飞轮假设 - Helium的链上数据和估值研究
目录：
#0 前言
#1 Helium是什么？增长的原因？优势和挑战？
#2 关键数据（Benchmark Data）
0.1 关注硬件尤其是IoT
如果区块链正在进化成为一台去中心化的世界计算机，那么他的硬件发展还很薄弱，包括但不限于存储、主机、和网络信号基础设施等；在未来24个月内，我们会看到各种不同的硬件验证形式出现，也不再是枯燥无味的算力竞赛，他们将颠覆和完善整个互联网世界。
0.2 关注第二增长曲线的机会
一个项目在融资完毕，获取了大量早期用户后，只是完成了第一阶段增长，并不能叫做成功。此后，基本面往往会发生很大的变化，竞争格局也会改变，新的技术出现，创始人团队需要不断调优化策略。我们关注Helium，因为他完成了第一个阶段的积累，但也有许多潜在挑战，他正在面临第二增长曲线；如果他可以成功跨越，将是一个区块链颠覆传统电信行业的最好案例。
0.3 记录（Benchmark）今天的数据和假设
我们的研究方法基于飞轮效应的假设，寻找数据和结论。也许一年后，这些假设和数据变化了，我们知道如何去修正，接近真相。本文不鼓励任何相关的投资，仅仅是针对一种可能的产品模型进行的探讨。
1.1 Helium是什么，解决什么问题？
Helium 是一个去中心化的无线网络区块链，旨在为支持 LoRaWAN 和5G标准的物联网设备提供开放、大范围的全球无线网络覆盖。目前，Helium 区块链上已经有大约68万个热点，而在3年前，这个数据只有2,000个。
我们可以找到不少在Web2时代的类似项目。
在2006年，西班牙公司FON成立，也利用众包的方式解决无线网络共享的问题。截止2021年，FON已经构建了3,000万个热点在全球分布，并且有大量真实的用户和收入。在2020年，Google推出了Google Orion，通过经济激励的互助模式，构建一个由群众发起的无线网络，并且已经与大型的MVNO等合作，目前仍然在发展中。此外，Verizon也有这样类似的尝试。
但它们的成长速度和颠覆性都不及Helium。Helium甚至有可能完成FON，Google Orion也没有达到的成就吗？如果可以，这就证明了Web3的方法论在解决实际问题上，有明显的效率优势，意义非凡。
1.2 Helium面对的市场规模和所处环节？
电信网络（Telecom）是一个价值万亿的行业，头部公司市值均超过千亿。在这个行业中有三个大的角色。
运营商MNO：有自己的基站，网路信号，和定价权
虚拟运营商MVNO：代理MNO的网络服务
下游分销商：进行最后一公里的分发
形成这样三类角色的原因是，电信行业的基础设施成本很高，信号传输在不同地区有很大的差异，在长尾市场中（比如人口较少，偏远地区，或其他国家）有效的分发是一件很难的任务。尤其5G标准，信号是高频的，不适合长距离传输，蜂窝面积变得更小，有更多的长尾区域需要覆盖。因此，未来下游的服务商会越来越有价值。
1.3 什么是他高速成长的原因？
我们总结了以下几点：
行业红利：无线网络最后一公里的需求真实存在，Web3的模式更能激励大众的参与热情，Helium用区块链的方式切入了这个市场；由于疫情影响和work-from-home文化的崛起，无线网络的覆盖是增长的，更多丰富的场景比如IoT和5G手机的发展，这是一个长期且巨大的市场；
矿工和硬件商获益：Helium矿工生态开放、公平，它不主推官方矿机，而是与各种矿机厂商合作，凝聚了一大批硬件制造商；没有预挖，几乎所有的早期矿工都从中获益；
产业伙伴获益：出乎意料的是，与银行业对DeFi的怀疑相反，MNO和设备生产商欢迎Helium，许多电信行业的高管甚至也在挖矿。Helium与一些MVNO（如Dish Network）和技术服务商（如FreedonFi）建立了良好的共赢关系；
跨界的区块链：不追求大部分L1的复杂技术，而是充分深入自身业务需求设计了一条区块链，对传统Web2竞品降维打击；
有效的Tokenomics：有一个容易理解并且通缩的Tokenomics，只要有新的热点加入，以及用户不断使用，HNT的数量就不断减少，引起增值；
资本：有优秀的投资人阵容，包括Google Ventures，USV，Multicoin，Tiger Global等，在2021年8月融资接近1.1亿美金后，在2022年3月又完成了2亿美金融资；
团队：团队从2013年开始创业，连续创业9年，有无线网络的行业经验，B2B销售的经验；另外在区块链的设计方面，也体现出了很好的学习能力和执行力，是Web2转型Web3的成功案例。
1.4、Helium的增长是否可以持续？
我们的研究逻辑：“Helium飞轮假设”
1）已经得到了验证，因此我们的疑问将聚焦在2）3）4），即：
Helium的收入是否稳健、真实，能支撑估值？
Tokenomics是否发挥作用？驱动经济体成长？
