比特币挖矿完整经历四个阶段，依次为CPU挖矿阶段、GPU挖矿阶段、FPGA挖矿阶段、ASIC专业矿机挖矿阶段，四次硬件迭代推动挖矿从业余爱好转变为重资产工业化产业。
第一阶段是CPU挖矿阶段，时间跨度大致从2009年比特币诞生延续至2010年年中。中本聪挖出创世区块依靠普通电脑中央处理器，早期任何一台台式机、笔记本电脑，运行比特币原始客户端即可参与挖矿。这一时期全网算力极低，挖矿竞争微弱，区块奖励为50枚比特币，秉持“一CPU一票”的早期去中心化构想。但CPU属于通用处理器，核心数量少，面对SHA-256重复哈希运算效率短板明显，随着参与者增多，算力需求上涨，CPU挖矿收益快速萎缩，逐步退出主流赛道。
第二阶段为GPU挖矿阶段，兴起于2010年下半年，持续到2011年。开发者发现显卡具备大规模并行计算能力，极其适配比特币哈希运算，同等功耗下GPU算力可达CPU数十倍。知名程序员LaszloHanyecz开发出首款GPU挖矿程序，大量玩家开始组装多显卡矿机参与挖矿。市场甚至出现显卡抢购潮，这也是比特币历史上第一场算力军备竞赛。不过GPU依旧属于通用硬件，图形单元存在大量冗余电路，能耗问题难以解决，行业继续寻找更适配挖矿的计算设备。
第三阶段是FPGA挖矿阶段，作为短暂过渡阶段活跃在2011至2013年。现场可编程门阵列可以通过程序定制电路，剔除多余运算单元，能效全面超越GPU。FPGA不需要像通用芯片兼容各类程序，专门针对哈希计算优化，单位电力能够产出更高算力。但它存在明显短板，设备调试门槛高，需要使用者掌握硬件编程知识，普通散户难以上手，量产规模有限，仅仅作为过渡方案，没能长期占据市场，为后续专用矿机技术积累了大量工程经验。
第四阶段是ASIC矿机挖矿阶段，自2013年首款ASIC矿机面世延续至今。ASIC专用集成电路从芯片底层只为SHA-256算法设计，没有多余功能，算力、能效相较前代设备实现量级跨越。ASIC诞生直接淘汰CPU、GPU、FPGA挖矿模式，挖矿门槛急剧抬高。行业诞生专业矿机厂商，大规模矿场、矿池模式普及，挖矿从小众极客行为演变为依托低价电力、标准化机房运营的重资产行业。历经数次芯片制程迭代，现代ASIC矿机持续优化能耗比，同时全网算力不断刷新纪录，难度持续动态调整，也重塑了全球比特币挖矿的竞争格局。
