[导读] 想象一下这种现实：边缘人工智能芯片、私有5G网络以及机器人均实现互联，而 广告支持的视频和有线电视同时受彼此及低轨道卫星的影响。
想象一下这种现实：边缘人工智能芯片、私有5G网络以及机器人均实现互联，而 广告支持的视频和有线电视同时受彼此及低轨道卫星的影响。
为何这种交联趋势会在2020年爆发增长？
我们可以想象一片森林。生长初期，幼树彼此相距数米，独立成长。微生物、真菌、昆虫和动物在一棵树上共同生存，但在邻近另一棵树上却可能不会具有相同的生物组织结构。每棵幼树在某种程度上便像一个 具有独立生态系统的岛屿。随着森林生长成熟，地面的树干仍旧相隔数米之远，但在30米以上的空中，树木枝叶已然交相接触，形成可能厚达六米的茂密冠层。一个冠层之下可能覆盖数百万棵树，变成一个绵延 数千公里的统一生态系统。
相同的现象亦正发生在科技、传媒和电信行业。例如，仅在十年前，每一项人工智能技术便像一棵棵“幼树”：如自然语言处理技术的创新并未推动视觉识别技术的提升。然后，新的深度机器学习硬件开始同时 推动所有人工智能创新的加速发展，形成“冠层效应”——一个领域的发展几乎总会推动其他人工智能独 立领域的发展。这种现象并不止步于此。直至最近，深度学习依然采用成本高达数千美元的芯片运行，耗 电量达数千瓦特，因此用途基本限于数据中心。而仅在最近两年，新型边缘人工智能芯片问世，成本不过 数美元，耗电仅数瓦，使深度学习在任何地点运行成为可能——这进一步扩大了“冠层”的覆盖范围。得 益于这一发展趋势，更多的数据、算法、信息及解决方案正不断涌入生态系统的各个部分，为消费者及企 业提供速度更快、用途更广的人工智能技术。
人工智能与设备加速融合
边缘人工智能芯片大放异彩
相信每个人都可能都经历过这样一种挫败 感——当你拿起手机调出语音转文字功 能口述一封邮件时，却发现手机并未联 网，无法使用这一功能。现在，随着新一代边缘 人工智能芯片的问世，人工智能可直接嵌入各类设 备当中，将大大减少这种令人挫败的情况发生。
我们预测，2020年边缘人工智能芯片——执行或 加速设备内，而非远程数据中心的机器学习任务 的芯片或芯片部件——销量将超过7.5亿片，创造 26亿美元的收入。这一数据是德勤2017年预测3 亿片边缘人工智能芯片销量的两倍以上，三年复 合年均增长率高达36%。此外，我们还预测边缘人工智能芯片市场将继续加速发展，增长速度将超 过芯片市场整体平均水平。至2024年，边缘人工 智能芯片销量预计将超过——甚至可能远远超过——15亿片，年销量增长率将达到至少20%， 是半导体行业整体长期预测9%的复合年均增长率 的两倍以上。
这些边缘人工智能芯片很大可能将流向数量日益增长的消费级设备，如高端智能手机、平板电脑、 智能音箱及可穿戴设备等
同时亦将应用于多个企业市场——机器人、摄像头、传感器及其他物 联网设备。两者均是十分重要的市场。消费级边 缘人工智能芯片市场规模远大于企业市场，但其 增长速度可能相对较慢，2020至2024年的复合年 均增长率预计将为18%。
企业级边缘人工智能芯片市场发展时间虽然较短， 直到2017年才出现首个商用企业级边缘人工智能 芯片，但增长速度更快，同一时段的复合年均增 长率预测将高达50%。
消费级边缘人工智能：价格亦可亲民
2020年，无论在销售数量和销售额方面，消费 级设备市场均将占整个边缘人工智能芯片市场 超过九成的份额。这些边缘人工智能芯片绝大 部分将流向高端智能手机，当前在用的所有消 费级边缘人工智能芯片中超过70%均用于智能手机。这意味着在2020年及未来数年，人工智能 芯片的发展将主要由智能手机推动——智能手机 的销量以及采用边缘人工智能芯片的比例均会 影响人工智能芯片的增长。销量方面的趋势较 为乐观。在经历了2019年的低迷增长后（销量 同比下降了2.5%），2020年智能手机销量有望 达到15.6亿部，与2018年销量基本持平，增长 2.8%。我们认为，2020年智能手机市场将有 超过三分之一的手机配备边缘人工智能芯片。
