马斯克的新布局：SpaceX全天候卫星物联网【物女心经】
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2021-08-25 21:25
作者：彭昭（物联网智库创始人&云和资本合伙人）
物联网智库 原创
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导 读
最近，马斯克的太空探索技术公司SpaceX正在进行对Swarm的收购，后者是一家通过微型卫星提供物联网设备和连接方案的公司。这次收购对于卫星物联网的发展具有重要意义，是市场开始走向整合，逐步形成寡头的信号。
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物女皇：IoT赛道迎来新选手
这是我在【物女心经】专栏写的第232篇文章。
不知从哪个外星球跑来，或者也可能是从未来穿越而来的伊隆·马斯克，在卓有成效的折腾了自动驾驶、超级高铁、太空探索、脑机接口、人形机器之后，又开始紧锣密鼓的折腾物联网。
最近，马斯克的太空探索技术公司SpaceX正在进行对Swarm的收购，后者是一家通过微型卫星提供物联网设备和连接方案的公司。
两家公司的并购协议悄咪咪的签署于今年7月16日，因为8月6日Swarm在向美国联邦通信委员会FCC提交的文件中提到了本项收购计划，因此才被媒体知晓和披露。
Swarm成为SpaceX的直属全资子公司，并申请FCC批准将其卫星和天线执照的所有权转移给SpaceX。
这也成为SpaceX自2002年成立以来，第一笔公开的收购计划。在这起收购中，SpaceX不仅获得了技术，还得到了执照。
身为网红项目，大家应该对SpaceX的星链计划并不陌生。马斯克在2015年1月宣布了该项目的诞生，其旨在利用卫星网络为世界各地的用户提供高速互联网接入，特别是在农村和偏远地区。根据最新数据，SpaceX的星链网络在12个国家和地区，拥有约90,000名用户。自2019年11月以来，SpaceX已向太空发射了近1,800颗Starlink星链卫星。
虽然成绩斐然，但马斯克仍在大力扩展SpaceX的实力。
SpaceX不仅通过收购Swarm增强星链卫星的组网能力，为更加广泛的物联网设备提供连接服务，还推出了第二代Starlink星链卫星计划，将在7年内部署多达12,000颗小微卫星。
不只SpaceX，同类型的企业也在野蛮生长。卫星运营与数据公司Spire通过SPAC（特殊目的并购公司）上市，已筹集约2.65亿美元。Astrocast公司、Orbcomm公司同样正在考虑上市，以便募集资金扩大星座，连接更加广泛的物联网设备。
SpaceX的这次收购对于卫星物联网的发展具有重要意义，是市场开始走向整合，逐步形成寡头的信号。因此本文尝试做些分析：
Swarm公司详解，她的优势在哪里？
卫星物联网的产业格局将如何演进？
卫星物联网与地面物联网是什么关系？
01
全天候卫星物联网
Swarm，中文含义是成群结队。这家公司的名字恰如其分的描述了她正在做的事情。
目前，Swarm公司已有120颗小型卫星进入近地轨道，可面向物联网设备提供低成本双向全球卫星通信。
Swarm的卫星通信服务和Starlink星链网络的目标一致，只不过Swarm的产品都主要集中在物联网领域，与SpaceX现有业务虽有竞争，但更多是互补和扩展。
Swarm的微型卫星只有三明治大小，名叫SpaceBEE，太空蜂群。
每个卫星的尺寸为11x11x2.8厘米，仅重400克，是目前太空中较小的商业运营卫星。它们可以成群结队的放入发射器中，成本相比传统小型卫星发射入轨也大幅降低。
太空蜂群与地面通信的方式有两种。
一种是与名为Tile瓦片的嵌入式调制解调器进行通信，向用户设备提供直达卫星的物联网数据服务。瓦片可以做到饼干大小，安装在物联网设备内部。
另一种是与Swarm蝶形网关进行通信，网关为物联网设备提供LoRa、Wi-Fi、BLE等连接。这些本地化的蝶形网关，可服务于附近的大量物联网设备。
Swarm商业模式的一大特征是超低费用。
瓦片的价格为119美元（约774元人民币），连接服务起步价为每月5美元（约32元人民币）。蝶形网关的价格是499美元（约3244元人民币），这是一款一体化的产品，包括内置的瓦片调制解调器、VHF甚高频天线、小型太阳能电池板、三脚架、开发板等，整套设备重量不到6磅（约为2.7千克）。
为了保证低成本，Swarm采用直接面向客户销售的模式，并充分利用微型卫星的工程创新，以及发射成本降低带来的经济性优势。
