因重仓特斯拉而实现惊人业绩的ARK Investment Management近日发布了2021年年度投资报告。
由于其在科技领域卓越而长远的眼界，ARK的Big Ideas系列年度报告以往在专业金融圈被奉为科技投资“圣经”。在他们传奇般的特斯拉战绩火遍全球之后，今年的年度报告更加引人瞩目。
在今年的报告中，“牛市女皇”Cathie Wood带领她的ARK研究团队提出了15个宏大而前景广阔的投资主题，涉及的领域除了为人熟知的比特币、电动车、无人驾驶之外，还包括深度学习、新一代基因测序、数据中心再创造、虚拟世界等。
在ARK看来，这些主题不仅仅是今年可以重点关注的主题，还在未来数年都拥有巨大的市场以及投资空间。比如，他们认为，深度学习将在未来15-20年里为全球股票市场增加30万亿美元的市值。
此外，他们预计某些领域可能将要或者正在出现极具创新力的颠覆性进展。其中，比特币可能迎来以机构作为投资主力的全新时代，数据中心产业正在经历一场翻天覆地式的技术革命，数字钱包将从根本上撼动全世界传统银行的地位，而电动车的销量将暴增20倍……
来看看ARK年度报告究竟说了什么。
（一）深度学习
深度学习可能是当前时代软件领域最重要的突破
迄今为止，所有的软件都是由人类编写完成。而深度学习，作为人工智能的其中一种形式，利用数据写软件代码。通过自动编写程序、创建软件，深度学习可以加快每一个行业的发展速度。
ARK的研究显示，深度学习将在未来15-20年里，为全球股票市场增加30万亿美元的市值。
深度学习标志着软件2.0时代的到来
深度学习正在催生下一代计算平台
深度计算正在运用于各个AI领域：
人机对话式智能设备，例如：搭载人工智能的智能音箱在2020年回应了10000亿人次的要求，相较2019年增长了75%。
自动驾驶汽车，例如：Waymo的自动驾驶汽车总行程已经超过了2000万英里，驶过包括旧金山、底特律和凤凰城在内的25个城市。
消费类App：使用深度学习来推荐视频的TikTok，日活用户数比Snapchat和Pinterest用户加起来还要多。
深度学习需要无限计算能力
虽然硬件和软件的进步使得AI的培训费用呈每年下降37%的趋势，但是AI的市场体量增长的更快，达到了每年10倍。结果就是，AI的总训练费用不断增加，远远超过了源自硬件、软件进步所节约的成本。ARK认为，最先进的AI训练模型的成本很有可能增加100倍，从目前的大约100万美元提高到2025年1亿美元以上。
深度学习正在创造AI芯片的繁荣
- AI项目的培训成本之所以从1美元增至1亿美元，主要是用在了GPU和TPU这种专用处理器上，它们占据了绝大多数成本。
- ARK预计，数据中心在AI处理器上的开销将增长4倍多，从现在的每年50亿美元增长到2025年的220亿美元。
- 深度学习的部署阶段即将到来，这将大大降低人工智能的训练成本，不仅是大型互联网公司能够从中收益，各行各业也都将获益。
人工智能正在从视觉领域拓展到语言领域
对于交互式人工智能来说，2020年是极具突破性进展的一年。人工智能系统第一次能够理解和创造语言，精准度之高与人类间的对答无异。相比于早期局限在视觉领域的AI，如今的交互式AI所需的资源也更多，是前者的10倍。这将在未来数年引发大规模的投资。
Open AI的GPT-3是第一款能够“理解”语言的人工智能
GPT-3将“法律术语”翻译成简单的英语：
除此之外，GPT-3还可以写电子邮件、设计网页、使用多种计算机语言编写代码、追溯历史记录、翻译、诊断疾病等等。
深度学习可以比互联网创造更多的经济价值
- 过去20年里，互联网使全球股票市场的市值增加了13万亿美元。而截至2020年，深度学习就已经创造了2万亿美元市值了。
- ARK认为，在未来15-20年，深度学习将为股票市场增加30万亿美元的市值。
（二）数据中心再创造
数据中心——计算的“发电厂”——正在经历一场革命
尽管英特尔曾经在全球处理器领域占据了90％以上的份额，但如今，更便宜、更快、功能更强大的处理器已经开始逐步取代它了。
对于云计算，我们相信，ARM、RISC-V和图形处理单元（GPU）可能会成长为新一代处理器“发电厂”。到2030年，它们的年增长率将达到45％，规模将达到190亿美元。
对于数据中心业务，我们认为，以GPU为主导的加速器将成为新一代工作负载用主流处理器，到2030年将以每年21％的增速扩张到410亿美元的规模。
每隔几十年，数据中心就会出现一波架构重塑
- 数据中心的最近一次重大迁移是从上世纪90年代的RISC处理器转移到到英特尔的低成本PC衍生x86架构。利用PC市场的规模，英特尔颠覆了高端市场当时的竞争格局。
- 如今，ARM处理器正在利用移动生态系统的规模化来吞噬英特尔的市场份额。通过将开源规则应用于硬件，RISC-V正在成为低成本计算的一种标准。
- 我们相信，ARM+RISC-V的组合所占据的服务器市场份额，将从2020年的零，增加到2030年的71％。