采用边缘人工智能芯片的设备并非只有智能手机， 其他设备如平板电脑、可穿戴设备及智能音箱等亦 将配备这种芯片（图3）。短期内，这些非智能手机设备对边缘人工智能芯片销量的影响远不 及智能手机，原因是设备的市场没有增长 （如平板电脑），或是市场规模过小，难以产 生实质性影响（如2020年智能音箱和可穿戴设 备的整体销量预计仅达到1.25亿台）。然而， 许多可穿戴设备和智能音箱均依赖边缘人工智 能芯片，因此其渗透率已经处理较高水平。
智能手机边缘人工智能芯片的经济分析
目前，仅价格最高的智能手机——即价格分 布中排名前三分之一的手机——才可能配备边 缘人工智能芯片。尽管如此，部分价格低于 1,000美元的手机亦配备了人工智能。一些由 中国企业制造、配备人工智能的手机，如小米 9等，在西方国家的售价甚至低于500美元。此外，如下文所述，智能手机配备人工智能芯 片并不意味着其价格会令消费者望而却步。
智能手机边缘人工智能芯片的成本计算虽然是 一个间接的过程，但也可能得出较为可靠的 预测。不能直接计算成本原因在于，智能手 机的“人工智能芯片”并不仅仅只是将一片单 独的芯片安装在手机里。如今的智能手机， 厚度仅有七八毫米，内部并没有空间放置多个 独立的芯片。许多各类不同的必备功能（处理、图形、内存、联网及现在的人工智能）均 集成在同一被称为系统级芯片应用程序处理器 的硅芯片膜上。“人工智能芯片”（若手机配 备）指整片硅芯片膜中用于执行或加速机器学 习计算的部分，其制造材料与芯片的其他部分 完全相同，亦采用相同的制造工序和工具。
它由数以亿计的标准晶体管组成，但与芯片的常规 处理或图形部分的排列方式不同，即具有不同的架 构。该人工智能部分通常（并未总是）被称为神经处理单元。
迄今为止，三星、Apple及华为三家公司已制作了 其手机处理器的图像，用于展示其硅芯片膜的所 有功能，使分析人员能够清楚看到芯片上用于不同 功能的部分。如三星的Exynos 9820芯片照片便显 示，整个芯片内约5%的区域被用于人工智能处理器。三星整个系统级芯片应用程序 处理器的成本 预估为70.50美元，是整个手机中成本第二高的部 件（仅次于显示屏），占设备材料总成本约17%。假设人工智能部分的成本与芯片上的其他部件相 同，Exynos芯片的边缘人工智能神经网络处理器 约占芯片总成本的5%，单片成本约为3.50美元。
同样，Apple公司的A12仿生芯片将约7%的区域用于机器学习。整个芯片的成本预估为72美元，因此其边缘人工智能部分的成本为5.10 美元。华为麒麟970芯片成本预估为52.50美 元，其用于神经网络处理器的部分占2.1%，因而成本则为1.10美元。（芯片膜区域并 非衡量芯片总成本中人工智能成本占比的唯 一方法，但据华为所称，麒麟970的神经网 络处理器含有1.5亿个晶体管，占整个芯片全 部55亿个晶体管的2.7%。如此计算，其神经 网络处理器的成本稍高，为1.42美元。）
智能手机及其他设备制造商可采用不同方法获取边缘人工智能芯片，其决定主要受到手机机型和地域（有时候）等因素的影响。部分制造商从专门制造和销售应用程序处理器/调制解调器但 不制造手机的第三方公司购买应用程序处理器/ 调制解调器。高通和联发科便是两个著名的例 子——2018年，这两家公司在智能手机系统级 芯片市场中的份额共达到了约60%。高通和联 发科均提供一系列价格不一的系统级芯片；虽然并非所有芯片均含有边缘人工智能芯片，其高端产品通常都有配备，包括高通的骁龙845和855 ，以及联发科的Helio P60。另一方面，Apple公 司却并不使用外部应用程序处理器芯片，而是使 用自己设计的系统级芯片处理器，如A11、A12 和A13仿生芯片，这些处理器均配备了边缘人工 智能。三星、华为等其他设备制造商则采用了 混合策略，从外购市场硅芯片供应商采购系统 级芯片的同时变使用自身设计制造的芯片（如 三星的Exynos 9820、华为的麒麟970/980）。
机器人迈向广阔未来
专业服务机器人有望呈现两位数增长