热点是否在增长？未来如何撬动更多产业资源？
即便疑问存在，也不代表Helium是一个不好的项目，我们只是分析它面对的挑战和机遇。
tldr；对于上述分析，我们认为他的挑战如下：
收入高但尚未稳定：Helium的收入确实是L1中比较靠前的，也销毁了HNT，占总量的大约1%/年（历史上最成功的销毁机制之一是BNB，回购销毁的代币量大约是3.9%/年），但是考虑到大部分是内部收入（并非用户付费的收入），这个数据可能不会持续，迫切需要用户数据的增长；
矿工多但存在流失：更多的人关注到Helium，并且愿意参与挖矿，但是由于部分热点作弊问题，价格增速放缓，因此收益下降，短期内矿工有一定的流失可能性。长期来看，5G业务虽然天花板高，但是矿工门槛更高，回本周期会拉长，增速可能低于LoRaWAN的矿工。此外，很多竞争项目也在关注Helium优质的矿工社群，因此需要具备有效手段留住目前的矿工；
产品核心竞争力还没有验证：Helium网络的服务目前没有被大规模市场验证，信号是否稳定，网络是否安全，价格是否有竞争力，目前还不得知。这是提升收入的最基本要素。
Helium未来发展的关注点:
1. LoRaWAN网络使用量的提升：
进展：目前Helium正在与LoRaWAN服务商Senet合作，对更多IoT设备进行网络覆盖和铺设；
2. 5G网络与更多MNO（移动运营商）合作完善产品
进展：目前主要是Dish（一家美国的MNO）合作，并且与FreedomFi等公司合作Cell（蜂窝硬件设备，可以插入在Radio上工作）和更多授权频段的覆盖（目前是CBRS，是一种私人5G频段，仅限于美国）；
3. Helium官方在采访中提到，未来会引入DAO机制，与全球各地的工程师和服务商合作，介入更多的5G频段；
HIP53提案表示，建议组建Helium DAO，将LoRaWAN和5G的服务分别形成subDAO，并且组建基于Helium Blockchain的Layer2网络，更加去中心化；
4. 改进作弊问题
进展：
HIP40目前已经推出了黑名单（Deny list）来标记作弊热点
DeWi Alliance提出建议和计划，可能将对以后的矿机商收取押金，对作弊矿机进行追溯
在IoT和5G领域扩大生态，出现可组合性的应用
5. 打磨产品核心竞争力
进展：目前没有特别明确的产品体验报告，我们的研究也会跟踪Helium网络的体验，成本等因素，来综合考量他的adoption情况；
6. 与其他Web3项目组合成为lego
进展：
社区中有很多新的项目和想法，最多的是与HNT进行双挖的矿机
在HNT竞争项目中，出现了Pollen，Jasmy，和Airweave等，但目前热点数量不足相比Helium
在HNT互补项目中，利用车联网众包数据采集的项目也开始出现
7. 我们设想的更大胆创新，和Wild Cards：
HNT的多层结构和DAO设计，是否会与现有的L2网络或者Cosmos等网络进行整合？将更多Web3基础设施加入，与其他链互操作；
HNT生态中是否可能出现一个“5G数据漫游挖矿”（Roam-to-Earn）的项目模式，来刺激用户的使用？这样不仅实现了矿工市场，也刺激了使用者市场，形成一个双边市场，构建更高的护城河；
HNT生态是否可以利用coverage证明的优势，与其他location-based service合作？比如与AR游戏，或者线下服务合作？
2.1 加密市值，IoT板块市值，Helium市值
根据Coingecko，IoT板块的市值为128亿美金，是众多板块中最小的。总市值为$12,880,312,522，相比之下，最大的Smart Contract Platform（类比俗称的L1板块）的市值为$771,572,167,923。
2.2 Helium增长速度和分布
从2019年12月，节点约为2,000个；2020年12月，节点约为7,000；2021年12月，这个数据为400,000；截止2022年3月，他的节点数增长到了68万个，覆盖了123个国家。类比项目FON用16年的时间布局了3,000万个热点，相当于20万个热点/年，目前Helium已经超过这个速度。
2.3 收入情况，是否有人愿意使用Helium网络？
目前Helium支持两种网络，一种是LoRaWAN，一种是5G。5G由于刚开始，所以使用量不多。由于LoRaWAN的技术特征决定，它主要支持的是物联网设备，具体包括：
Abeeway，indoor/outdoor location tracking
Agulus，智能农业设备
Airica，Airly，空气质量检测设备
Art21，Conserv，艺术藏品检测设备
Barnacle，包裹追踪设备
Careband，老人和小孩手环
ConnectFresh，食品安全检测设备
Lime单车
Salesforce（未披露具体用途）
InvisiLeash，宠物定位
