艾瑞:Starlink卫星互联网商业模式分析吉林快3a

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  Starlink系统从诞生之初便被各种各样的声音质疑。SpaceX用高速建设的Starlink系统以及地面试验回应这些疑问。建设截至2020年8月,Starlink系统已发射655颗卫星,数量超过2019年全年发射卫星数量(386颗)69%。经国外测速网站Speedtest公布,Starlink的Beta测试下载速度可达11-60Mbps间,上传速度在5Mbps-18Mbps间,网络延迟(Ping值)可维持在31-94ms间。本文首先介绍Starlink系统发展历程,接着从系统建设方案可行性、系统平均成本低廉性以及未来市场可获得性三个方面分析Starlink商业模式的可行性。

  Starlink是由SpaceX提出低轨卫星互联网星座,计划向距离地表300-600km的区域内发射11926颗卫星向全球提供互联网接入服务。

  Starlink系统从方案提出到测试卫星发射历经3年时间,从测试卫星到首批卫星组网历时1年零3个月,此后便开始了高速组网的历程,相较于其他提出低轨宽带星座的企业可谓是后发先至。从整个网络系统建设方案的变化来说,可以发现三个趋势:

  1. 整个系统卫星数量逐步增加,从一期4408颗卫星(原计划4425颗),到二期7518颗卫星,目前正在申请的三期已经多达30000颗卫星,卫星数量的增加另一方面也代表了系统容量的逐渐提升;

  2. 使用频率越来越高,一期使用Ku/Ka波段,二期使用V波段,目前正在申请的三期建设使用E波段,利用未来可能的利用频率对其他国家/企业进行卡位;

  3. 轨道越来越低,最初申请一期时,轨道位于1100公里至1325公里间,2018年11月将其中1584颗卫星降低至550km,2020年4月将剩余2824颗卫星轨道降低至540-570公里间;二期大幅降低轨道高度,低至340km。轨道高度的降低一方面反映了Starlink对于系统低延时的极致追求,不仅提高了用户使用体验,可以流畅游玩网络游戏,而且低轨卫星互联网超低延时,有望被美国纳入数字农村机会基金(Rural Digital Opportunity Fund)的供应商中(一期160亿美金,二期44亿美金,要求网络供应商的用户使用延时低于100ms),进而令农村地区平民使用卫星网络时获得一定的补贴,相对于高轨HTS(高通量卫星)运营商取得了用户体验和用户使用成本的双重竞争优势;另一方面轨道降低可以使全部卫星迅速离轨,避免产生太空垃圾,满足监管要求。

  很多人认为Starlink系统过于庞大,超过过往发射卫星数量的总和,SpaceX无法按照监管要求按时完成部署。吉林快3开奖结果本节针对Starlink系统建设方案的可行性进行论述。

  目前Starlink系统建设方案分为两个阶段,第一阶段位于550公里的4408颗卫星计划在2024年3月建设整个系统50%,2027年3月全部建设完成。第二阶段位于340公里的7718颗卫星计划在2024年11月建设完成50%,2027年11月全部建设完成。

  为了便于计算我们假设,忽略2019年已发射的120颗卫星,从2020年初开始建设,在2024年底发射50%,在2027年底全部建设完毕。Starlink星座系统发射方案如下:

  前五年每年发射1193颗卫星,使用20枚火箭,在2024年底在轨卫星数量到达5965颗。目前雷德蒙德卫星工厂的产能达到每天6颗卫星,一个月产能达到120颗卫星。按照这个数据估算全年卫星产能可以达到1440颗,完全可以满足第一阶段建设。至于火箭产能方面,2020年上半年在疫情影响下,SpaceX发射数量依然达到10枚火箭,可见全年发射20枚火箭对于SpaceX来说不是很大的障碍。

  第二阶段每年除了需要发射1987颗卫星(星座剩余50%),2020年发射的卫星由于寿命原因,需要补网1193颗卫星,因此第二阶段需要每年发射3180颗卫星。类似的需要每年需要33枚火箭的产能。按照目前的情况看,吉林快3开奖结果卫星和火箭的产能无法满足这个需求。因此预计SpaceX在2025年以前需要进一步扩大卫星与火箭的产能。

  综上,依照SpaceX目前的能力,可以充分满足Starlink当前的建设需求,但需要在2025年前扩大产能,以满足2025年开始每年3180颗卫星的需求。

  2020年4月马斯克和SpaceX COO Shotwell表示目前星链的单颗卫星制造成本已经低于50万美元。与同是低轨星座的Iridium Next与Oneweb进行对比。铱星二代星座由泰利斯·阿莱尼亚空间公司研制,整个星座75颗卫星,研制和制造成本23亿美金,平均每颗卫星3067万美金,铱星二代搭载的载荷与Starlink不尽相同,拥有星上处理能力及星间链路且寿命更高,但这Starlink与Iridium Next单星成本两个数量级的差距依然反映出了Starlink卫星成本的低廉性;另外一个经常拿来对比的是Oneweb的星座,Oneweb卫星制造是由Oneweb与Airbus合资成立的公司Oneweb Satellite制造,根据公开报道,Oneweb单星成本高达100万美元(尽快Oneweb曾经宣称50万美元)。此外Starlink单星容量达到17.5Gbps,Oneweb单星容量7.5Gbps。Starlink卫星容量达到Oneweb卫星23.3倍,成本却仅仅是其的一半。