机器人从仓库挑选物品或许仍具有未来色彩，但未来可能比想象中来的快。预计 2020年将有近100万机器人用于商业领 域，其中超过半数是专业服务机器人，将创造超 过160亿美元的营收，比2019年高30%。此外，从企业投资增速来看，专业服务机器人远高于工业机器人（图1）。从目前的趋势来看，到2020年 专业服务机器人可能会在数量上超过工业机器人，到2021年从营收上超越工业机器人。
这并不意味着工业机器人市场发展受阻。事实上，工业机器人2020年的销售额有望达到 近180亿美元，较2019年增长9%。虽然在未来一段时间内工业机器人仍将具有重要地 位，但随着5G通讯服务和人工智能芯片的发展，专业服务机器人市场将迎来腾飞。
工业机器人：销量增幅有望提升
与2018和2019年相比，2020年工业机器人销量 预计会有大幅提升，达到10%。2018年，工业机 器人销量上升了5%，2019年增幅出现轻微下滑。过去两年（时间可能更长），贸易、关税争端不 断，且导致中国汽车和科技行业增速放缓，这阻 碍了工业机器人行业的发展。因此2020年销量增 幅有望提升对于该行业来说是一个非常好的消息。
汽车行业和电/电子行业对工业机器人的应用最为 广泛。汽车行业的机器人应用集中于汽车生产流 水线。电/电子行业则主要利用机器人开展电路板 芯片安装。2018年，这两个行业贡献了全球工业机 器人销量的60%，其中汽车行业的工业机器人销量 达到120,000台，电/电子行业为110,000台。从工业 机器人销量增幅来看，相比2017年，2018年汽车行 业上升了2%，电/电子行业下降了14%。
从地域来看，中国是全球最大的工业机器人市 场：2018年，中国工业机器人销量达到154,000台， 占全球销量的36%，是日本（全球第二大工业机器人市场）的近三倍，美国（全球第三大工业机器人市场） 和韩国（全球第四大工业机器人市场）的近四倍。
虽然工业机器人市场有望恢复健康增长的状态，但增速仍比许多人预期的要慢得多。这可 能是由于预期过高，而非市场缺陷所致。一些 危言耸听的预测被广泛报道，让人们相信机 器人很快就会无处不在。例如，据英格兰银行 2015年预测，英国将有1,500万人口因机器人失 业；2018年布鲁金斯学会一项研究表明，美国 四分之一的就业岗位极有可能实现自动化；世界 银行2017年预测认为，到2032年全球将有6亿 岗位被机器人取代。而事实上，这些预测报告 往往选用了比较容易引起恐慌的数据，且预测 本身不仅涵盖了物理机器人（工业和专业服务机 器人），也涵盖了人工智能和机器人流程自动化 等工具。大多数人会认为工业机器人行业2020 年10%的增长率远低于他们预期或惧怕的水平。
虽然增速不快，但这并不意味着工业机器人的销 量不高。全球工业机器人装机量很大且仍在持 续增长。即使在2018-2019年销量下滑期间，全 球仍有250-300万工业机器人投入使用。预计 2021年全球工业机器人的装机量将比2016年高 93%（图3）。工业机器人一旦安装就能使用很 长时间：虽然使用年限视具体使用情况而定，但 使用十年（80,000–100,000小时）并不难。
装机量对于机器人用户来说比较具有参考价 值，而机器人制造商则更关心年销量和销量增长 率。2017年国际机器人联盟报告预测，2020年 全球工业机器人销量将首次超过50万台（确切 说是550,000台），超过2015年销量（254,000 台）的两倍。由于2018年和2019年出现销量增 速放缓，这一预测可能无法实现：工业机器人销 量到2021年才能突破50万台（522,000台）。
专业服务机器人：机器人销量增长热点
有观点认为近期专业服务机器人销量出现高速 增长是由于此类机器人诞生时间较晚，销量本 身就不高。2015年全球仅有100,000台专业服 务机器人投入使用，2016年全球专业服务机器 人销量仅为100,000台。由于基数不大，20172019年实现两位数增长就相对比较容易。
