吳超 謝偉（中國長城工業(yè)集團有限公司）

2015年1月，馬斯克宣布太空探索技術(shù)公司（SpaceX）將開展衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)寬帶接入項目，即“星鏈”計劃。彼時，SpaceX公司的“獵鷹”（Falcon）火箭和“龍”（Dragon）飛船已經(jīng)取得了巨大的成功，見證了SpaceX在短時間內(nèi)將藍圖轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的高效率。截至2020年5月底，“星鏈”星座已經(jīng)發(fā)射了422顆，并以每月1~2批的發(fā)射頻率持續(xù)進行星座部署。

1 “星鏈”計劃技術(shù)特點

概括的說，“星鏈”星座由分布在340km、550km和約1200km三個軌道面上的約12000顆衛(wèi)星組成。星座系統(tǒng)的基本參數(shù)（數(shù)據(jù)來源FCC、空間新聞網(wǎng)站、維基百科等）如下。

?衛(wèi)星質(zhì)量：227～260kg。

?衛(wèi)星壽命：5年。

?空間段：分為三期建設(shè)，衛(wèi)星總量約12000顆。I期和II期約4400顆衛(wèi)星的研制和發(fā)射是最優(yōu)先發(fā)展的工作，III期7518顆衛(wèi)星的部署是未來規(guī)劃。

?頻段：Ku、Ka、V頻段和激光。初期僅支持Ku頻段進行衛(wèi)星與終端和關(guān)口站之間的通信，后期結(jié)合雙頻段芯片組支持Ka、V頻段通信。激光鏈路用于星間通信。

?波束：I期—半徑940.7km，天線仰角25°；II期—半徑573.5km，天線仰角40°。

?平臺技術(shù)：單太陽電池翼，4副相控陣天線，5塊碳化硅激光器件，氪離子推進系統(tǒng)，自主碰撞規(guī)避系統(tǒng)等。

“星鏈”星座具有一些明顯的技術(shù)特點：①全球無縫覆蓋，接入方便；②時延??；③容量較大；④通過眾多地面站和星間鏈路優(yōu)化系統(tǒng)的性能和成本。另外，衛(wèi)星大量采用標(biāo)準(zhǔn)化和商業(yè)化部件，單星的可靠性要求低，以便低成本大批量快速生產(chǎn)；星座容錯備份能力強，無需商業(yè)保險。

“星鏈”星座建設(shè)情況

2 “星鏈”計劃建設(shè)情況

在“星鏈”計劃提出后，SpaceX公司曾多次發(fā)布該計劃的建設(shè)情況及未來規(guī)劃。

對“星鏈”計劃建設(shè)情況進一步分析，得到以下觀點：

1）若保持近期這樣的高密度發(fā)射，“星鏈”計劃應(yīng)能在2020年或略晚實現(xiàn)I期1584顆衛(wèi)星的部署目標(biāo)，并在2020－2021年開始初步運營。

“星鏈”計劃建設(shè)完成情況

2）按照FCC規(guī)定，“星鏈”計劃到2024年需要完成I期和II期的一半—約2200顆衛(wèi)星的部署。如果I期建設(shè)目標(biāo)完成，只需要在接下來的4年里部署600顆衛(wèi)星，這對SpaceX公司而言應(yīng)該沒有困難。

3）按照FCC規(guī)定，“星鏈”計劃到2027年需要完成4485顆衛(wèi)星部署。這意味著2025－2027年需發(fā)射2300顆衛(wèi)星（每年約13次發(fā)射）。但需要注意的是，從2023年開始，前期衛(wèi)星開始退役，2024年開始進入退役高峰。根據(jù)測算，2024年需補發(fā)替代星400顆（7次發(fā)射），2025年需補發(fā)1400顆（26次發(fā)射），若進行不停地補星和組網(wǎng)，SpaceX公司的年發(fā)射量需要達到40次。長期來看，維持一個4485顆衛(wèi)星的星座，年均需補星約900顆。在未來幾年全球經(jīng)濟下滑的背景下，頻繁補星會對資金流形成較大壓力。

