Como a Bitdeer está transformando as máquinas de mineração de Bitcoin

Os chips de circuito integrado específico de aplicação (ASIC) formam a espinha dorsal da indústria de mineração de Bitcoin (BTC). As máquinas ASIC são feitas para um único propósito: resolver o algoritmo SHA-256 do Bitcoin o mais rápido possível para coletar recompensas de bloco.

Eles são extremamente bons nisso. Uma das máquinas ASIC mais amplamente utilizadas, a Antminer S19, é capaz de fazer 82 trilhões de cálculos por segundo — 820 vezes o número de estrelas na Via Láctea. O mercado de fabricação de ASIC de US$ 30 bilhões é dominado pela Bitmain. As máquinas da empresa chinesa alimentam aproximadamente 80% da taxa de hash do Bitcoin, de acordo com TheMinerMag.

Mas a empresa de mineração de Bitcoin Bitdeer (BTDR), sediada em Cingapura, pretende agitar as coisas com o lançamento de uma nova arquitetura de chip ASIC. Esses novos chips podem trazer um grande salto em eficiência, afirma a empresa, ao mesmo tempo em que melhoram a transparência no processo de fabricação de ASIC.

“Os dois jogadores dominantes [Bitmain e MicroBT] são empresas privadas e muito opacas”, disse Jeff LaBerge, chefe de Mercados de capital e iniciativas estratégicas da Bitdeer, à CoinDesk em uma entrevista. “Eles realmente T se envolvem com a mídia ou dão qualquer tipo de orientação sobre o que estão fazendo do ponto de vista de P&D, e isso torna muito difícil para os compradores finais planejarem.”

“Queremos que nossos clientes saibam onde estamos em nosso processo de fabricação, qual é nosso roteiro em termos de novos designs de chips, onde estamos em nossos ciclos de produção”, disse LaBerge.

Shanon Squires, diretor de mineração da empresa de hospedagem de Bitcoin Compass Mining, disse à CoinDesk que maior visibilidade na produção de ASIC ajudaria os mineradores a planejar novos embarques de hardware e tornaria mais fácil prever o crescimento da dificuldade do Bitcoin. “O comprometimento da Bitdeer com a transparência é ótimo para a indústria de mineração”, disse ele.

“Enquanto a Canaan divulga seu volume anual de vendas para vários modelos de mineração, a Bitdeer vai um passo além ao fornecer atualizações de volume de entrega mais frequentes”, disse Wolfie Zhao, chefe de pesquisa da TheMinerMag, à CoinDesk. “Embora ambos sejam participantes menores no mercado de hardware, seus esforços mostram boa fé na promoção da transparência. Esperançosamente, isso encorajará os maiores operadores do mercado a tomar nota.”

Buscando eficiência

Os chips ASIC têm usado principalmente o mesmo projeto desde 2014. Na última década, os maiores aumentos na eficiência energética do ASIC ocorreram no nível da fundição, à medida que a principal fabricante global de chips TSMC refinou seu processo de fabricação. Embora os mineradores também tenham feito alterações no design do chip, tais modificações trouxeram apenas ganhos incrementais.

Mesmo assim, o progresso tem sido tremendo. O primeiro ASIC, o Avalon da Canaan (2013) teve uma eficiência de energia de 6.000 joules por terahash (J/TH). O Antminer S21XP Hydro da Bitmain, a máquina mais eficiente do mercado atualmente, ostenta uma eficiência de 12 J/TH.

A Bitdeer, listada na Nasdaq, quer criar uma arquitetura completamente nova para seus ASICs. “Sentimos que será necessário entrar no que chamamos de faixa de eficiência de um dígito”, disse LaBerge, referindo-se a equipamentos de mineração com menos de 10 J/TH em eficiência.

Aumentar a escala com o blueprint tradicional significa usar chips progressivamente mais finos. Mas mais fino significa que os chips têm mais probabilidade de apresentar defeitos e os rendimentos por lote tendem a cair. "Você também está competindo com a Apple e a Nvidia e algumas das maiores empresas do mundo pelos mesmos materiais", disse LaBerge.

O diretor de estratégia da Bitdeer, Haris Basit, está liderando uma equipe de engenheiros para criar uma nova estrutura. Alguns membros dessa equipe trabalharam em designs encontrados nos primeiros chips ASIC da Bitmain em 2014 — os chips cuja arquitetura se tornou o padrão em toda a indústria. (A Bitmain não respondeu a um Request de comentário.)

A pesquisa da Bitdeer já obteve sucessos. O produto mais recente da empresa, o SEALMINER A3, atingiu uma eficiência de energia de 9,7 J/TH durante os testes de desempenho, a empresarelatadona segunda-feira. Isso significa que o A3 — que ainda usa o modelo ASIC tradicional — pode acabar tomando a coroa de eficiência do S21XP Hydro.

No entanto, espera-se que o SEALMINER A4 da mineradora, que empregará a nova arquitetura de chip da empresa, consuma 5 J/TH. Provavelmente será a máquina ASIC mais eficiente do mercado por uma margem significativa.

“As pessoas sabem há muito tempo que é possível reciclar [a] carga elétrica em um chip, mas ninguém realmente conseguiu descobrir como fazer isso de uma forma que permita alto desempenho... Nós deciframos o código sobre como fazer isso em uma aplicação de altíssimo desempenho”, Basitcontadoo podcast Coin Stories em dezembro.

“Em vez de usar [a carga] apenas uma vez e descarregá-la, nós a usamos várias vezes, quatro, cinco, seis vezes. Então, obtemos [uma] melhoria de 75-80% na eficiência fazendo isso”, Basit acrescentou.