我们预测专业服务机器人行业将保持2020年的 高增速。但这一预测并非基于上述原因。我们 主要依据两项技术进步所产生的影响开展预测分析：5G网络技术令无线网络连接得到改善；边缘 人工智能芯片的价格日渐降低，功能不断增强，有 利于通过实实在在的机器人而非云端开展处理器 密集型任务。综合运用5G技术和边缘人工智能 芯片能够解决专业服务机器人目前面临的诸多问 题，提高此类机器人的功能，并吸引企业购买。
网络连接是专业服务机器人面临的挑战之一。专 业服务机器人通常处于移动状态，因此维持网 络稳定性比较困难。有线网络连接能够保证网 络的稳定性，但限制了机器人的移动性。Wi-Fi 无线网络成本较低，但服务质量无法保证，且 接入点之间的切换也时常出现问题。4G无线网 络成本较高（通常按月收费），时延明显，不 利于机器人迅速做出反应。此外，4G网络还 面临密度问题。虽然4G网络能够支持一家工 厂成千上万工业机器人的运作，但却无法以同 样的方式支持大量专业服务机器人的运作。
5G网络的应用可解决以上所有问题。5G网络的 良好运行率可达到99.9999%（六个9），相当于 每年的故障时间仅为五分钟。网络切片技术可 根据任务的优先级，灵活分配网络资源，从而进 一步确保重要任务的有效完成。相比LTE 40-50毫 秒和Wi-Fi 超过100毫秒的网络延迟，5G亚毫秒 级的网络延迟，大大缩短了反应时间。5G技术的 网络密度达到100万/平方公里。在一个占地面积 达10,000平方公里的超大型工厂或仓库里，5G 网络能够支持10,000台设备，而4G LPWA最多只 能支持607台设备。5G服务提供商仍有可能按 月收费，但企业也可通过建立私有5G网络控制。
机器人有望成为商用物 联网市场的重要组成部分， 并因此受益于5G网络
相关成本。虽然5G网络在有大量金属的环境中 仍存在一定问题，但即将于2019年12月发布的 3GPP Release 16将有望在很大程度上弥补上述 缺陷。包括4G和Wi-Fi在内，任何移动网络技术 都无法在充满金属材料的工业环境中良好运行。
边缘人工智能芯片能够解决专业服务机器人运作 效果和电力消耗层面的问题。由于专业服务机器 人的移动依赖于电池，电力问题往往成为它们完 成任务的阻碍因素。利用图形处理单元（CPU） 等传统芯片实施即时机器学习算法，消耗成百上 千瓦特的电力，这对于电池驱动的机器人来说是 不切实际的。以人工智能计算为目的的芯片所需 电力则大大减少，且能够以较少的芯片支持同等 数量程序的运行，因此该类芯片更容易满足专业 服务机器人对芯片数量的要求。在机器人芯片数 量不足的情况下，5G网络能够将机器人连接至通 讯边缘服务器或云端上功能更加强大的处理器。
5G网络和边缘人工智能芯片为何无法对工业机器 人发挥同样的增长助推作用？在某种程度上，我们 认为这两种技术能够实现这一效果。工业机器人和 专业服务机器人都会应用这两种技术，并因此提升 能力。但专业服务机器人提升能力的可能性远高于 工业机器人。工业机器人通常连接工厂有线网络， 这种网络速度快（如有必要）、可靠性强、时延 不明显、年运营成本低。此外，工业机器人有大量 空间安装其他芯片支持机器学习，同时有线网络有 助于此类机器人以较低的成本稳定连接其他功能更 加强大的处理器（如有必要）。和大多数专业服务 机器人不同，工业机器人的运作并不依赖于电池， 它们可以任意电压、功率和电流强度接入电网。
边缘人工智能芯片行业似乎已准备好迎接挑 战。英特尔、Nvidia和谷歌等大型制造商已 经在出售价格不到100美元、功率低于10瓦特的 边缘机器学习芯片。大多数此类产品的尺寸比邮 票还小，最多不过一张信用卡大小。处于网络 核心的数据中心可能会采用装有数百个芯片的机 器学习加速器。和这些加速器相比，边缘人工智 能芯片的功能相对较弱，但却能够非常有效地 开展主板人工智能计算，从而支持专业服务机 器人执行任务，即使无法连接网络也能有效运 作。预计2020年将有5,000万商用边缘机器学习 芯片出售，到2024年这一数据将增至2.5亿。
