比特币矿机原理

比特币矿机原理：

比特币矿机的心脏-ASIC芯片设计

首先芯片设计者将经过前端和后端设计完成芯片的最终图纸。

芯片的图纸，如今不是用手工完成的了，因为如果把一个芯片的最小设计单元当作乐高积木的化，一个芯片的大小估计就是一个小镇那么大了，所以需要用软件来实现芯片的功能，实现这个功能模型的任务，这就是前端。

前端得到的是计算机辅助设计的文件，这个文件在设计的逻辑要求上满足实现真正芯片设计的要求，后端的工程师就根据这个文件的输入，按照芯片厂家生产线的要求，再次利用计算机辅助设计软件，将其更深的转译为芯片掩膜的物理结构。

往往前端后端的设计都是分开由不同的工程师完成的，一是因为专业性，二也是因为设计方案的保密性，需要前后端设计组合起来才能完成芯片生产。

流片

设计好的芯片方案交给晶圆厂流片（tape out）

七八十年代的时候，集成电路的数据是写在磁带上的，也就是tape，那时的设计人员把最后一天，把一堆磁带抱到晶圆厂里去生产的那个过程叫tape out，现在是用ftp最后设计 提交晶圆厂，但叫法还是保留下来了，提交晶圆厂后就开始做mask，然后做wafer。

晶圆厂将单晶硅锭（整体基本呈圆柱形，重约100千克，硅纯度99.9999％）切割出的晶圆经过抛光后变得几乎完美无瑕，表面甚至可以当镜子。横向切割成圆形的单个硅片，也就是我们常说的晶圆(Wafer)。

芯片的一次性工程费中最主要的投入，也是最暗昂贵的部分就是用于芯片生产过程中使用的光罩（mask）

很多层光罩经由数十次在晶圆片上的反复曝光和腐蚀形成了芯片所需的微小结构，整个晶圆片大小的光罩（full mask）加工费是极贵的。

测试芯片通过多工程晶圆片（MPW）工艺来降低成本，就是每个参与MPW的芯片设计者，只占用整个晶圆片的很小一部分面积，来共同分担整个光罩的一次性工程投入（NRE）。 

MPW后芯片样品经过测试达到设计要求，就可以投产全掩膜（full mask），进行批量化的芯片生产。

电路板焊接

芯片从晶圆片到焊接到电路板上，还需要经过封装和检测，才能批量化生产。

电路板（PCB板）是支持芯片与外围电子零件的物理基板，用腐蚀的方式将预先制备的覆铜板蚀刻出需要的导线，并经过打孔和多层粘合，形成复杂的电路设计。

从芯片的设计规范制定，外围电路的预估，可以指导一款矿机芯片的设计，后面电路的设计与样片测试，可以得到矿机样机。

生产发货

矿机经过设计达到成本，性能，可生产和可维护的预期后，就进入了生产准备阶段，生产线开始调试生产工艺细节，物料采购开始为批量生产进行备料，最后开始的，就是矿机的批量化生产和测试。