Equilibirum，智能汽车服务（洗车）
Helium与所有L1区块链的收入横向对比。Helium排名第四，仅次于Avalanche，Filecoin和Ethereum。
L1未来12个月收入对比，来源为Token Terminal，制图：FutureMoney
Helium的每月收入，来源为Token Terminal和Helium API
制图：FutureMoney
2.4 内部收入（Implicit Revenue） vs 外部收入（Explicit Revenue）
在加密市场中，内部收入主要是矿工贡献给网络的收入，不涉及使用产品付费的收入；外部收入，是指用户使用产品付费产生的收入。
Data Credit Burn最能够准确描述Helium的收入。根据Helium官方的API文档，需要支付Data Credits的收入构成部分主要是以下。
我们查询了这个API，并且得到了2022年第一节度（1月-3月）的Data Credit分类数据。在一笔完整的DC支付统计中，其中只有state_channel和fee代表涉及到用户交易的DC支付；其余的OUI，Add_gateway和Assert_location都是矿工支付的项目，是矿工安装热点，需要交纳给Helium网络的费用。
从上述数据中，可以看到内部收入消耗的DC占95%，外部收入消耗只占5%左右。由于大部分的矿工缴纳的费用是一次性的，因此未来收入可能会降低。
2.5 Helium的代币模型总结：BME 模型 + 减半 + staking
在2018年，Multicoin Capital写过一篇的文章 New Models for Utility Tokens - Multicoin Capital，奠定了Helium的代币设计基础。该模型叫做BME模型，也就是Burning Minting Equilibrium（燃烧铸造平衡模型），这个模型有三个特点：
双币机制：一个稳定币，一个价值捕获代币；在Helium中，Data Credits是稳定币，价格恒定为0.00001美元，是为了用户付费而设计的支付代币；HNT是价值捕获代币，价格随市场波动，用于奖励热点、团队、验证者和投资人。
产生和销毁：每次用户需要使用网络的时候，就会花费DC，钱包就会自动燃烧掉对应价格的HNT，因此大量的DC需求会消耗HNT，甚至造成通缩，这是HNT的价值底层。
动态平衡：当HNT过高的时候，单位DC的需求需要燃烧的HNT变少，因此HNT的流通量减少速度变慢，供应充裕，因此HNT上涨动力不足，价格回调；当HNT过低的时候，单位DC消耗的HNT较多，HNT流通盘降低速度很快，供应降低，价格上涨。
在稳定币和价值币之间，存在一个平衡价格，让矿工/服务提供者（Service Provider）在长期得到相对公平的报酬（不高估也不低估）。当假设DC消耗掉当期产出的所有HNT，达到通缩临界点时候的HNT价格，就是平衡价格。这种平衡机制，让HNT围绕一个平衡价格进行波动，并且在不同交易者手中流转。
我们计算了这个平衡价格：
BME平衡价格 = DC消耗量/HNT产出量
当前，这个价格是 $ 1.68 美元。这是BME模型的理论价格。但是市场价格是否就按这个来定呢？
答案是不，因为涉及减半、staking和对收入增长的预期。
2.6 减半、Staking和收入销毁对通缩的贡献
在白皮书中，HNT的产量每两年减半一次，最近一次的减半在2021年8月1日。在减半后，HNT价格有明显的上涨。此外，Helium区块链的产块时间会随着网络的拥堵程度延长，如果未来有大规模的应用，那么一个块时间（Block Time）会延长，导致矿工在单位时间内得到的HNT减少，从而降低流通速度，也会造成通缩。在上一次减半中，每个月的产币从5,000,000变成了2,500,000HNT，因此未来2年的产币量减少了2500000*12 = 30,000,000 HNT，HNT总量约为223,000,000枚，因此减半的占据总HNT量的约为12%，是非常大的一个通缩预期。
目前Staking总量约为35.63millionHNT，占总供应量的12%，占流通量的接近30%，也是非常大的一个占比。
我们将过去2019年至今的DC消耗量，HNT供应量做了一个列表。发现如下几点：
2022年3月1日至3月31日，Helium的收入是4,200,000美金/月，那么需要销毁的HNT是：4,200,000 / 23.8 = 175,953 HNT；
这个消耗量占3月份由区块链产出的HNT（大约是2,500,000HNT）的7%，如果消耗比例保持一致，那么每年DC销毁的HNT量约为1,760,272，占整体流通中的HNT大约是1.6%，占总供应量不到1%；
Helium Circulating Supply Breakdown 2022Q1 制图：FutureMoney