“Nossos chips SEALMINER A4 usarão essa Tecnologia, mas ela também deve ser aplicável de forma mais geral em chips digitais, especialmente chips digitais que são altamente ativos, como GPUs e chips de processamento de sinais.”

Fabricação de chips

Fazer ASICs T é fácil. A equipe de pesquisa da Bitdeer é dividida em duas unidades (uma em Cingapura, outra no Vale do Silício) que trabalham em novos designs de chips. “Para uma máquina tão simples — tudo o que ela faz é resolver o algoritmo SHA-256 — é extremamente complicado de projetar. Temos alguns dos melhores engenheiros do mundo trabalhando nisso”, disse LaBerge. A empresa gasta aproximadamente US$ 6 a 8 milhões em pesquisa por trimestre.

Até agora, a empresa vem entregando novos produtos em ritmo acelerado. A Bitdeer lançou o SEALMINER A1 e o A2 em 2024 e espera que o A3 entre em produção em massa no segundo semestre de 2025. Ela diz que o A4 deve atingir a fita-out (o último estágio de seu processo de design) no terceiro trimestre do ano, com um lançamento provável no final de 2025 ou início de 2026.

Quando um novo design de chip é finalizado, a Bitdeer envia os planos para a TSMC. A empresa taiwanesa não é apenas a maior fabricante de chips do mundo, mas também a mais avançada em nível tecnológico, o que torna a parceria da Bitdeer com ela crucial.

“Você T pode simplesmente ir até a TSMC e dizer: 'Ei, eu quero 100 exahash em chips nos próximos três meses.' Há um processo para passar por isso”, disse LaBerge. “Você entra e pede a eles a alocação de chips, e eles darão isso com base na prioridade.”

Uma vez que tem os planos em mãos, a TSMC produz uma MASK, que funciona essencialmente como um modelo para chips — como o cilindro em uma impressora. A MASK é enviada para a Bitdeer junto com chips de risco (um pequeno lote de chips que a empresa pode usar para testes) para garantir que o design funcione corretamente. Se a empresa precisar de alguma alteração no design, é quando isso acontece. Nesse caso, a TSMC faz correções com base no feedback da Bitdeer e envia uma nova MASK com novos chips de risco. Tudo isso acontece a um custo significativo. A Bitdeer gastou US$ 14 milhões na fita A2 e US$ 26 milhões na A3.

Quando a Bitdeer está satisfeita com um design, a TSMC usa a MASK para produzir wafers em massa. LaBerge comparou wafers a folhas, cada uma contendo centenas de chips. Tecnicamente, uma MASK pode ser usada para criar um número quase ilimitado de wafers, mas a TSMC tem recursos finitos e só pode produzir um certo número de chips, então as empresas acabam competindo por eles.

Uma das vantagens do design do A4, de acordo com LaBerge, é que ele deve facilitar o processo de alocação de chips da empresa. “[Basit] desafiou a equipe a criar uma nova arquitetura que T precisasse passar pelos processos mais recentes da TSMC, mas pudesse recuar algumas gerações, o que nos permitiria usar um nó que é muito menos procurado”, disse ele. Um nó semicondutor é basicamente uma versão específica da Tecnologia de fabricação de chips da empresa; a TSMC está constantemente construindo novos nós em um esforço para refinar seus processos.

Leva cerca de três meses para a Bitdeer receber sua MASK e chips de risco após enviar seu design para a TSMC. Então, são mais três ou quatro meses para a empresa receber seus chips depois que ela dá sinal verde para a fundição para produção em massa. Os chips são enviados diretamente para as instalações de fabricação da Bitdeer na Ásia. De lá, pode levar de quatro a oito semanas para que as plataformas de mineração sejam totalmente construídas e embaladas.

Visando o topo

Apesar de todos os custos incorridos durante a produção, parte do capital necessário para a fabricação de ASICs vem dos clientes da Bitdeer.

Os mineradores interessados ​​em comprar ASICs da Bitdeer geralmente fazem um depósito de 25% a 50% do custo total do pedido. O ciclo de produção tende a ter uma média de seis a sete meses, então T demora muito para a empresa recuperar seus fundos e obter lucro.

Construir ASICs também cria vantagens para as próprias operações de mineração da Bitdeer. Até recentemente, a empresa, que foi fundada em 2021, focava no negócio de hospedagem, o que significa que fornecia instalações para outros mineradores de Bitcoin colocarem seus equipamentos. A Bitdeer está lentamente saindo desse modelo e expandindo suas próprias operações de mineração junto com seu braço de fabricação de ASIC.

A aquisição de ASICs é tipicamente a parte mais cara da construção de uma operação de mineração de Bitcoin . Essas máquinas geralmente duram apenas três ou quatro anos antes que modelos mais novos as tornem obsoletas, então as empresas de mineração de Bitcoin estão constantemente procurando adquirir mais.

A Bitdeer não só consegue reduzir consideravelmente esses custos produzindo suas próprias máquinas, mas também tem a opção de vender seus equipamentos de mineração para outras empresas, dependendo de suas necessidades.

No futuro, a Bitdeer pretende dar à Bitmain e à MicroBT uma corrida pelo seu dinheiro, e interromper o que LaBerge chamou de duopólio do mercado de ASIC. “Queremos ser o melhor player do mercado, com certeza”, disse LaBerge. “Acreditamos que temos a equipe e a Tecnologia para fazer isso.”

ATUALIZAÇÃO (14 de março de 2025, 15:30UTC): Adicionado o custo da fita SEALMINER A3.