英特尔似乎停滞不前
- 英特尔曾经是半导体制造领域的全球领导者，但如今似乎迷失了。
- 英特尔将10纳米处理器项目推迟了四年，这使得其竞争对手台积电和AMD得以在2020年成为市场双雄。
- 截至2020年，英特尔仍未交付10nm服务器芯片。 而台积电整整比英特尔领先了一代，他们正在批量生产5纳米处理器芯片。
到2030年，ARM可以占领PC软件开发市场中的多数份额
- 几乎所有软件开发人员都在装载运行着Windows，Mac或Linux操作系统的英特尔x86 PC架构系统上编写代码。
- 苹果公司计划在未来两年内将Mac机（由三分之一的开发人员使用）从x86过渡到基于ARM的中央处理器（CPU）。
- 同时，微软正朝着“让ARM处理器支持Windows的目标”而加倍努力。
- 根据ARK的研究，到2030年，大多数开发人员都可以使用基于ARM的CPU运行的电脑，那将标志着英特尔x86时代的终结。
ARM可能成为“云”的新标准
- 作为部署新应用程序的默认平台，公共云在2020年全球创收1400亿美元。
- 全球最大的公共云提供商亚马逊的AWS于2020年推出了Graviton 2 ARM CPU，从而减少了其对于英特尔和AMD芯片的依赖。
- 亚马逊AWS 的Graviton 2要比英特尔CPU更便宜，处理速度更快，每一美元可提高48％的性能。
- 将来，亚马逊AWS可能会将其大多数服务器迁移到基于ARM的处理器上。
到2030年ARM和RISC-V可能成为新的处理器标准
- 我们相信，采用ARM芯片处理器的PC和服务器将创造出第一个具有足够规模、工具和供应商支持的生态系统，这将挑战英特尔的x86。
- ARM服务器收入具有100倍的潜在扩张空间，将有望从2020年的不足10亿美元，增长到2030年的1000亿美元，高于今天的英特尔x86。 同一时间，RISC-V也可以创造出相当大的收入。
- 与大型机一样，现有英特尔x86的计算容量可能会继续扩增，但其基准收入可能会减少一半。
到2030年，加速器将取代CPU作为主流服务器计算引擎
- 包括GPU、张量处理单元（TPU）和现场可编程门阵列（FPGA）在内的加速器通常执行最严苛的计算任务，比如人工智能（AI），分析，药物研发和云游戏等。
- 尽管竞争激烈，但ARK认为，由于其无与伦比的可编程性和软件堆栈，GPU将在未来五年继续主导加速器市场。
ARK认为服务器处理器将在下一个十年转型
- ARM和RISC-V可能会在“云”业务领域取代英特尔x86。 到2030年，它们的合计市场规模将以每年45％的速度增长，CPU收入将达到190亿美元、服务器收入达到1000亿美元。
- 我们认为，以GPU为主导的加速器将成为数据中心产业的主导者，年增长率将为21％，市场规模将达到410亿美元。
（三）虚拟世界
虚拟世界由视频游戏、增强现实（AR）和虚拟现实（VR）组成。
虚拟世界被定义为任何人都可以随时随地访问的计算机模拟环境。如今，日常社会生活与虚拟世界的交互仍处在初期阶段。
根据我们的研究，从虚拟世界所创造的收入，将以每年17%的复合增速增长，有望从当前的1800亿美元增长至2020年的3900亿美元。
今天，虚拟世界是相互独立的，但未来他们可能相互联结，最终成长为未来主义者所认为的“多重宇宙”（The Metaverse）。
视频游戏变现模式正转为虚拟商品
伴随着视频游戏的发展，其商业模式也在不断发展之中。根据我们的研究，在过去10年里，游戏中的内购在游戏总收入中的占比从 20% 大幅增加到了 75%。到2025年，可能进一步增至95%。
游戏会更多地变现
由于游戏内购买激增，游戏产业的创收端口正在从开发者转向游戏玩家。事实上，随着进入门槛降低，许多玩家成了开发者。我们认为，这种转变提高了视频游戏的变现率。未来五年，玩视频游戏的每小时成本可能会增加20%，但相对于其他娱乐和信息渠道而言仍将有利可图。
视频游戏正成为家庭和工作以外的第三个重要场景
- 根据我们的研究，人们花费在视频游戏上的平均时长在未来五年内会从1.1小时增至1.5小时。
- 如果变现的趋势和游戏时长的增长趋势接近，那么游戏内购收入将以每年21%的复合增长率增加，金额从2020年的1300亿美元增长至2025年的3500亿美元。
增强现实（AR）的市场规模将扩张
- 过去几年，诸如Snapchat、Facebook、Apple等大型科技公司增加了对AR的投资，鼓励了AR工具在移动端更为广泛的应用。
- 到2022年，消费级AR头戴设备将出现井喷式暴增趋势。
- ARK预计，到2030年前，AR的市场规模可以从今天的不足10亿美元增长至1300亿美元。
2030年虚拟现实（VR）将接近现实
- 根据我们专有的评分系统，如今，一流的VR穿戴设备也只能达到人类视听觉体验的10%。
- 如果消费级VR设备局限于控制台游戏市场，那么VR穿戴设备将难以拓展至沉浸式体验的大众市场。