  Iridium Next、Oneweb和Starlink本质上代表三种不同的模式,Iridium卫星外包、Oneweb联合研制、Starlink独立研制。Iridium Next外部采购卫星依然遵循传统卫星制造模式,Oneweb虽然改变了卫星制造模式,但仍需要与Airbus共同商议供应链,而SpaceX采用跨供应链甚至新建航天供应链,对成本的追求达到极致。

  Starlink发射成本低不仅体现在SpaceX作为发射方可以利用内部采购价格发射Starlink卫星;另一方面星箭一体化设计,可以最大程度综合利用整流罩包络空间、火箭运载能力,使单发火箭可以发射更多的卫星。具体来说,根据小火箭刑强老师测算,猎鹰9号火箭充分复用后,成本约为3692万美元,单次发射60颗卫星,平均每颗卫星发射成本61.53万美元。Starlink V1.0版本卫星重量260kg,Starlink系统每公斤发射成本0.24万美元。相较之下,Iridium Next建设过程中,铱星与SpaceX签订发射合同,八次发射总金额5.1亿美元,系统共计75颗卫星,平均每颗卫星发射价格680万美元。Iridium Next每颗卫星860kg,Iridium Next每公斤发射成本0.79万美元。Oneweb2020年上半年发射两次,使用联盟号2.1b火箭,单次发射34颗卫星。根据FAA年度报告的数据Soyuz 2.1b火箭发射价格为8000万美元,平均每颗卫星发射价格235.29万美元,Oneweb卫星重量147kg,Oneweb系统每公斤发射价格1.60万美元。

  综合起来,天基5年折旧,地面系统10年折旧计算,系统假设完成后每年需要折旧22.6亿美元,加上人力成本、星座运维成本,预计每年成本24.1亿美元(没有考虑用户通信终端成本、销售费用、管理费用、财务费用)。作为对比,Intelsat 2019年总成本29.8亿美元,折旧每年6.58亿美元;SES 2019年总成本18.84亿欧元,折旧及摊销每年8.51亿欧元。只从折旧摊销成本这个维度比较,Starlink折旧和摊销成本是Intelsat的3.43倍,是SES的2.24倍(采用2020年9月4日汇率),由此可见Starlink虽然系统庞大,但整个系统建设成本并非是很多人认为的高不可攀。

  在摩根士丹利2019年9月发布的报告《SpaceX,Starlink and Tesla:Moving into Orbit》中,对全球卫星互联网的市场规模进行测算,到2030年全球卫星互联网市场规模454.26亿美元,详细的市场营收结构结果如下:

  该报告中对Starlink的营收同样进行了测算,认为到2030年Starlink市场占有率将达到33.3%,营收将达到151.42亿美元。该报告市场测算逻辑虽然简单粗暴,且忽略了目前卫星通信重要的军方、能源、电信运营商等政府与行业客户的市场,但仍然凸显出未来卫星互联网的重要几块市场(个人宽带、自动驾驶汽车以及航空)。

  接下来笔者选取占比最高且目前争议最大的个人宽带市场进行分析。卫星互联网应用于个人宽带市场有两点大的误区:1. 卫星互联网可以代替5G,手机能够直连卫星;2. 目前全球接近50%的人没有使用互联网,但是这部分人没有购买力,无力使用费用昂贵的卫星互联网。对于第一点误区,由于目前手机通讯使用的频率(Wifi 2.4GHz/5GHz)远低于卫星通信频率(Ku频段12-18GHz,Ka频段26.5-40GHz),因此个人用户使用卫星通信网络需要使用定制的卫星通信终端(目前Starlink使用的是一块碟形终端,造价200-300美金)。下面主要针对第二点误区进行分析:

  根据前文测算,Starlink运营成本达到24.1亿美元。吉林快3开奖结果Starlink计划每个用户每月收费80美元,那么维持收支平衡需要251万用户。根据ITU的数据,2018年美国宽带订阅数量约为1.1亿,另外根据Statista的统计其中约4%使用卫星网络,即仅美国便有440万户使用卫星通信实现宽带链接。因此这部分存量用户,可以作为维持Starlink生存的用户基础。另外目前美国未使用互联网人数约为4640万人,按照四口之家计算,依然有1160万户未接入宽带,这部分作为增量用户。美国的1600万户便是未来星链需要首先争取的客户。卫星互联网系统一旦建成后,新增用户带来的边际成本对于卫星运营商来说可以几乎忽略不计,因此在东南亚、非洲等地区的国家,Starlink可以采取低带宽、低价格的策略(终端采取以租代售的形式)去获得大量的用户基础,待这部分地区经济发展后通过销售大带宽的套餐增加APRU值。吉林快3开奖结果

  前文提到美国卫星互联网目前约440万户,Starlink在争取这部分用户。