艾瑞:Starlink衛星網際網路商業模式分析

核心摘要:

Starlink系統從誕生之初便被各種各樣的聲音質疑。SpaceX用高速建設的Starlink系統以及地面試驗回應這些疑問。建設截至2020年8月,Starlink系統已發射655顆衛星,數量超過2019年全年發射衛星數量(386顆)69%。經國外測速網站Speedtest公佈,Starlink的Beta測試下載速度可達11-60Mbps間,上傳速度在5Mbps-18Mbps間,網絡延遲(Ping值)可維持在31-94ms間。本文首先介紹Starlink系統發展歷程,接著從系統建設方案可行性、系統平均成本低廉性以及未來市場可獲得性三個方面分析Starlink商業模式的可行性。

一、Starlink系統發展歷程

Starlink是由SpaceX提出低軌衛星網際網路星座,計畫向距離地表300-600km的區域內發射11926顆衛星向全球提供網際網路接入服務。

艾瑞:Starlink衛星網際網路商業模式分析

Starlink系統從方案提出到測試衛星發射歷經3年時間,從測試衛星到首批衛星組網歷時1年零3個月,此後便開始了高速組網的歷程,相較於其他提出低軌寬頻星座的企業可謂是後發先至。從整個網絡系統建設方案的變化來說,可以發現三個趨勢:

1、整個系統衛星數量逐步增加,從一期4408顆衛星(原計畫4425顆),到二期7518顆衛星,目前正在申請的三期已經多達30000顆衛星,衛星數量的增加另一方面也代表了系統容量的逐漸提升;

2、使用頻率越來越高,一期使用Ku/Ka波段,二期使用V波段,目前正在申請的三期建設使用E波段,利用未來可能的利用頻率對其他國家/企業進行卡位;

3、軌道越來越低,最初申請一期時,軌道位於1100公里至1325公里間,2018年11月將其中1584顆衛星降低至550km,2020年4月將剩餘2824顆衛星軌道降低至540-570公里間;二期大幅降低軌道高度,低至340km。

軌道高度的降低一方面反映了Starlink對於系統低延時的極致追求,不僅提高了用戶使用體驗,可以流暢遊玩網路遊戲,而且低軌衛星網際網路超低延時,有望被美國納入數字農村機會基金(Rural Digital Opportunity
Fund)的供應商中(一期160億美金,二期44億美金,要求網絡供應商的用戶使用延時低於100ms),進而令農村地區平民使用衛星網絡時獲得一定的補貼,相對於高軌HTS(高通量衛星)運營商取得了用戶體驗和用戶使用成本的雙重競爭優勢;另一方面軌道降低可以使全部衛星迅速離軌,避免產生太空垃圾,滿足監管要求。

二、Starlink商業模式分析

(一) Starlink系統建設方案可行性

很多人認為Starlink系統過於龐大,超過過往發射衛星數量的總和,SpaceX無法按照監管要求按時完成部署。本節針對Starlink系統建設方案的可行性進行論述。

目前Starlink系統建設方案分為兩個階段,第一階段位於550公里的4408顆衛星計畫在2024年3月建設整個系統50%,2027年3月全部建設完成。第二階段位於340公里的7718顆衛星計畫在2024年11月建設完成50%,2027年11月全部建設完成。

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為了便於計算我們假設,忽略2019年已發射的120顆衛星,從2020年初開始建設,在2024年底發射50%,在2027年底全部建設完畢。Starlink星座系統發射方案如下:

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前五年每年發射1193顆衛星,使用20枚火箭,在2024年底在軌衛星數量到達5965顆。目前雷德蒙德衛星工廠的產能達到每天6顆衛星,一個月產能達到120顆衛星。按照這個數據估算全年衛星產能可以達到1440顆,完全可以滿足第一階段建設。至於火箭產能方面,2020年上半年在疫情影響下,SpaceX發射數量依然達到10枚火箭,可見全年發射20枚火箭對於SpaceX來說不是很大的障礙。

第二階段每年除了需要發射1987顆衛星(星座剩餘50%),2020年發射的衛星由於壽命原因,需要補網1193顆衛星,因此第二階段需要每年發射3180顆衛星。類似的需要每年需要33枚火箭的產能。按照目前的情況看,衛星和火箭的產能無法滿足這個需求。因此預計SpaceX在2025年以前需要進一步擴大衛星與火箭的產能。

綜上,依照SpaceX目前的能力,可以充分滿足Starlink當前的建設需求,但需要在2025年前擴大產能,以滿足2025年開始每年3180顆衛星的需求。

(二) 系統平均成本的低廉性

在這一節,筆者將從衛星成本與發射成本兩個維度進行成本拆解。

2020年4月馬斯克和SpaceX COO Shotwell表示目前星鏈的單顆衛星製造成本已經低於50萬美元。與同是低軌星座的Iridium Next與Oneweb進行對比。銥星二代星座由泰利斯·阿萊尼亞空間公司研製,整個星座75顆衛星,研製和製造成本23億美金,平均每顆衛星3067萬美金,銥星二代搭載的載荷與Starlink不盡相同,擁有星上處理能力及星間鏈路且壽命更高,但這Starlink與Iridium Next單星成本兩個數量級的差距依然反映出了Starlink衛星成本的低廉性。