- 根据莱特定律，若纯粹的虚拟现实交互式控制系统价格与基于PC系统的价格相当，那么在2030年之前，VR头戴式设备的产量和成本曲线将都走出一条雷同于智能手机的曲线。
虚拟世界收入或可在2025年达到$4000亿
- 根据我们的研究，未来5年，全球游戏市场将会以每年16%的复合增长率扩增，规模从2020年的1750亿美元增至2025年的3650亿美元。
- AR和VR市场未来五年将以每年59%的复合增长率，从30亿美元的市场规模增至2025年的280亿美元。
（四）数字钱包
数字钱包意味价值4.6万亿美元的商机
•我们认为，Venmo，Cash App和有风险投资支持的初创公司很可能会通过移动终端和手机银行来颠覆传统银行的业务。
•如今，数字钱包开始全面渗透到包括券商和借贷在内的传统金融服务体系中。 数字钱包可以用作商业活动的领先集成式金融服务平台，而不仅仅是提供金融产品。
•根据ARK的研究，如今，每位用户的数字钱包价值在250美元到1900美元之间，有可能扩增到2万美元，这意味着到2025年，美国将有4.6万亿美元的市场机会。
在中国孵化出的移动支付，其业务量是GDP的2.5倍
在短短5年内，中国的移动支付规模爆炸式增长了15倍以上，从2015年的大约2万亿美元，增加到今天的36万亿美元左右，接近于2020年中国GDP总量的三倍。
数字钱包已经成为了一种全球性现象
在美国，数字钱包用户数量已超过了美国最大金融机构的存款帐户数量
- Square旗下的Cash App和PayPal的Venmo分别在过去7年和10年中吸引了大约6000万活跃用户，这是摩根大通花费了30多年并完成5项收购才达到的一个里程碑。
- 到2020年底，摩根大通存款帐户持有人总数约为6000万，而Cash App和Venmo的年度活跃用户（AAU）分别达到5900万和6900万。
数字钱包只需支付相当于一小部分的传统银行获客成本就能获得客户
- 数字钱包爆炸性增长的主要推动力是较低的获客成本。
- 根据ARK的研究，相比于大约1000美元的传统金融机构获客成本，数字钱包的获客成本可能只要20美元。这要归功于病毒式的点对点支付生态系统、精明的营销策略以及成本结构大幅降低 。
银行的渠道成本在增加，而效用却在下降
随着消费者放弃实体银行而更青睐移动银行，银行渠道的运营费用在增加，2019年达到了创纪录的56.8万美元。
传统银行正面临潜在的巨大风险
- 数字钱包正在进入无抵押贷款市场，这表明，传统银行贷款不太可能恢复到2019年的峰值。
- 根据ARK的估计，银行来自信用卡的利息收入减少了10％以上，2020年约为160亿美元，并且降幅有可能加深至超过25％，可能从2019年的1300亿美元下降到2025年的950亿美元。
- 诸如Square、PayPal、Affirm、Klarna和LendingClub等数字贷款公司可能会抢占传统银行的市场份额。
到成熟期，每个数字钱包用户的价值大约为2万美元
- 如果数字钱包成为消费金融的概览指标，预计每名美国客户与金融服务收入相关的净现值平均下来将超过1万美元。
- 除金融服务外，数字钱包可能会成为线上和线下商务活动的领先集成化平台，将使上述收入的净现值再增加9000至10000美元。
到2025年，假设美国数字钱包的用户达到2.3亿人，每一名用户的价值为19900美元，那么美国数字钱包的市场总规模将达到4.6万亿美元。
（五）比特币——基本面
在强大的基本面支持下，比特币价格达到了历史新高。
当比特币价格不断刷新历史高位时，ARK的研究表明，它的基本面仍然健康。
与2017年的成交量相比，比特币的价格上涨似乎不是主要因为天花乱坠的炒作。随着比特币获得了越来越多的信任，一些公司开始考虑比特币，将其视为类似于现金的资产。
如果标普500中的所有成分股公司都将1%的资产配置比特币，那么预计比特币的价格将增加40000美元左右。
随着基本面获得更多支持，比特币价格在2020年临近年末时率创新高
市场参与者从未如此长时间地关注比特币
截至2020年11月，大约60%的比特币超过一年没有易手，这证明了市场对它的长期关注程度，以及持有者强大的信念。
比特币市场和投资者群体似乎逐渐成熟
用于衡量持有人成本基础的重要指标——比特币的已实现市值（Realized Capitalization）已经创出了历史峰值。不断增加的成本基础表明，早期投资者获利越来越多，新进的投资者正在建仓，并且不断推高价格支撑线。
相比于2017年，围绕比特币的炒作更加密集了
随着比特币的价格飞涨，网络上对它的搜索兴趣也随之大增。当价格创新高时，在谷歌里搜索比特币相关信息的数量也创出了历史新高，达到15%。
比特币被人接受的程度越来越高，为以太坊打下了基础，也刺激着其他金融创新迎来一波新浪潮
我们认为，去中心化金融（DeFi）是推动以太坊被人们接受的良性催化剂。通过将以太币作为"信任最小化"的抵押品，市场参与者可以跳过传统金融公司这个中介，直接介入金融服务，包括信贷、做市、交易、托管、投资，还能接触到综合型美元风险敞口。