机器人有望成为商用物联网市场的重要组成部分， 并因此受益于5G网络。（近期一篇名为 “云机 器人：5G时代杀手级应用”（Cloud robots: The killer 5G application）的文章引发了关注。）所有应用中（不限于机器人），5G物联网连接 数有望在2024年达到惊人的41亿，相比2018 年（10亿）实现了27%的复合年均增长率。预 计未来五年，5G物联网市场（不限于机器人）的 年均营收增长率将达到55%，从2020年的6.94 亿美元增至2025年的63亿美元。私有5G网络 市场（许多5G网络将用于机器人运作支持）也 将迎来增长。2020年，企业用于私有5G网络安 装的支出仅为几亿美元，到2023年这一数据将 增至数十亿美元。2019年，德国已将大量私有 5G网络应用于生产线上的专业服务机器人。
哪些终端市场对专业服务机器人的使用量最大？工 业机器人主要流向汽车和电子行业，而专业服务机 器人的销量则由物流行业主导（图4）。2019年售出 的约360,000台专业服务机器人中，近一半的机器 人由物流公司购买。检测和国防行业以33%和4%的 销量占比，分别位列2019年专业服务机器人销量的 第二、三位。值得注意的是，虽然医疗机器人在2019 年专业服务机器人总销量中不到2%，但该类机器人 50万美元的高单价促成了37亿美元的总销售额，占 该年度专业服务机器人行业营收总额的近30%。
私有5G网络
企业不再受限
为了实现企业互联互通，不仅仅是一般意义 上的网络连接，更是超可靠、高速、低延 迟、高效以及高密度的无线网络连接， 企业有两个基本选择。连接公共5G网络；或者选择 私有5G网络，无论是通过与移动运营商签约获得运营支持并购买自己的网络基础设施，或是用自有 频谱维护私有5G 网络。对于众多国际大型企业来 说，私有5G网络有望成为他们的首选，尤其是制 造企业、物流中心以及港口等工业环境。
到2020年底，预计全球将有超过100家公司开 展私有5G网络部署测试，人力及物力投资将 达到上亿美元。在之后的几年内，安装单站点 和多站点私人5G网络的费用将迅速增长。到 2024年，用于私有网络的蜂窝移动网络设备 和服务的价值每年可能会增加数百亿美元。
不难理解为什么5G有这般吸引力，因为它的性能比 无线网络更好，灵活性比有线网络更大。到目前为 止，蜂窝移动网络仍难以在充满金属和无线电干扰 的环境中大规模应用。将于2020年6月颁布的企业 5G标准很有可能会消除这一限制，让5G在未来十 年被应用到工厂、仓库以及其他此前不适用的场所。
尽管并非所有企业都必须使用私有5G网络，但很 多企业都有必要使用私有5G网络。与公共网络不 同，私有5G网络可以根据使用场所的具体需求进 行配置，也可以按照每个地点的工作类型提供不 同的配置。私有网络还可以让企业决定网络部署 时间表和覆盖区域的网络质量。现场工作人员可提 供网络安装和维护服务，以及时解决问题。凭借 更高的安全性，网络所有者将能获得公共网络不可 能提供的控制权：3企业可以决定哪些用户接入网 络，哪些数据也可以保留在站点。现场保存数据可 以减少延迟。私有网络甚至可以在专用频谱上运行， 以减低第三方使用所导致的服务水平变化的风险。
面向企业的5G网络：堪比有线网络的无线网
利用5G与机器通信并实现机器间的通信，制造 商将能建设灵活的工厂，这些工厂可以在相对 较少的停机时间内完成重新配置。当然，可能不 再需要移动工厂设备：传统的工业机械臂用途 广、价格贵，且通常需要固定在一个地方。企 业正引入越来越多可移动的设备，以提高工厂 和仓库的生产效率。例如，越来越多地使用自 动专业服务机器人—机械操控型，并非人工远 程控制型— 来搬运物品。预计2020年这类设备 的销量将达到约50万台，比上年增长30%；到 2025年，年度销售额有望突破100万台。自动 搬运车需要在5G网络的支持完成工作，如精确 的室内导航和定位（10厘米内）。这类设备变 得越来越重要，未来的工厂车间内的设备将混合 使用固定和移动网络，以实现充分的灵活性。
最后三分之一的5G 市场是绿地项目建设，尤 其是园区的开发建设。事实上，许多公司可能 最初只会在绿地项目建设工地中部署5G，但 对于进行中的绿地建设工地，因为混合使用 多种联网技术，将形成私有5G网络孤岛。
