自 5 月减半以来到如今的价格暴涨，比特币在 2020 年几经起伏。尽管比特币的价格已经超过 2017 年并创下新高，观察者依然保持谨慎，担心这又是一次比特币泡沫。但是， 随着比特币市场日益成熟，机构投资者对比特币的兴趣更加浓厚，比特币支持者认为，这次价格上涨并不只是一次投机狂潮。在这种乐观主义心态下，人们只能希望这次历史不会重演。
与此同时，矿工收益在今年 11 月首次达到减半前水平。自创世块诞生以来，比特币发生了很大改变。在比特币网络上，挖矿不再是独立的，而是实现了惊人的规模化运营，遍布中国的偏远省份，再到哈萨克斯坦，甚至马来西亚。
本文是 CoinDesk 2020 年度回顾的一部分。该年度回顾包括本年度关于加密货币的专栏文章、散文和采访。Nangeng “NG” Zhang 是超级计算机解决方案提供商 Canaan 的创始人、董事长兼 CEO。
尽管发展迅速，但是新兴的挖矿行业依然面临生存危机。这里的生存危机并不只是 2140 年最后一个区块挖出后比特币挖矿的可持续性。
市场的发展
由于电费低廉、生产成本低且劳动力资源丰富，中国在比特币挖矿行业长期独占鳌头。然而，近年来，重点已经开始转移，主要是因为全球其它地区也出现了矿池。尽管中国仍持有超过全球 2/3 以上的算力，但是美国、俄罗斯和哈萨克斯坦等国家已经开始追赶上来。
为了在比特币挖矿行业开拓新的空间并促进其蓬勃发展，这些新的竞争者需要考虑很多因素，如，具有竞争力的能源价格或替代能源、具有吸引力的房价和政府对数字资产的支持力度。
例如，由于哈萨克斯坦支持挖矿行业，该国的比特币挖矿活动显著增长，占比特币总算力的 6.17%。这在很大程度上归功于该国政府对加密货币挖矿的税收政策支持，只有等到被挖出的加密货币兑换成法币时才需要纳税。然后是挖矿合法化，哈萨克斯坦参议院最近批准了一项法案，已于 6 月初正式生效。较低的电力成本只是锦上添花。
这种税收政策确实有了效果。预计 2020 年底，当地加密货币挖矿业务的投资将翻一番，并且在未来 3 年还将投入 7.38 亿美元。
展望 2021 年，比特币挖矿将继续朝着积极的方向发展，并且保持持续发展的劲头。两年来，独立国家联合体（CIS）、欧洲和北美的市场都有了发展。由于矿工为了躲避监管打击和追求低价电力而将目光投向新的地区，这一趋势还会加剧。
在欧洲和北美，挖矿设备的计划可能已经因为新冠疫情而推迟了。但是，随着比特币市场的逐渐复苏，以及新冠疫苗有望于 2021 年问世，我们或将看到挖矿需求出现反弹。另一方面，目前还不清楚拜登上任后，美国政府会对加密货币采取什么样的态度。
尽管即将涌现出新的市场，但是中国在比特币挖矿行业的地位并不会轻易被取代。中国政府已呼吁加快区块链技术的发展，并通过财政激励措施来推动使用可再生能源的加密货币挖矿。
技术创新
自早期 CPU 挖矿时代以来，比特币挖矿已经取得了很大进展。从 GPU 和 FPGA 等早期创新到如今矿机，矿工一直在寻找最快、最强大和最具成本效益的机器。
当前比特币挖矿的竞争状态意味着，技术创新需要持续跟上该行业快速增长的需求。否则，矿工将无法参与设备竞争，而是将目光投向其它地方（使用替代型能源或其它形式的共识协议），来形成竞争优势并获得最大的利润。
自矿机革命以来，比特币挖矿行业的技术进步主要在于缩小芯片尺寸和提高算力，帮助矿工提高挖矿效率。但是，经过每次迭代后，这些改进都趋于平稳。尽管比特币挖矿是 PoW 的最终表现，但是人们对于 PoW 的长期生存能力存疑。以太坊 2.0 的 PoS 共识可以说是一种更加可持续且更加环保的模式。
当谈及下一次技术创新时，很多人都提到了量子计算。量子技术被誉为计算领域的下一个前沿，有可能会破坏比特币的安全性，让比特币的密码学密钥变得不安全。一旦发生这种情况，就有可能出现软分叉，让比特币协议能够在抗量子计算的算法上运行，乃至量子计算机上运行的节点运行。
然而，量子计算还处于初期阶段。等到 2021 年，矿机仍将是比特币挖矿的基石。我相信，比特币矿工还需要再等几年，才会迎来下一个突破性技术。
长期可持续性
随着矿机变得越来越强大，耗电量也将增加。
从历史上来看，中国的新疆和内蒙古等地区一直依赖煤炭能源来为挖矿公司提供较低的能源价格。中国正在寻求从更广泛的角度解决污染问题，最近更是宣布将通过“绿色革命”在 2060 年之前实现碳中和。这意味着，对于中国矿工来说，使用煤炭等不可再生资源进行挖矿的成本效益将越来越低。
另外，比特币矿工一直依赖于四川省的水力发电厂提供的廉价电力作为可再生能源。但是，中国的水电只在丰水季（6 个月）可用。无怪乎比特币矿工将他们的目光投向更多地区来寻求可再生能源和剩余能源。
随着 2020 年进入尾声，比特币挖矿的前途一片光明。正如我们从上次比特币泡沫中恢复过来那样，随着第四次工业革命到来，2021 年的前景将更美好。
在重构一种具有可持续性的挖矿生态系统时，我们将很好地进行长期战略规划，不只是考虑（技术或利益方面的）短期效果，而是着眼于商业、可持续发展和环境目标的完全整合。
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