比特币可以作为企业现金发挥关键作用
Square和Microstrategy这两家公司都有投资比特币，他们示范了上市公司可以配置比特币，以作为现金的合法替代品。
根据我们的研究，如果标普500中的所有成分股公司都将1%的资产配置比特币，那么，比特币的价格将增加40000美元左右。
（六）比特币：拥抱机构大时代吧
ARK认为比特币的高速上涨使得其在机构的资产配置中有了一席之地
我们相信比特币提供了所有配置资产中最引人注目的风险回报性。
研究结果表明，其市值可能再未来5到10年从当前的5000亿美元左右扩大到1-5万亿美元。
我们认为人们应将忽略比特币所导致的机会成本纳入一部分新的投资成本中。
ARK相信在资产配置中，比特币值得战略性配置
相比于其他资产，不受传统规则约束的比特币在多元化投资的资产配置中获得了更多青睐。在过去十年中，比特币是唯一与其他传统资产有着较低相关性的投资选择。
比特币有着与大盘股相媲美的交易量，且交易量仍在以指数级增长
ARK估计，4年内，比特币的日交易量将会超过美国股市，6年内，将会超过全球外汇现货市场。
机构投资者能以更多方式获取比特币
2020年10月，比特币未平仓量（open interest）和期货合约交易在是价格商品交易所创下历史新高，增加近10倍，达到10亿美元。芝加哥商品交易所将比特币融入到已有的金融资产中，为所有风险偏好的投资者开辟了更多机会。
我们相信比特币已经赢得了多元化投资中重要的地位
- 基于跨资产类别的日回报分析，比特币的配置范围从2.55%-6.55%为最大化回报。
- 在ARK的分析中， 我们模拟了一个Monte-Carlo—由1000000个投资组合组成的各资产配置组合。如图所示，在给定的波动水平下，最高效的边界意味着最高的回报率。星星（stars）表示最大夏普比率和最小波动性。
机构投资对比特币价格有着实质性的影响
基于ARK的模拟产品组合，2.5%-6.5%的机构型配置会对比特币价格产生20万美元到50万美元之间的影响。
（七）电动车
电动车销售将大幅加速
电动车的售价正逐渐靠近传统汽车，头部企业在研发成本更低、里程更长的电池。
根据莱特定律，ARK预计，电动车的销量将暴增20倍，从2020年的220万辆左右增长到2025年的4000万。
阻止这一切发生的最大风险是，传统汽车制造商能否成功过渡到电动车和自动驾驶领域。
无论经济景气与否，电动车都占据了一定的市场份额
在疫情期间，燃油车的销量减少了，但全球电动车的销量仍持续增长。
电池成本下降与车辆销售攀升相当符合莱特定律
根据莱特定律推演，电动车的产量每增加一倍，电池成本下降28%。电池在电动车的总成本中占了最大的比重。电池成本的下降将进一步缩小电动车与传统汽车的售价差距。
电动车的标价正逐步接近传统汽车
拥有一辆电动车的总成本在2019年低于丰田凯美瑞(Toyota Camry)，对应的车辆售价可能很快也会如此。
除了成本，电动车在里程和性能上堪比传统汽车
汽车市场正在由传统燃油车转向电动车和自动驾驶。ARK认为，传统汽车制造商缺乏成功转型所需的软件和电气工程人才。
以今天的电池价格，电动车可以通过集成电池组实现以更低价格达到更远续航的目标
- 与集成到模块和组合当中的电池单元相比，集成电池组这种设计将电池的体积密度增加了50%。
- 在量产环节，集成电池组技术将使得电动车制造商能够降低能量密度、减少单位成本，在同等条件下供应更多电量，从而达到提升续航里程的目的。
- 在相同的电池组尺寸下，拥有集成电池组技术的车辆能够以更低的价格行驶更远的距离。
如果传统汽车制造商顺利转型，那么全球电动车销量将从2020年的220万辆增长到2025年的4000万辆，增幅达20倍。
ARK预计，小型、廉价的“社区电动车”在电动车总销量中的份额将大幅上升。
（八）自动化
机器人的时代来了……提供帮助并创造新工作
•人们担心自动化会夺取工作，但ARK相信它将赋予人类更大的权力，从而提高生产率和工资增长。
•自动化有可能将无偿劳动力转移为有偿劳动力。 例如，随着食品服务的自动化，他们会将食品准备，清理和杂货店购物转变为包括食品配送在内的市场活动。
•ARK认为，自动化将在未来五年内为美国GDP增长贡献5％，即1.2万亿美元。
美国经济体还处于与1990年代初美国制造业类似的自动化水平
虽然制造业花了大约25年的时间才能达到目前的自动化水平，但ARK认为，未来五年美国经济的自动化速度将提高五倍。
工业机器人需求似乎已达到拐点
- 在经历了2008/2009年的严重衰退之后，或许是因此而反弹，工业机器人的需求达到了拐点。
- 在COVID-19于2020年产生不利影响之前，中美之间的贸易紧张局势已经加剧这种情况。
- 根据ARK的研究，短期的障碍不会阻止工业机器人销售的反弹，反而会鼓励公司更积极地实现自动化并削减成本。
自动化程度和生产率的提高能够带来很多经济效益
