同时，我们也致力于这项研究，这项研究预计在未来，并已准备就绪。