另外，III期7512顆衛(wèi)星的建設(shè)目標(biāo)則更為蹊蹺。I期和II期的衛(wèi)星規(guī)模已經(jīng)能很好地完成全球覆蓋，可以支持商業(yè)運營，再繼續(xù)部署衛(wèi)星帶來的邊際收益并不明顯。而III期的衛(wèi)星數(shù)量幾乎是I期和II期的兩倍，邊際收益和邊際成本的比例很低。III期更像是馬斯克“跑馬圈地”，搶占頻率資源的籌碼。真正的星座數(shù)量應(yīng)該是根據(jù)市場情況而漸進調(diào)整的，最終會穩(wěn)定在一個遠小于12000顆的平衡點上。

SpaceX公司曾表示要將衛(wèi)星造價控制在50萬美元/顆。2020年2月，馬斯克表示“目前衛(wèi)星成本要比將其送入軌道的成本低”。據(jù)此測算，衛(wèi)星的地面交付成本為60萬～80萬美元，在軌交付的成本在120萬美元以上，成本未來仍有一定的下降空間。但考慮到發(fā)射復(fù)用技術(shù)和衛(wèi)星生產(chǎn)規(guī)模效應(yīng)帶來的成本優(yōu)勢已被很好發(fā)揮，未來5年的極限成本難以低于100萬美元。由此判斷，完成I期空間段總投資應(yīng)在20億美元以上，完成II期空間段總投資至少50億美元，完成所有12000顆衛(wèi)星的部署需要至少120億美元。

在空間段建設(shè)的同時，SpaceX公司還需同步進行地面系統(tǒng)建設(shè)。SpaceX公司于2019年2月向FCC申報了100萬個地面站和終端的建設(shè)運營許可。SpaceX公司很可能把測控站設(shè)置在美國本土，關(guān)口站選址采取先美國、后境外，邊運營、邊建設(shè)的方案，以化解市場風(fēng)險和資金壓力。

3 “星鏈”計劃的市場和商業(yè)模式

“星鏈”計劃一直沒有公布其市場計劃，但公司高層多次對目標(biāo)用戶和服務(wù)定價發(fā)表過看法。2019年5月，馬斯克表示，“‘星鏈’計劃不會取代傳統(tǒng)的地面電信網(wǎng)絡(luò)”，“將與電信公司達成良好合作，因為它覆蓋到了人口稀少的地區(qū)”，“‘星鏈’計劃的目標(biāo)市場為大型電信公司服務(wù)未能覆蓋的地區(qū)，如人口密度低的農(nóng)村和海事、航空市場。這些用戶占總?cè)丝诘?%左右?！?019年10月，公司另一高層領(lǐng)導(dǎo)表示，“‘星鏈’的月費將定在80美元以下”。馬斯克在Satellite 2020大會上表示“星鏈”未來的收入要達到300億美元。

“星鏈”的典型目標(biāo)用戶和應(yīng)用場景大致如下。

偏遠地區(qū)的寬帶接入：按照SpaceX公司的估算，這一市場用戶約占總?cè)丝诘?%。但這一市場并不樂觀：①目前還未接入寬帶的市場往往是最不發(fā)達地區(qū)?！靶擎湣?0美元/月的定價和消費能力不符，必須繼續(xù)降低價格。②城市化是全球大趨勢，隨著經(jīng)濟的發(fā)展，農(nóng)村邊遠地區(qū)的人口減少不可避免。③即便是偏遠地區(qū)，其人口分布也是不均勻的，已有的GEO衛(wèi)星或HTS衛(wèi)星的成熟產(chǎn)品可按照人口密度選擇覆蓋，更具成本優(yōu)勢。

運營商市場：稀路由區(qū)域的回程線路（backhaul）業(yè)務(wù)是傳統(tǒng)衛(wèi)星與地面網(wǎng)絡(luò)融合的典型應(yīng)用。這一領(lǐng)域GEO運營商的模式成熟，SpaceX公司進入將會面臨激烈競爭。