相对于资本的劳动力下降并不一定意味着工资正在下降。 相反，产出的增长可能快于工资。 由于提高了生产率和自动化程度，ARK期望将带来以下四个好处：
•更高的工资：使员工受益
•更低的价格：使消费者受益
•更高的利润率：使公司受益
•更高的投资：创造良性循环
从历史上看，当劳动力占比下降时，营业利润率增加
- 根据ARK的研究，工农业部门劳动力份额每下降百分之百，营业利润率分别增加30个基点和280个基点。 几乎在所有行业中都能看到类似的关系，这结果并不让人惊讶。
- 如果劳动力份额下降15％（与制造业持平），则营业利润率可能翻倍至20％以上。
自动化将“无薪”劳动力转变为“有薪”劳动力
- 在1950年至2000年间，约有700万人失去农业工作，其中82％是无薪家庭工人。
- 一个行业，甚至是主要行业的工作机会流失，并不意味着总就业机会会下降。
- 随着洗衣机制造商和自助洗衣店的发展，洗衣机利用赚来的无酬时间来赚钱，这得益于洗衣机的生产。
- 随着食品服务的自动化，他们将继续将食品准备，清洁和杂货店购物转变为包括食品交付在内的市场活动。
- 自动化产品和服务比其替代产品便宜。
未来五年，自动化可以为美国GDP带来5％的增长，即1.2万亿美元。 ARK认为自动化将使美国实际GDP平均每年增长100个基点，达到3.4％。
（九）自动乘驾
自主乘驾可能会主导城市交通
- 我们认为，自动叫车服务将使出行成本降低到如今出租车的平均成本的十分之一，从而推动人们的广泛采用。
- ARK的研究表明，到2030年，自动乘车平台每年将产生超过1万亿美元的利润。此外，汽车制造商和车主分别可享受2500亿美元和700亿美元的利润。
自动乘驾是能够负担得起的
经过调整通货膨胀率后，我们发现，自T型车从第一条装配线下线以来，拥有和操作私人汽车的成本没有改变。 ARK估计，在规模上，自动驾驶出租车将使消费者每英里花费0.25美元，从而推动广泛采用
机器人出租车将扩大乘车市场
- 根据ARK的研究，当今的乘车市场在全球范围内创造了大约1500亿美元的收入，在表现突出的城市中，乘车率达10％至30％，利润率高达50％。
- 同样，自动乘车服务可以产生50％的利润率。但是，它凭借其较低的价位将使整个市场从1500亿美元的收入（接受率高达60％）扩展到2030年的6-7万亿美元。
三种自动化商业战略
- 特斯拉的方法是基于摄像头的。 与LiDAR相比，由于传感器的精度较差，因此要实现完全自主的路径更难解决，因此相机不依赖高清地图，应该可以提供更具扩展性的服务。 特斯拉可能是第一个在全国范围内扩展的自动出租车网络。
- Alphabet的Waymo正在使用LiDAR和HD映射。 Waymo在亚利桑那州启动了其自动化网络，但可能需要时间和大量资源才能在全国范围内扩展。
- 许多中国企业，包括百度的阿波罗（Apollo），都在建造基础设施传感器，以帮助车辆识别道路标志和交通。 需要大量的基础设施投资，这种自动乘车的方法似乎是这三种方法中最严格，扩展性最差的一种。
可延展性将决定自主乘驾的步伐
如果特斯拉在2022年成功推出其自动乘车服务，ARK估计到2025年采用率将达到20％。
如果Waymo或GM成功，那么在未来五年内采用率可能会逼近1％。
发达国家VS发展中国家，前者的需求响应可能更高
- 我们认为，自动驾驶打车将在美国和中国的人力打车的成本分别降低约90％和50％。
- 因此，发达国家对廉价自动旅行的需求响应可能会比发展中国家更高。
- 平台提供商或拥有自主技术栈的公司将在自主叫车利润中获得最大的份额。
ARK相信，到2030年，自主乘驾平台每年将产生超过1万亿美元的营业收入。
- 到2030年，拥有成功的电动汽车平台的汽车制造商与自动驾驶技术提供商合作，每年可产生约2500亿美元的收入。
- 拥有，和维护自动乘车服务的车主到2030年每年可产生约700亿美元的收入。
- 到2025年，自主平台运营商的企业价值可扩展至3.8万亿美元。
（十）无人机运输
用无人机来运输货物能够减少大量的人力物力。
无人机之所以能有今天的发展，与电池成本的降低和自动化技术的提高密不可分。
ARK认为，在不久的将来，无人机从传送包裹到传送食物，甚至可以帮助人类自身完成其在两地之间的传送。更进一步说，无人机的出现可能会改变人们以往的购物行为、减少旅行中的路程时间，从而帮助人们节约有限生命中的宝贵时间。
ARK预测，到2030年，无人机送货平台将的送货收入、硬件销售收入和测绘收入将会分别达到2750亿美元、500亿美元以及120亿美元。
费用低廉的自主空中旅行成为可能
除了电池技术正在逐步改进，以确保飞行所需的能量能够支持空中出租车、空中救护车以外，机器学习技术的进步也使得飞行成本大幅降低，因此我们完全有理由相信自主空中旅行将会出现在不久的将来。
无人机既省钱又方便
近两年，美国联邦航空局(FAA)开启了商用无人机的研发活动，给予公司更大的权限去操作无人机，必要时可选无人机航线作为实际操练用地。