Swarm已经开始为物联网客户提供服务，包括农业、海事、能源、环境和运输等领域。例如，分布在农场周围的远程传感器可以传回关于当地降雨和土壤状况的更新信息；部署在海上的传感器可能有助于形成天气预报。
通过对Swarm的并购，SpaceX有能力构建一个遍布全球的微型卫星网络，为地球上的人、动物、植物、车辆和各类物联网设备，提供无处不在、无时不在的全天候新型连接服务。
02
卫星物联网逐步整合
以物联网为中心的卫星服务市场，最近几年正在逐步腾飞。预计到2025年，全球将部署约3030万个卫星物联网设备，年复合增长率接近40%，该领域相关市场的营收规模将增长到59亿美元。
这意味着，在未来4年卫星物联网设备和应用量将扩大3~4倍。这无疑将给物联网市场和卫星行业都带来显著变化。
面对巨大的市场增量，众多创新型企业积极入局。根据NewSpace的最新统计，全球提供卫星物联网服务的企业有近百家。
这些企业的共性是提供来自太空的，低成本、低功耗、广覆盖的物联网服务。
首先，高度集成化的硬件，使得卫星的尺寸更小、费用更低、功能更强大。
其次，发射技术的演进同样功不可没，从可回收火箭，到3D打印的发动机，发射成本不断降低，使得卫星物联网服务在价格上具备一定的竞争力。
最后，新型长距离、低功耗无线通信标准的推出和商用，也为卫星物联网的发展提供了帮助。
换言之，卫星物联网企业的发展，是在各种基础设施逐步成熟时的必然产物。物联网的兴起，价格瓶颈的突破，地面网络广大盲区的存在，也为卫星物联网企业提供了前所未有的发展机遇。
微型卫星送入最终轨道的效果图
最早在2018年，物联网智库就曾报道过一则令人兴奋的消息，卫星物联网企业实现了首个从太空发回的LoRa信号，并提出使用卫星基站连接全球任意位置LoRaWAN设备的构想。
在卫星物联网领域，新老玩家两大阵营各显身手。
让我们先来看看“老”玩家，他们的表现如何。Inmarsat、Thuraya、Iridium、Globalstar等传统移动卫星系统在物联网市场占据主导地位，他们专注于移动和海事应用。在过去10年中，他们部署了约400万个卫星物联网终端。
Eutelsat、Intelsat、Asiasat等固定卫星系统在过去几年中也提供了物联网连接服务。凭借更高的带宽，他们非常适合提供从地面高密度物联网网络（例如NB-IoT、Lora、Wi-Fi、BLE等），连接到互联网的回程（backhaul）服务。
不过从单个用户的体量来说，物联网用户大部分都是老玩家们的小客户，过去也有一些老玩家“看不上的”物联网市场。但随着物联网设备的连接量快速增长，数百亿台物联网设备遍布全球，物联网市场引起了各种传统卫星通信服务企业的关注。
这些老玩家们虽然可以提供物联网服务，但普遍面临着代价高、部署慢、投资回报少的窘境，难以实现合理的商业模式。因为对于物联网用户而言，单价上的细小差别会对总体成本造成相当大的影响。
举个例子，生态监控和环境监测需要运用种类繁多的传感器。中国幅员辽阔、自然环境丰富多样，要想在全国范围内实现有效的监控，需要在森林、湿地、草原、海洋、湖泊等环境中部署海量的传感器，然后用卫星终端实现数据传输。如此一来，需要的终端数量非常庞大。
如果每个卫星终端单价低100元，100万个终端就会存在1亿的差额。如果每月服务费相差10元，就是每月1千万元，每年1.2亿元的差额。这样的差距，会对企业的采购决策产生决定性影响。而百万量级终端，在物联网市场上只不过是沧海一粟。
微型卫星到达太空后部署太阳能电池板的效果图
老玩家们无法充分满足的物联网市场，让具备新型商业模式的初创企业找到了发展立足点。低轨卫星星座正在成为有史以来商业航天领域规模最大的投资活动之一。
活跃于卫星物联网市场的新玩家包括国外的Astrocast、Myrioata、Lacuna，国内的天仪研究院、九天微星、银河航天、微纳星空等。他们的差异化竞争优势在于低成本、低功耗、低延迟，非常适合为广泛分布于各个国家和地区的物联网终端提供直连卫星的服务。
对于这些新型卫星初创公司来说，物联网市场是一个利润丰厚的沃土，他们不必承担老玩家们的资本支出负担，相对来说可以轻装前进。
微型卫星覆盖全球的效果图
有一点必须承认的是，卫星物联网虽然前景广阔，但风险同样巨大。这是一个资金密集型产业，即便在合理的商业模式下，一家企业要筹集到足够的资金来覆盖卫星星座的成本，同时还要准备足够的资金来应对发射失败和卫星故障带来的意外成本，压力是巨大的。