航空和海事寬帶：航空和海事寬帶是方興未艾的藍海市場。北方天空研究所（NSR）預(yù)計到2025年全球機載客艙寬帶接入市場達 46.5 億美元。亞太衛(wèi)星通信委員會（APSCC）預(yù)計2023年全球海事衛(wèi)星總帶寬需求超過150Gbit/s。航空和海事市場將會成為“星鏈”的主要市場之一。在這一市場，低軌星座以帶寬大、覆蓋廣的特點可望形成競爭優(yōu)勢。

軍用及政府市場：“星鏈”設(shè)有星間鏈路，較少依賴境外關(guān)口站，測控站在美國本土。這些技術(shù)特點對美國軍方和政府特別具有吸引力。2019年9月－11月，美空軍已利用“星鏈”星座開展了通信試驗。但承載美軍業(yè)務(wù)將使“星鏈”帶上特別的政治標(biāo)簽，這會對公司在歐洲、亞洲的政府市場開拓帶來壓力。

車聯(lián)網(wǎng)：業(yè)界一直對把特斯拉汽車與“星鏈”星座綁定寄予厚望。“星鏈”和物聯(lián)網(wǎng)、無人駕駛、智能交通等應(yīng)用相結(jié)合是這一業(yè)務(wù)的希望所在。但不同于海事和航空通信，車聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)要面對更大的地面網(wǎng)絡(luò)的競爭。

企業(yè)寬帶接入：主要面向石油開采和金融等時延要求高的企業(yè)網(wǎng)市場。根據(jù)歐洲咨詢公司對近年GEO衛(wèi)星市場的統(tǒng)計，企業(yè)寬帶市場占全部衛(wèi)星業(yè)務(wù)收入的5%～10%，可以合理推測該市場對低軌星座的最終成敗不會有重要影響。

其他小眾市場：科考、探險、應(yīng)急救災(zāi)、重要網(wǎng)絡(luò)備份等。在對“星鏈”生死存亡最重要的2021－2025年里，這些業(yè)務(wù)難當(dāng)大任。

本文認(rèn)為，上述前四類市場對“星鏈”至關(guān)重要?？傮w看，“星鏈”傾向于將自己定位為地面電信網(wǎng)絡(luò)的補充，著眼于大型電信公司未服務(wù)到的市場，避免與之展開正面競爭。對于航空、海事、農(nóng)村等新興細(xì)分市場，“星鏈”意在成為主要玩家。

在商業(yè)模式上，大型電信公司大都采用“電話+寬帶+增值業(yè)務(wù)”一攬子方案，以硬件免費或低價切入市場，以客戶粘性固化市場，以服務(wù)費作為主要利潤來源。本文判斷“星鏈”也將采用這種模式。但是，“星鏈”的終端因技術(shù)和產(chǎn)量的原因，成本控制比較困難。如果不能有效降低，將給“星鏈”的運營造成困難。

由于市場、星座和地面系統(tǒng)的成本等信息難以獲取，目前難以預(yù)測“星鏈”的經(jīng)濟狀況。但影響“星鏈”經(jīng)濟狀況的因素大致如下。

1）折舊。維持一個4485顆、壽命5年的星座，年度折舊成本高達10億美元以上[以每年補網(wǎng)20%（900顆）衛(wèi)星計]，遠大于15年壽命、2～3顆衛(wèi)星的HTS運營商?！靶擎湣毙枰罅康挠脩舨拍苌嫦氯?。

2）用戶數(shù)量?？梢詫?biāo)的企業(yè)如衛(wèi)訊公司（VIASAT），歷經(jīng)近10年的發(fā)展，其2019年的固定寬帶用戶數(shù)量是58.6萬?！靶擎湣卑凑杖?%的人口，每個終端服務(wù)5人，2025年市場份額10%的假設(shè)去估算用戶數(shù)量，估計2025年為400萬。事實上，這一數(shù)字可能過于樂觀—中國市場可能不會對其開放，印度的人口密度和自然條件并不適合“星鏈”，歐洲沒有市場，美洲已被休斯通信公司（Hughes）和VIASAT公司捷足先登。其最大的市場還是10億人口的非洲和6億人口的東南亞地區(qū)。