佛罗里达州正在建造美国首个无人机载客垂直升降机场，计划于2025年投入使用。
到2030年，无人机货运将在电商货运中占据重要地位
人们广泛采用了非接触式无人机配送来应对新冠疫情对日常生活所造成的影响，换句话说，新冠疫情在某种程度上也推动了电子商务的发展。
ARK预计，在未来五年之内，无人机配送包裹的比例将超过20%。
无人机加速进军食品配送领域
2020年，全球外卖销售增长超过40%。而ARK公司的研究显示，在这增长的40%的外卖销售量中，近一半采用了无人机配送的方式。
ARK公司预计，到2025年，无人机交付平台将带来近500亿美元的收入，其中包括140亿美元的硬件销售收入，以及30亿美元的测绘收入。
到2030年，无人机交付平台的规模有可能会在现在的基础上再扩大四倍，从而带来约2750亿美元的收入，其中硬件销售将达到近500亿美元，增长近三倍；地图业务收入将达到120亿美元，增长近四倍。
（十一）轨道航空
轨道航天航空工业正在腾飞
火箭和卫星发射成本的大幅下降使得曾经是官方垄断行业的轨道航天航空工业正在发生巨变。
由于深度学习、移动连接、传感器、3D打印和机器人科学等技术的发展，几十年来居高不下的火箭和卫星发射成本终于开始下降。由此，卫星发射和火箭着陆的数量开始大幅上升。
ARK的研究显示，全球连接、高超声速点对点旅行等给轨道航空航天工业所带来的市场机会每年将超过3700亿美元。
轨道航空航天是一门大生意
- 全球连接：迄今为止，全世界大多有一半左右的人口缺乏网络连接。但随着更多卫星上天，云计算有望在全球普及。
- 超高速点对点出行：随着长途飞行时间从10多个小时大幅缩短到2、3个小时，全球经济也可能随之改变。
- 多星球卫星：人类建设的太空空间站已经有20年时间了。十年之内，人类有可能实现在月球或者火星上居住。
火箭回收会令发射成本降低一个数量级
迄今为止，SpaceX已经成功地将同一架猎鹰九号火箭助推器回收了八次。
降低了的卫星发射成本会促使低延迟的连续全球网络覆盖
虽然发射到地球静止轨道（GEO）的卫星试图提供全球信号覆盖，但延迟限制了它们提供优质宽带互联网服务的能力。如今，各大商业公司开始在近地轨道（LEO）发射数以千计的卫星，令低延迟的全球连续覆盖成为现实。
多亏了降低的发射成本，上天卫星的数量出现了大幅增长
随着接入网络的启动以及给陆地商业活动提供服务，卫星可以拉升GDP。
卫星网络连接带来的收入仅在美国就能达到100亿美元/年，未来5到10年有望在全球达到400亿美元
- 根据ARK的研究，无需接入就能服务用户的商业机会价值400亿美元，而这只是全球卫星网络潜在市场的一小部分而已。
- 可以将飞机、火车、汽车连接起来的卫星服务市场有望在2025年达到360亿美元。
- 全球政府对于太空服务的需求很有可能进一步增加。
- 总的来说，卫星连接市场在中期内有望达到每年1000亿美元。
超音速飞行的需求将火箭般蹿升
- 根据ARK的研究，短途飞行的乘客愿意为能够节省两个小时的私人飞机服务支付15000美元。
- 鉴于短途飞行市场经济实惠的特点，ARK预计，如果私人超音速飞机能够把从纽约到东京的13个小时压缩到2、3个小时，乘客和商务客户将愿意花费10万美元。
- 如果270万乘客愿意给超音速客机支付10万美元，这个市场有望每年创收2700亿美元。
（十二）3D打印
3D打印能节省时间、降低成本、减少污染，并且能创建全新的零部件架构。
- 3D打印是一种通过逐层叠加的方式来构造物体，是一种增加材料的制造技术，这与传统的减少材料的制造技术截然不同。后者通过工具把原材料上多余的材料层切去，获得一定尺寸、有几何形状的工件。
- 3D打印缩短了设计和生产环节之间的时间，大大简化了供应链流程，将最重要的环节转移到了设计师那里，而其成本仅为传统制造成本的一小部分。
- ARK认为3D打印将彻底颠覆传统制造业，市场规模以约60％的复合增长率扩大，预计将从去年的120亿美元增长到2025年的1200亿美元。
3D打印的收入在2020年整体下降，但新冠疫情期间3D打印的技术和用户群却在扩大
新冠肺炎期间3D打印的应用场景：
医疗设备—— •通风阀 •连接面罩和CPAP和BiPAP呼吸机的管路 •紧急呼吸器 •无创PEEP面罩
检测工具—— •鼻咽拭子
培训和可视化辅助工具—— •医学人体模型 •生物模型
个人防护设备—— •面罩 •呼吸机 •金属呼吸过滤器
个人防护用品—— •口罩 •口罩过滤器 •口罩调节器 •自动开门机
紧急隔离场所—— •隔离病房
3D打印还处于起步阶段
ARK的研究表明，将3D打印运用于终端用零部件是其下一个发展前沿
3D打印的应用场景因行业、产品体积和复杂性的不同而不同
应用场景分类举例如下：
建模—— •所有行业
模具及工具—— •汽车，汽车零部件和设备 •机械 •铸造产业和金属制品 •工业制造 •模具，夹具和工业模具
最终使用零件—— •航空航天 •保健器材和用品 •塑料制品 •鞋类 •半导体和设备
3D打印可制造多种外形和尺寸的工件