另外一個經常拿來對比的是Oneweb的星座,Oneweb衛星製造是由Oneweb與Airbus合資成立的公司OnewebSatellite製造,根據公開報導,Oneweb單星成本高達100萬美元(儘快Oneweb曾經宣稱50萬美元)。此外Starlink單星容量達到17.5Gbps,Oneweb單星容量7.5Gbps。Starlink衛星容量達到Oneweb衛星23.3倍,成本卻僅僅是其的一半。

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Iridium Next、Oneweb和Starlink本質上代表三種不同的模式,Iridium衛星外包、Oneweb聯合研製、Starlink獨立研製。Iridium
Next外部採購衛星依然遵循傳統衛星製造模式,Oneweb雖然改變了衛星製造模式,但仍需要與Airbus共同商議供應鏈,而SpaceX採用跨供應鏈甚至新建航天供應鏈,對成本的追求達到極致。

Starlink發射成本低不僅體現在SpaceX作為發射方可以利用內部採購價格發射Starlink衛星;另一方面星箭一體化設計,可以最大程度綜合利用整流罩包絡空間、火箭運載能力,使單發火箭可以發射更多的衛星。具體來說,根據小火箭刑強老師測算,獵鷹9號火箭充分復用後,成本約為3692萬美元,單次發射60顆衛星,平均每顆衛星發射成本61.53萬美元。Starlink
V1.0版本衛星重量260kg,Starlink系統每公斤發射成本0.24萬美元。相較之下,Iridium Next建設過程中,銥星與SpaceX簽訂發射合同,八次發射總金額5.1億美元,系統共計75顆衛星,平均每顆衛星發射價格680萬美元。Iridium Next每顆衛星860kg,Iridium
Next每公斤發射成本0.79萬美元。Oneweb2020年上半年發射兩次,使用聯盟號2.1b火箭,單次發射34顆衛星。根據FAA年度報告的數據Soyuz 2.1b火箭發射價格為8000萬美元,平均每顆衛星發射價格235.29萬美元,Oneweb衛星重量147kg,Oneweb系統每公斤發射價格1.60萬美元。

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綜合起來,天基5年折舊,地面系統10年折舊計算,系統假設完成後每年需要折舊22.6億美元,加上人力成本、星座運維成本,預計每年成本24.1億美元(沒有考慮用戶通信終端成本、銷售費用、管理費用、財務費用)。作為對比,Intelsat 2019年總成本29.8億美元,折舊每年6.58億美元;SES
2019年總成本18.84億歐元,折舊及攤銷每年8.51億歐元。只從折舊攤銷成本這個維度比較,Starlink折舊和攤銷成本是Intelsat的3.43倍,是SES的2.24倍(採用2020年9月4日匯率),由此可見Starlink雖然系統龐大,但整個系統建設成本並非是很多人認為的高不可攀。

(三)Starlink系統市場分析

在摩根史坦利2019年9月發佈的報告《SpaceX,Starlink and Tesla:Moving into Orbit》中,對全球衛星網際網路的市場規模進行測算,到2030年全球衛星網際網路市場規模454.26億美元,詳細的市場營收結構結果如下:

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該報告中對Starlink的營收同樣進行了測算,認為到2030年Starlink市場占有率將達到33.3%,營收將達到151.42億美元。該報告市場測算邏輯雖然簡單粗暴,且忽略了目前衛星通信重要的軍方、能源、電信運營商等政府與行業客戶的市場,但仍然凸顯出未來衛星網際網路的重要幾塊市場(個人寬頻、自動駕駛汽車以及航空)。

接下來筆者選取占比最高且目前爭議最大的個人寬頻市場進行分析。衛星網際網路應用於個人寬頻市場有兩點大的誤區:1)衛星網際網路可以代替5G,手機能夠直連衛星;2)目前全球接近50%的人沒有使用網際網路,但是這部分人沒有購買力,無力使用費用昂貴的衛星網際網路。對於第一點誤區,由於目前手機通訊使用的頻率(Wifi
2.4GHz/5GHz)遠低於衛星通信頻率(Ku頻段12-18GHz,Ka頻段26.5-40GHz),因此個人用戶使用衛星通信網絡需要使用定製的衛星通信終端(目前Starlink使用的是一塊碟形終端,造價200-300美金)。下面主要針對第二點誤區進行分析:

根據前文測算,Starlink運營成本達到24.1億美元。Starlink計畫每個用戶每月收費80美元,那麼維持收支平衡需要251萬用戶。根據ITU的數據,2018年美國寬頻訂閱數量約為1.1億,另外根據Statista的統計其中約4%使用衛星網絡,即僅美國便有440萬戶使用衛星通信實現寬頻連結。因此這部分存量用戶,可以作為維持Starlink生存的用戶基礎。另外目前美國未使用網際網路人數約為4640萬人,按照四口之家計算,依然有1160萬戶未接入寬頻,這部分作為增量用戶。美國的1600萬戶便是未來星鏈需要首先爭取的客戶。衛星網際網路系統一旦建成後,新增用戶帶來的邊際成本對於衛星運營商來說可以幾乎忽略不計,因此在東南亞、非洲等地區的國家,Starlink可以採取低帶寬、低價格的策略(終端採取以租代售的形式)去獲得大量的用戶基礎,待這部分地區經濟發展後通過銷售大帶寬的套餐增加APRU值。

(四)Starlink競爭優勢

前文提到美國衛星網際網路目前約440萬戶,Starlink在爭取這部分用戶時,必然涉及到與傳統HTS運營商的競爭。筆者認為Starlink相對於傳統HTS運營商優勢主要體現在價格低廉與業務場景拓展兩個層面。

1)價格低廉

選擇美國HTS運營商衛訊(Viasat)與休斯網絡(HughesNet)進行比較。衛訊的套餐種類多,套餐價格從下載速度和數據上限兩個維度進行定價。相較之下休斯網絡下載速度單一(25Mbps),數據上限從10GB到50GB間變動,相應價格從59.99美元/月增至150美元/月。

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Starlink系統容量遠大於衛訊與休斯網絡,可以在數據上限不做出限制(或將數據上限調高),假設Starlink最終下載速度定於50Mbps,且價格定於80美元/月,那麼Starlink在價格方面有非常大的競爭優勢。

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另外由於通信延遲的降低(Beta測試31-94ms),使得Starlink得以參與到美國數字農村機會基金的競爭中。數字農村機會基金將耗費204億美金對美國農村地區的寬頻提供商進行補貼。Starlink系統可以充分發揮低軌通信星座低成本實現廣域覆蓋的優勢,相對於地面運營商將會有非常強大的競爭力,一旦Starlink成功入圍,美國用戶使用成本將進一步降低。屆時Starlink將對傳統HTS運營商帶來致命打擊。(目前Starlink系統丟包率數據尚未公佈,通信穩定性情況未知,暫不納入考量範圍。)

2)業務場景拓展

由於Starlink系統衛星位於550km甚至更低的超低軌道,將通信延遲降低至100ms以下。有別於HTS運營商網頁、郵件、視頻等對延遲沒要求的業務場景,更低的延遲相開拓了網路遊戲等新的業務場景。一般來說,網絡延遲維持遊戲100ms以下可以擁有較好的遊戲體驗,而延遲超過150ms會嚴重影響遊玩。HTS運營商動輒500ms以上的延遲,無疑限制用戶遊玩網路遊戲。僅僅網路遊戲這個單一場景對於中青年來說可能產生致命吸引力。

(五)發展風險

儘管上文提到Starlink的各項優勢,但依然未來發展仍有諸多不確定性。

1)財務風險

截至2020年8月SpaceX累計股權融資總額超過60億美元,估值達到460億美元。2020年3月和8月的兩筆融資總計超過24億美元的融資被外界認為是部署星鏈使用。這些金額僅夠Starlink系統兩年建設。自身的火箭業務與載人業務很難支撐星座建設,未來Starlink還需持續向外界融資。在融資方式選擇上,SpaceX依然主要考慮股權融資。過早採取債務融資和IPO會帶來極大風險。在業務穩定前過多進行債務融資,會令企業產生不菲的財務費用,而且一旦業務開展不及預期,銀行便有可能要求企業提前償還債務,最終面臨破產重組的風險(Intelsat受龐大債務拖累最終選擇破產重組,Speedcast快速擴張而業務發展不及預期被銀行要求提前償還債務最終破產重組)。

2)政策風險

Starlink系統全球佈局,必然要謀求全球開展運營。衛星通信企業進行全球運營最大的障礙就是獲取政府的落地權。此前Oneweb曾向印度與俄羅斯監管部門申請提供衛星通信服務均被拒絕。類似地Starlink在向這些航天大國申請落地運營權時,都會面臨相當大的障礙。快速佈局的同時,儘快獲得各國落地運營權是SpaceX高層需要重點考慮的問題。

三、總結

Starlink系統的建設方案和商業模式具有相當大的可行性。未來開展運營後,Starlink並不會對地面運營商造成大的影響,而會對傳統HTS運營商造成致命打擊。未來Starlink在發展過程中需要持續融資,避免過大規模的債務,同時儘快爭取各國政府的落地運營權。

來源:kknews艾瑞:Starlink衛星網際網路商業模式分析