根据以往的经验，建设一个新的设施或园区 包括设计、购买、安装以及部署各种各样的 电线、以太网网线、光纤网线、3G以及/或 者4G蜂窝中继器以及WiFi设备等环节。
然而，未来5年私有5G网络将降低成本，让许 多工地可以直接跳过有线网络，或者至少可以 尽可能少地使用有线网络。在某些情况下，这 些园区可能只有暂时的联网需求。例如，私有 5G 网络可以在几天之内完成部署，以为大型 音乐节提供支持。移动运营商也可以分配移动 网络为涌入现场的20万乐迷提供服务，并保留 部分容量，但网速延迟需要满足一些要求，以 确保音乐节顺利开展，如电视直播（5G 可以 替代有线网络）、音响连接以及紧急服务。
公司可以通过多种方式部 署私有5G网络。大型公司 可能会安装基于完全自有 的基础设施并采用（获得 市场许可的）专用频谱的 私有5G 网络。
公司可以通过多种方式部署私有5G网络。大 型公司可能会安装基于完全自有的基础设施 并采用（获得市场许可的）专用频谱的私有 5G 网络，并通过公司内部团队或者外包给移 动运营商来进行管理。中小型公司更有可能向 公共移动网络运营商租用网络设备，外包网络 管理业务并转租频谱（频谱定位到公司所在 位置），或者，在某些情况下，使用未经许 可的频谱。20移动运营商、系统集成商或者设 备供应商可以管理网络以及所有附属设备。
低轨卫星高速飞行
宽带革命还是太空垃圾？
2020年，企业全将在全球联网方面实现真正意 义上的起飞。预计到2020年底，将有超过 700颗低轨（LEO）卫星提供全球宽带互联网， 而2019年仅有约200颗。尽管这个规模还不足以连接全世界的消费者和企业，它们可能会从2020年 底或2021年初开始提供部分服务，比如为更高纬度 的地区提供网络。
为了全面看待这一问题，我们需要知道，自进入太 空时代开始以来，已有约有8,700个物体被送入太 空，其中有2,000多个是围绕地球运行的卫星。未 来几年，这些由轨道宽带基站构成的全新巨型星座有望新增16,000多颗个人卫星。全世界可能会从卫 星部署中获得具有历史意义的好处，但与此同时， 它们可能会使太空环境变得更危险、复杂。
网络连接全世界
自从Arthur C. Clarke爵士在1945年预测并推广同 步卫星通信以来，整个世界的想象力就被通过太 空进行即时全球通信的想法所吸引。在那之后的 几年里，Telstar、Intelsat和其他企业研发的几代 通信卫星已经在20世纪60年代将他的预言变成现 实。如今，企业开始部署由数百或数千颗相互连接 的卫星组成的巨型卫星座，以及与地面基站相连接 的卫星座。无论是传统航空业巨头还是新兴科技 公司， 纷纷进入市场、投资、开发和部署巨型星 座，以为全球提供担负得起的高速互联网服务。
利润动机足够明显。为没有网络或网络匮乏的地区 提供网络服务可以新增数百万消费者，并形成新的 业务模式。从消费者数量来看，这个潜在市场规模 庞大。虽然我们在提供全球网络服务方面已经取得 很大进步，但数据显示，仍有很多人没有或不能获 得足够的网络。国际电信联盟（ITU）表示，截至 2018年底，全球仅有约51%的人口使用互联网。甚至很多发达国家也没有完全普及互联网，或者 至少实现较快网速。美国联邦通信委员会（FCC） 发布报告称，有2,130万美国人不能接入宽带互联 网（即下载速度至少为25mbps，上传速度至少为 3mbps的网络）。有这么多人都想要接入互联网， 因此能够满足这些需求的企业将获得非常可观的 潜在收入。摩根士丹利估计，到2040年，卫星宽 带市场的规模有望达到4,000亿美元，相当于当年 规模约1万亿美元的全球航天产业市场的40%。
此外，建造巨型星座的组织还将获得其他非经济方 面的好处。以Kuiper 系统为例，亚马逊在向联邦 通信委员会递交申请时提到其卫星计划的三方面社 会效益。除了为当前没有网络以及网络匮乏地区的 用户提供网络服务的直接好处以外，Kuiper声称， 更便捷网络服务将推动整体经济发展，并为政府机 构、救灾组织和现场急救人员提供支持。卫星宽 带业务领域的一家公司OneWeb的愿景是，“让每 个人在任何地方都能使用互联网”，并强调其卫星 可以帮助以前无法使用互联网的学校接入网络。