- 得益于自动技术和电池技术的突破，飞机的体积得以扩大，设计方案也层出不穷。
- 得益于低成本和快速建模，3D打印正加速创新。它减轻了小批量、高度复杂零件的重量，节省了大量成本。因此，航空航天产业应该是3D打印技术的主要受益方。
- ARK估计，到2025年，无人机硬件市场将达到1000亿美元左右。
3D打印技术激发人工智能运用于制造业的全部潜能
3D打印和人工智能的融合实现了传统制造中不可能完成的高度优化的设计。
美国空军技术学院— 立方卫星信息通路 •125个零件整合为1个 •重量减轻50％ •硬度提高20％ •故障定位减少6倍
HEXR—— 定制头盔Helmut配件盖 •减震缓冲效果增加60％ •头部旋转力降低25％ •头部旋转速度降低45％
山一特钢—— 制动钳 •重量减轻40％ •气流更稳定 •压力分布更均衡
ARK认为，未来3年，全球3D打印市场将以60％的复合年增长率扩张，将从如今的120亿美元增长到2025年的1200亿美元左右。
（十三）长读测序（即第三代DNA测序）
长读测序（Long-Read Sequencing，LRS），即第三代DNA测序技术，可以绘制更加完整的人类基因组图谱。
- 下一代DNA测序是基因组革命背后的驱动力。虽然短读测序（Short-Read Sequencing，SRS）在过去占主导地位，但ARK认为，长读测序将迅速获取市场份额。
- ARK认为，与短读测序相比，长读测序技术可以提供更高的准确性、更全面的变体检测以及更丰富的功能集。到2025年底，高精准度的长读测序和短读测序的成本将相近。
- 我们预计，长读测序市场规模将以每年82％的复合年增长率扩张，从2020年的2.5亿美元增长到2025年的50亿美元左右。
基因组“工具包”正在扩展，以提供更完整、更丰富、更准确的生物学视图
以往，研究人员不得不在短读测序的准确性和长读测序的全面性之间做出选择
- 长读测序和短读测序系统都将基因组分解成较小的片段，都用高分辨率光学元件扫描基因片段，并使用高性能计算机算法重组基因组。
- 短读测序系统将许多小的（150bp）片段混合到一个共有序列中。此方法可捕获小的突变，但不能检测到较大的基因重组（基因体结构变异）或隐藏在重复基因组区域中的突变。
- 以往的长读测序系统能够读取的基因较长（大于10000bp），虽然测得的碱基准确性较差，却提供了更完整的基因组图谱。
随着长读测序的成本趋近于短读测序，许多临床应用可能转向长读测序
- 借助Google DeepVariant等深度学习算法，无论是基于合成测序还是基于纳米孔测序的长读测序方法都可以迅速提高性能。
- 尽管目前基于纳米孔测序技术的长读测序测得的碱基准确性较差，但它可以以约500美元的价格生成整个人类基因组序列，比短读测序具有更高的成本效益。
- 尽管基于合成测序技术的长读测序价格更高，但根据PrecisionFDA Truth Challenge V2获得的结果，它的精度比短读测序高2.5倍，比基于纳米孔测序技术的长读测序高30倍。
根据莱特定律，基于合成测序的长读测序所生成的数据每累积增加一倍，其成本就会下降28％。
- 长读测序的独特功能主要受成本和吞吐量改进的推动。长读测序不需要扩增，还可以天然进行甲基化检测，并且可以跨越完整的RNA分子。
- ARK估计，使用长读测序技术对整个人类基因组进行测序的成本将降至100-200美元。到2025年底，该技术在所有变体类型的准确性都将优于短读测序。
ARK相信长读测序分析在很多测序应用中都是领先的。
- 某些临床应用，如儿科重症监护环境下的快速全基因组测序（WGS），报销率很高，使得诊断提供商能够更灵活性地改用长读测序。
- 无论是存在于容易测序还是难以测序的基因组区域中，大小不一的遗传变体都会影响患者的表型。在ARK看来，无论序列如何，长读测序工具都可以提供最全面的变体检测。
ARK预计，到2025年，长读测序市场将以每年82％的复合年增长率扩张
- ARK认为，由于较低的测序成本以及对高精度和完整结果的需求，市场对长读测序的需求正触及拐点。
- 包括测序耗材、仪器和服务在内，到2025年长读测序的创收规模将从2.5亿美元增长到50亿美元。
- 短读测序将继续主导测序市场，特别是随着液体活检成为肿瘤诊疗的标准。
（十四）多癌症筛查
液体活检比以往任何医学干预都可预防因癌症而发生的死亡。
- 根据ARK的研究，通过结合多种创新技术，多癌症筛查的成本从2015年的30000美元下降到如今的1500美元，降低了20倍；预计到2025年再降低80%至250美元。
- 因此，美国多癌症筛查市场的规模将达到1500亿美元。据统计，一项多癌症筛查方案可以避免美国每年66000例癌症死亡，挽救140万人的生命。
早诊断，早治疗，早康复
- 所有肿瘤都遵循从在原位发现、可治疗，到病变发生转移、不可治疗的这种可预测的过程，这为早期检测提供了依据。