根据加拿大北方天空咨询公司的测算，卫星星座普遍需要50亿美元投资才能坚持到盈亏平衡点；而SpaceX自己估算的Starlink星链星座建设资金高达100亿美元。
03
天地物联网互补共生
连接，是物联网应用中非常重要的一环，物联网企业早已习惯了各种通信技术的互补和共存。
卫星与地面物联网的共生，将为物联网设备提供遍布时空，更加周密和无缝的连接。
在地面，物联网设备需要依靠移动通信基础设施的安装部署和运行，这一网络覆盖率具有可见的天花板。
根据各种调研数据显示，在世界范围内总有地面网络覆盖不到的死角。很多发达国家，比如意大利、法国和德国等，网络覆盖率不超过70%。在全球范围内，覆盖率超过50%的国家和地区只有83个。
今年2月，中国互联网络信息中心（CNNIC）发布第47次《中国互联网络发展状况统计报告》显示，截至2020年12月我国互联网人口普及率已达70.4%。但是，国内还有很多山地、草原、高原、戈壁、沙漠、海洋等地区没有网络覆盖。如果算上海洋面积，中国还有超过60%的国土面积没有移动通信信号覆盖，现有网络只覆盖了本土陆地和近海。此外还有山区，边境，沙漠等地区，网络覆盖并不理想。
因此物联网设备不能仅仅用地面手段来解决网络接入问题，这就为卫星物联网留出了市场机会。相比之下，卫星互联网恰恰可以解决上述地区的网络覆盖，以及船舶、飞机、科考的宽带通信问题，是地面移动通信的有益补充。
正在准备发射的SpaceX星链卫星集群
根据弗劳恩霍夫集成电路研究所（Fraunhofer Institute for Integrated Circuits）的分析，在两种典型场景中，卫星与地面物联网的搭配将产生较好效果：
第一种是在地面物联网无法或难以覆盖到的区域和场景。比如跟踪从中国运往加利福尼亚的集装箱时，唯一的方法是使用卫星物联网。
第二种是虽然存在地面物联网覆盖，但必须跨越A点和B点之间的多个网络的场景。比如在欧洲多个国家之间执行运输任务的卡车司机，通常需要为沿途的多个连接服务提供商付费，性价比和易用性不高，这时天地物联网搭配使用将提供很好的助力。
从市场规模来看，美国卫星行业咨询公司NSR预测，2022年将有1亿至2亿台物联网设备有接入卫星的需求。麦肯锡公司预测，卫星物联网的产值在2025年可达5600亿美元至8500亿美元。
国内的卫星物联网企业同样蓬勃发展。2020年4月，卫星互联网被国家发改委划定为“新基建”信息基础设施之一。业界认为，这标志着2020年成为我国卫星互联网建设元年，并预计其将成为贯穿“十四五”的重要投资阵地。
----写在最后----
划个重点。
第一，SpaceX对Swarm公司的这次收购对于卫星物联网产业的发展具有重要意义，是市场开始走向整合，逐步形成寡头的信号。
第二，全球提供卫星物联网服务的企业有近百家。物联网的兴起，价格瓶颈的突破，地面网络广大盲区的存在，为卫星物联网企业提供了前所未有的发展机遇。
第三，物联网设备不能仅仅用地面手段来解决网络接入问题，卫星与地面物联网的共生，将为物联网设备提供遍布时空，更加周密和无缝的连接。
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参考资料：
1.The Tiny Satellites That Will Connect Cows, Cars and Shipping Containers to the Internet，作者：Christopher Mims，来源：WSJ
2.SpaceX to acquire Swarm Technologies，作者：Jeff Foust，来源：SpaceNews
3.Satellite IoT: A Game Changer for the Industry，作者：Hub Urlings，来源：satellitemarkets.com
4.Companies to watch in the Satellite and Space Technology Markets 2021，来源：neuco
5.Satellites Can Be a Surprisingly Great Option for IoT，作者：MICHAEL KOZIOL，来源：spectrum.ieee.org
6.深度报道：第1个从太空发回的LoRa信号(含视频)，来源：物联网智库
7.低轨物联网星座，想说爱你不再难--低轨星座的铱星阴影，来源：C114通信网
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