有些人可能会想，这种现象是从什么时候开始 的？毕竟，Viasat、Eutelsat、Hughes、Iridium 以及O3b Networks等主要商用卫星互联网服务 供应商在运营星座方面已经积累了多年的经验。当然，也有几个著名的失败案例。例如，从上世 纪90年代末开始运行的由66颗活跃卫星组成的铱 LEO星座。它从21世纪初开始提供全球语音和数 据服务，虽然最终瞄准了一个小众市场，并采用 了新一代卫星 （Iridium NEXT），但由于用户数 量不足，一直未实现盈利。虽然Teledesic获得Bill Gates 和 Craig McCaw等杰出人士的大量投资， 但资金缺口却越来越大。该公司计划在近地轨道 部署288颗卫星，以支持全球宽带互联网连接， 但这家公司在倒闭前仅发射了一颗测试卫星。
到底是什么变了？如今，卫星宽带运营商 试图通过向用户提供更快、更低延迟和更 便宜的网络，来避免重蹈覆辙。在这个 过程中，他们主要从三个方面着手：
选择较便宜的轨道。由于新发射服务出现以及 竞争加剧，自进入21世纪以来，卫星的发射 和制造成本已经大幅下降。从1970年到2000年，将物品送入轨道的平均成本约为18,500 美元/千克。随着SpaceX等新发射供应商的出 现，企业现在可以以约2,720美元的成本将1千 克物品送入轨道，相较之前，成本降低了85% 左右。对于提升发射经济性同样重要的是， 卫星的自重降低了。例如，上世纪90年代末 发射的第一批铱卫星每颗重达689千克，而如 今SpaceX的Starlink卫星仅为227千克。
卫星和卫星制造工艺越来越先进。 缺少大规 模生产的技术，就不能在合理的时间内，或以 合理的成本，建造包含数百或数千个卫星的星 座。为此，企业纷纷对独立卫星采用更趋模块 化的设计，利用标准化的总线技术制造，并使 用更小、更先进的组件。不少企业还采用电 力推进系统，这类系统可以通过减轻卫星重 量和降低成本来扩大竞争优势。现在出现了 专门建造这类巨型星座的卫星工厂，既节省 了成本，又加快了批量生产的速度。例如， 空中客车和OneWeb的合资企业，OneWeb Satellites，其的目标是每天造两颗卫星。
联网需求增加。在世界上的偏远或欠发达地区， 除数十亿不能使用网络和缺少网络的人群外， 不断增长的预期也在推动联网需求的增长。一波 又一波的新技术使接入网络和使用网络变得越来 越容易。随着技术不断提升，消费者、企业和 政府希望能够随时接入网络——无论身处偏远的 农村地区、海上、空中，或是其他任何地方。
互联网太空竞赛的主要参与者
来自美国、加拿大、中国、俄罗斯以及欧 洲的一些企业正努力在卫星宽带市场确立 自己的地位。截至2018年11月，FCC认为 Telesat、Kepler、LeoSat、SpaceX、OneWeb、SES (O3b)、Space Norway等公司满足 13个市场准入要求，并通过9个宽带互联网星 座部署申请。2019年7月，亚马逊又向美国 联邦通信委员会申请部署Kuiper卫星系统。
在上述案例中，最终部署星座的公司数量以 及部署在这些星座中的卫星数量都不得而 知。关键问题是：哪些公司能够证明自己的 能力，并以最快的速度抢占最大的市场份额？以下是一些主要的市场参与者的介绍：
OneWeb。2017年，OneWeb成为首个获得 FCC批准部署和运营星座的新型卫星宽带互联 网供应商。该公司已从软银、Grupo Salinas、 高通、维珍集团以及空客等公司募集超过30亿 美元投资。美国联邦通信委员会同意OneWeb 使用Ku与ka波段部署720颗卫星，该公司计划 在距离地面1,200公里高的轨道上运行卫星。前6颗卫星于2019年2月由联盟号（Soyuz） 火 箭发射；另外32颗卫星计划于2019年底前发 射，此外，该公司还计划在2020年发射2颗 卫星。OneWeb计划在2020年底开始向北 极地区（北纬60°以北）提供有限的商业服 务，并从2021年起提供更多样化的服务。