- 转移性癌症仅占新发病例的17%，但在5年的时间里却造成了55%的癌症死亡。
- 原位癌的5年加权平均生存率为89%，而转移癌的5年加权平均生存率仅为24%。
通过血液检测，多种癌症筛查可以发现几十种早期癌症
- 随着体细胞突变、循环蛋白和免疫信号的出现，机器学习算法已经将DNA甲基化作为一种新的、高度敏感的早期癌症检测生物标志物。
- 下一代DNA测序的成本快速下降，使得液体活检成为可能。
- 合成生物学的发展正在帮助临床医生在高分贝噪声环境（如血液）中发现微弱的癌症信号。
得益于成本迅速下降，多种癌症筛查价格正逐步接近可报销范围
- 随着人口规模临床实用数据的激增，ARK认为，1500美元的筛查对于65岁至80岁人群来说，刚好可以全额报销，65-80岁的多癌筛查市场就此打开。值得注意的是，这些人群正处于癌症发病率最高的年龄段。
- 随着筛查价格跌破1000美元，几乎所有40岁以上的人群全额报销癌症筛查的费用，仅在美国就能挽救高达140万生命。
美国多癌症筛查每年可以预防大约66000例癌症死亡
- 通过血液进行多癌症筛查，辅以单癌筛查的发展，转移癌病例能够下降40%，原位癌诊断发现病例提升10%。
- 即使癌症治疗方法未能有所突破，ARK估计，仅在美国，早期干预每年就可以预防66000例癌症死亡病例。
多种癌症筛查和其他基因组技术正为肿瘤学带来变革
- 遗传性癌症检测可以影响癌症的发生和癌症筛查的频率。
- 多癌症筛查可以在早期和可治疗阶段排查癌症，同时单癌症筛查在检测多种癌症方面起着至关重要的作用。
- 分子预后测试可以帮助病理学家区分侵袭性和惰性癌症，减少过度治疗。
- 体细胞和微小残留病变检测能帮助肿瘤学家优化手术方案，确定精确的治疗方法，并监测癌症的复发状况。
1500美元的筛查可以打开市场，1000美元的筛查可以改变癌症死亡率曲线
- 综合运用创新技术将多种癌症筛查的费用从2015年的3万美元降到了现在的1500美元，降低了20倍，根据ARK的研究，2025年的费用将再降低80%，达到250美元。
- 如果多癌症筛查完全得到应用，那么仅在美国，多癌症筛查市场规模就将扩大到1500亿美元。
（十五）细胞和基因疗法尚处于早期阶段
第二代细胞和基因疗法应当会发生以下转变：
- 从液体肿瘤转向实体肿瘤
- 从自体细胞疗法转向异体细胞疗法
- 从体外基因编辑转向体内基因编辑
新的细胞和基因疗法创新将使肿瘤治疗的潜在目标市场增加20倍以上。
癌症治疗正从液体肿瘤转向实体肿瘤
- 通常，癌症疗法首先在液体肿瘤上进行测试。然而，实体肿瘤占确诊癌症的88%。
- 美国食品和药物管理局（FDA）经过10年试验后批准了口服化疗药格列卫Gleevec，其中7年用于实体肿瘤。这表明，FDA可能会在2025年批准首个用于实体肿瘤的CAR-T疗法。
- 随着人工智能（AI）、基因编辑和下一代测序（NGS）技术的发展，实体肿瘤疗法的失败率将会下降，上市时间会缩短，从而加快其批准率。
肿瘤学试验正从自体细胞疗法转向异体细胞疗法
- 异体细胞疗法涉及现成的（'off the shelf’）或捐赠的细胞，而自体细胞疗法则改变患者自身的细胞。
- 异体疗法的风险之一是移植物抗宿主病（graft versus host disease, GVHD），导致患者的免疫系统攻击移植后异体供者移植物中的免疫细胞。尽管存在这种风险，异体细胞可以促进癌症早期治疗，并将成本降低一个数量级。
- 在当今基因治疗试验中，已完成的40%和处于患者招募阶段的47%是异体基因。在ARK看来，向异体基因试验的转向将继续下去。
基因疗法可能从体外编辑转向体内编辑
- 体外疗法在患者体外改变其细胞，然后将其移植回患者体内。体内基因疗法则在患者体内改变其细胞。
- 与体外疗法不同，体内疗法不能在细胞转导前检查编辑的细胞。也就是说，体内基因治疗更具成本效益，更容易规模化。它还能广泛应用于肝脏、眼睛、中枢神经系统（CNS）和肌肉。
自 2010 年以来，基因治疗和编辑试验增加了五倍
到目前为止，FDA只批准了10种基因疗法。截至2020年底，712项活性基因治疗临床试验正在进行中，其中238项于2020年启动。根据典型的试验失败率估算，大约有170种基因疗法可能会在未来十年内获得批准并商业化。
ARK估计，异体细胞免疫疗法可创造2500亿美元的增量收入。
- 包括TILs、TCRs和CAR-T细胞疗法在内的细胞免疫疗法的创新，可以将潜在目标市场扩大近三倍，在目前130亿美元的潜在目标市场（total addressable market，TAM）的基础上增加300亿美元。
- 异体疗法在癌症早期应用更加容易，可能使TAM增加700亿美元。
- 细胞治疗创新和异体细胞的结合可以额外增加1,500亿美元，并将肿瘤基因治疗的总TAM增加约20倍，达2600亿美元以上。
- 随着时间的推移，体内基因治疗可以使基因编辑治愈数千种罕见的疾病。
本文作者：ARK，翻译：张婕、张佳雯、罗亦铭、沈逸豪、薛昱婷、阚宁馨（排名不分先后）