3）運營成本。NSR統(tǒng)計2017年的GEO運營商的平均稅息折舊及攤銷前利潤（EBITDA）是76%，即運營成本約占收入的24%。就SpaceX公司本身，研發(fā)設(shè)施建設(shè)已經(jīng)完成；產(chǎn)品已基本定型。研發(fā)的繼續(xù)投入應(yīng)該有限。后續(xù)主要成本是制造、關(guān)口站建設(shè)組網(wǎng)、市場開發(fā)等成本。作為初創(chuàng)公司，“星鏈”的EBITDA將顯著低于行業(yè)平均值。如果不能證明自己的盈利能力，“星鏈”在資本市場的估值和融資可能會面臨困難。

4）終端設(shè)備的銷售。對于“星鏈”系統(tǒng)的終端，特別是海事、航空、企業(yè)網(wǎng)等業(yè)務(wù)，設(shè)備會采用收費模式。這樣一來，SpaceX公司將具有設(shè)備制造商的性質(zhì)，創(chuàng)造了另外一個收入來源。除了為自己生產(chǎn)設(shè)備，SpaceX公司生產(chǎn)部門有可能將制造技術(shù)和能力外溢。對設(shè)備制造業(yè)務(wù)的貢獻目前難以估計，但無疑是“星鏈”計劃的重要組成部分。

5）現(xiàn)金流。2020－2025年是“星鏈”計劃投資高峰，特別是衛(wèi)星補網(wǎng)和組網(wǎng)；地面站的大規(guī)模建設(shè)；市場開發(fā)。與此同時，銷售收入又不會很大，是其生死存亡的關(guān)鍵期。屆時，“星鏈”將具有迫切的融資需求。

4 “星鏈”計劃的未來和挑戰(zhàn)

“星鏈”計劃作為眾多低軌互聯(lián)網(wǎng)項目的佼佼者，是目前最接近成功的一家。即便如此，本文對其發(fā)展前景仍持謹(jǐn)慎態(tài)度。

新冠疫情很可能使全球經(jīng)濟未來幾年陷入衰退。中美兩國近期的爭執(zhí)使經(jīng)濟全球化的前景略顯暗淡。一個覆蓋全球的衛(wèi)星星座是否能順利融資、建設(shè)、運營、盈利，在很大程度上依賴各國的良好合作和全球經(jīng)濟的穩(wěn)定發(fā)展。

“星鏈”成本負(fù)擔(dān)較重，這源于龐大的星座規(guī)模、較短的在軌壽命。全球覆蓋既是技術(shù)上的優(yōu)勢，也意味著商業(yè)上的低效和浪費。而目前HTS衛(wèi)星公司已經(jīng)提出了容量更大，造價更低、壽命更長的方案，二者的成本可能相差10倍以上。

偏遠、欠發(fā)達國家的市場消費能力有限，長期看呈萎縮趨勢?！靶擎湣币?年內(nèi)達到30億美元的銷售目標(biāo)至少需要500萬用戶（以5年后50美元/月定價計）?！般灐毙菤v經(jīng)20年發(fā)展，2019年的商業(yè)用戶數(shù)為120萬；而在美洲發(fā)展多年的Viasat公司用戶不到60萬，對比一下即可知道5年內(nèi)達成這一目標(biāo)的難度。

其他國家政府向“星鏈”開放市場時可能會心存疑慮。若傳輸?shù)男畔⑼ㄟ^星間鏈路傳回美國關(guān)口站，將會使他國無法控制跨政府間信息交換的風(fēng)險。

“星鏈”計劃的商業(yè)模式和盈利模式不清晰。目前為止，SpaceX公司一直無法給出清晰的商業(yè)模式來覆蓋上百億美元的成本支出，而支撐“星鏈”計劃建設(shè)的是融資及SpaceX公司的其他業(yè)務(wù)收入。不可否認(rèn)，“星鏈”擁有先進的技術(shù)、高效的執(zhí)行力以及鼓舞人心的情懷與夢想，然而擁有這些并不一定獲得商業(yè)上的成功。

近年來，眾多低軌互聯(lián)網(wǎng)星座項目紛紛出臺，資本市場及輿論對其亦十分熱捧。這時，或許更應(yīng)該保持一顆冷靜之心，仔細(xì)辨別項目風(fēng)險。