Helium最终不是比特币，他的最大价值仍然是用户使用DC销毁HNT。我们类比一下历史上最成功的回购案例之一的BNB。它在4.5年之内，用自己的收入回购并销毁了35,418,520.93枚BNB，收入销毁的力度占总供应量的比值，约为3.94%/年。
BNB Circulating Supply Breakdown 2022Q1 制图：FutureMoney
我们可以发现，对于HNT而言，减半和staking对于流通盘的通缩预期是最有效的，由收入带来的HNT销毁，现在的占比是非常小的，回购的力度还有待加强。
2.7 用平衡价格*乘数，来模拟估值范围
正如上述，一系列复杂的逻辑导致市场价格偏离平衡价格。
我们知道，平衡价格的计算：
BME平衡价格 = DC消耗量/HNT产出量
这个价格是 $ 1.68 美元。
我们假设：价格 = 内在价格 * 乘数。这个乘数（multiplier）代表市场溢价，在理论BME的内在价值上，市场愿意支付多少去获取一个HNT。
Helium Equilibrium Price Multipliers 2022Q1 制图：FutureMoney
我们计算了从2020年12月至今的所有平衡价格乘数，计算出中位数大约为31，而目前为14。说明市场价格是平衡价格的14倍。
由于早期（2021年4月以前）的数据有加大的误差，我们认为更可取的中位数约为20。因此目前的乘数并不算高估。该乘数如果在10左右或者以下，代表着比较低估的区间。因此HNT的供给并不是没有摩擦的，市场中间环节（比如热点，交易商，投机者）必须会增加溢价。
2.8 用市销率（PS Ratio）来模拟估值范围
Helium MC/NTM Total Revenue Ratio 2022Q1 制图：FutureMoney
MC/ NTM Total Revenue Ratio，代表流通市值除以未来12个月总收入的比值，也可以理解为一种PS ratio的近似值。我们可以算出，从2020年12月到2022年3月，HNT的流通市值除以Data Credit燃烧总量，为上图所示。可以看到中位数大约是65，目前为53。
2.9 Helium与电信行业的对比估值
我们选取了电信行业MNO以及MVNOs的估值排行，头部的四家公司的市值均超过1000亿美元。
与所有电信行业MVNO和MNO的市值对比：
Ranking of MNO stocks 2022Q1 制图：FutureMoney, 来源：Yahoo Finance
HNT目前的FDV约为5billion美元，远低于上述的估值，因此行业天花板足够高。
2.10 相关性分析，HNT受到BTC影响大？还是独立于它？
我们对比了BTC价格增长，和Helium收入增长，对HNT的影响，并且验证了BTC价格增长率，HNT价格增长率，和HNT收入增长率三个数据的相关性（correlation）系数，得到下图：
Growth of BTC, HNT and Helium Revenue 2022Q1 制图：FutureMoney
Correlation between growth of BTC,HNT and Helium Revenue 2022Q1 制图：FutureMoney
可以得知，HNT的价格和收入的相关性高达0.9445，与BTC的相关度只有0.5。有理由相信，当收入越来越稳健的时候，HNT是一个相对独立于crypto行情的板块，投资者更倾向于对他的价格进行单独估值，而不仅是加密活动的溢出效应。
2.11 矿工中位数回本周期：目前大约5个月
结合现在的热点销售价格稳定在500美元左右，如HNT稳定在20美元左右，大概的回本周期是4-5个月，远远低于比特币和以太坊的挖矿成本。
矿工收益分析：目前看来大约在4-5个月的回本周期，
5G回本的周期更长一些。
根据网站Helium Analytics统计，现在一个热点每日挖到的HNT中位数是0.13枚/天，一台矿机大约为500美元，回本为153天（约为5个月）。
Distribution of Helium Rewards 2022Q1 制图：FutureMoney，来源：Helium Analytics
Bell-curve并不是正态分布，而是向左偏离。说明大部分矿工的收益很低，coverage的集中度很高。也说明了，大部分收益被更少部分群体获取了。
2.12 有多少热点作弊？常见作弊手段是什么
在调研了Discord，Reddit和Youtube频道之后，我们发现有大部分矿工群体反应了Gaming Hotspot的情况。根据分析，目前大概有20,000-30,000 进入Denylist，这些热点虽然介入网络但没有被见证，没有挖矿。
目前被列入黑名单的原因说明：
多机公用IP、钱包、天线
同时批量上线
布局偏离期望
见证距离太远
虚拟IP
封闭内部群