总的来说，他们的目标 都是通过提升现有服务 质量开拓新市场，并与 现有竞争对手展开竞争。
SpaceX。2018年3月，SpaceX获得美国联邦通 信委员会批准发射4,425颗使用Ku和ka 波段的 Starlink卫星；2018年11月，又批准其发射7,518 颗V波段的Starlink卫星。与很多其他提供商相 比，SpaceX对Starlink拥有更大的控制权，该公 司可以使用自主研发的猎鹰9号（Falcon 9）火 箭发射卫星。该公司于2019年5月发射了第一批 60颗卫星；目前，已有57颗完全投入使用。完 成六次发射后，Starlink将开始为北美和加拿大 提供服务，预计在24次发射后，将能使服务覆 盖全球。SpaceX目前仍在修改Starlink的轨道 计划，因此难以确定星座的最终配置情况。
亚马逊。亚马逊向FCC提出部署Kuiper系统星座 的提议目前仍在审查中。Kuiper系统由3,236颗 卫星组成，使用ka波段，高度分别为590、610 和630公里。Kuiper将很有可能使用Jeff Bezos 的太空公司“蓝色起源”（Blue Origin）生产 的运载火箭。据亚马逊称，“首批578颗卫星 发射成功后，就将开始提供服务。覆盖范围从北纬56˚度和南纬56˚，随着更多卫星的发 射，服务范围很快将扩大到赤道地区。”
Kepler Communications。Kepler正在采 取一种更有针对性的方法来提升其卫星宽带 服务。该公司计划发射140颗专门用于提供物 联网服务的卫星，以支持物联网在工业、海 事、航运以及物流领域的应用。在2018年完 成两次小规模的测试发射后，该公司的目标 是在2022年建造并运行一个完整的星座。
卫星宽带的预期服务和市场
这些卫星宽带公司的目标和商业模式各不相同， 且依然不够透明。总的来说，他们的目标都是通 过提升现有服务质量开拓新市场，并与现有竞争 对手展开竞争。一旦他们的星座进入轨道并投入 运行，供应商就可以简便、快速地在这些网络上 添加新的服务。例如，高速交易、优化物流、车 队管理以及远程维护等都是潜在的机会领域。
部分供应商正瞄准直接面向消费者的市场，并与 提供有线或光纤宽带互联网的传统电信运营商竞 争。其他供应商则期望向企业出售专用宽带连接 服务。一个相当典型的例子是，为其他通信公司 提供基础设施或移动回程，包括那些提供5G网 络的公司。例如，OneWeb正在为其首批客户中 的两家公司：Talia 和Intermatica，提供基础设施服务。另一大机会领域则是为运输行业的船 舶、火车以及飞机提供更好更快的互联网连接。
许多卫星宽带公司已经将其宽带互联网服务推 广到农村地区和其他网络匮乏或没有网络的地 区。这将使世界上更多人从一个联系更加紧 密的社会中获得教育和经济收益。但我们目 前仍不能确定没有网络或没有足够网络的市 场的到底有多大。例如，据GSMA估计，截至 2018年，仅有7.5亿人口可随时使用移动宽带 网络，比全球约38亿不使用互联网的人口少得 多。其中一个值得关注的热点地区是北极， 包括阿拉斯加、加拿大、北欧和俄罗斯。考虑 到地理位置和客户数量相对较少，该地区的网 络服务一直比世界其他地区更慢和更贵。很多 公司都在寻找满足该地区需求的具体方案。
其他参与者也开始考虑更加具体的应用。如为物 联网设备网络提供主干网，可能是一个重要的 机遇，包括智能工厂、供应链、公用事业、石油 平台以及其他需要机器对机器通信的系统。企业 还可以向政府出售卫星宽带，以提供教育、应 急响应以及其他极度可靠的、专用网络连接。
展望未来，仅仅依靠订购可能不足以保证盈利。某些供应商可以在基本网络服务的基础上，提供 一整套综合服务。与其向其他服务供应商出售带 宽，某些公司可能会选择通过其卫星网络来开发 自己的新应用程序。在这种情况下，成功的卫星 宽带供应商最终将能在商业和通信等领域打造完 整的价值链。例如，亚马逊的Kuiper系统可以绕过传统的互联网服务供应商，直接向消费者和企 业客户提供一整套现有的和新的亚马逊服务。
