《艾瑞咨詢:2023年中國增強現實(AR)行業研究報告(66頁).pdf》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《艾瑞咨詢:2023年中國增強現實(AR)行業研究報告(66頁).pdf(66頁珍藏版)》請在三個皮匠報告上搜索。
1、中國增強現實(AR)行業研究報告2023.2 iResearch Inc.虛實相生,生生不息22023.2 iResearch Inc 寫在前面近些年,AR頻繁以媒體、產品、影視等形式出現在大眾面前,飽受關注,然AR的概念已經出現了幾十年,產業鏈各環節對于技術的積累和場景的探索也從未停歇。如果說元宇宙的火熱為AR吸引了商業和資本的目光,人們對下一代計算平臺和交互方式的不斷探索將AR推向了風口浪尖,那么AR行業在技術、場景等方面數年的積累和從業者的堅韌會使他們在浪潮之下站穩腳跟、乘風破浪。在成熟消費電子的教育下,人們對于新興科技的期待情緒愈發高漲,AR現今的初步落地似乎并未交上一份完美的答卷,然
2、類比于智能手機十余年的發展,AR行業需要厚積而薄發,更需要政策、資本和其他生態產業的助推,在此背景之下,艾瑞咨詢誠邀業內各位專家和企業進行多方交流,與七鑫易維、杭州靈伴科技、理湃光晶、瓏璟光電、亮亮視野、亮風臺等多位業內專家進行溝通與探討,撰寫了中國增強現實(AR)行業研究報告。報告內容包括增強現實的定義內涵、發展歷程等,拆解核心技術的特征與發展痛點,最后剖析阻礙行業發展的難點與破局點,驅動力與未來增長邏輯。希望同行業多方分享并探討我們對于增強現實產業的認知和理解,有更多的企業和從業者與我們共同研究與探討AR、VR和XR行業的發展,以微薄之力助力行業走向更好的發展。報告撰寫艾瑞咨詢產業研究十三
3、部32023.2 iResearch Inc 摘要行業潛力:增強現實(AR)技術可將虛擬信息數據疊加在現實世界之上,兼具交互性、沉浸感、實時性等特征,短期內AR可作為效率工具使用,填補產業空白;長期來看,具有成為下一代計算平臺的潛力。驅動因素:政策方面,“十三五”規劃中首次提及虛擬現實,“十四五”中列為數字經濟重點產業,由最初的僅聚焦于技術研發到鼓勵多產業進行融合創新。投融資方面,海內外頭部企業把握元宇宙設備層交互入口-AR終端設備,并持續布局下游應用內容生態。技術體系:AR整機根據模塊功能不同可拆解為計算、光學和傳感三大功能單元“虛”軟件技術:AR操作系統多基于安卓研發,支持硬件運行、內容展
4、示和人機交互“實”硬件技術:主控芯片:AR功能復雜需專用芯片支撐,計算等功能云化方案較為遠期光學顯示:包含全新光學系統技術,配合微顯示屏幕組成光學模組,是AR終端設備最為核心部分。Birdbath+Micro OLED方案和自由曲面方案已率先落地并實現規模量產,陣列光波導和衍射光波導技術絕對參數較高更具未來,但制作工藝難度較大仍需長時間迭代?!跋唷苯换ゼ夹g:交互方案與場景需求強關聯,未來向多模態、精細化方向發展“生”應用生益:B端場景需求為功能導向型,產品AR增值屬性強于C端優先落地;C端對產品性能容忍度較低,廠商多以觀影、娛樂場景入局打開市場,市場逐漸崛起。SMS發展困局:(1)AR產業鏈較
5、長,目前整體技術尚不成熟,單一環節的提升難以撬動全行業的攀升,產業內外的技術驅動力有限。(2)終端產品難有消費級AR應用內容支撐,沒有真正帶有AR功能、發揮AR虛實結合、交互能力價值的應用,行業尚未進入正循環。發展趨勢:(1)雙線增長邏輯下,國內廠商多將采取小步快跑加速迭代方式逐漸完成專用設備到通用設備的過渡;(2)AR作為元宇宙的交互入口之一,與元宇宙技術發展底層邏輯相同,二者相生相成。來源:艾瑞咨詢研究院自主研究并繪制。4根基:中國 AR 行業發展概述1掘金:中國 AR 行業核心技術分析2揚帆:中國 AR 行業典型企業分析3起航:中國 AR 行業發展趨勢452023.2 iResearch
6、 Inc XRAR&MR&VRAR/MR/VR/XR概念界定功能效用略有重疊,然隨技術愈發成熟將逐漸明晰定位界限增強現實(Augmented Reality,簡稱AR)是一種基于計算機實時計算和多傳感器融合的技術,可將虛擬信息數據(包括文字、圖像、視頻和3D模型)疊加在現實世界之上。目前對于AR和MR的概念存在一定混淆,從理論上來看,如顯示畫面僅為虛擬信息與事物的簡單疊加則為AR,若可實現虛擬與現實世界的交互與信息獲取則為MR。而從實際終端產品來看二者較為重疊,部分AR終端設備企業在產品中融入MR功能,但尚未達到理想狀態MR的高度,即真實反饋、實時精準交互。注釋:產品定位參照企業自身官方定位。
7、來源:公開資源,艾瑞咨詢研究院自主研究并繪制。AR/MR/VR/XR概念界定在真實機械上疊加虛擬設備信息調整虛擬音箱的擺放位置感受聲音在跨越真實物體后的交互反饋效果感受完全虛擬的數字世界AR疊加虛擬于現實MR虛擬與現實交互VR脫離現實的完全虛擬 AR定義:即Augmented Reality增強現實,將虛擬數字信息疊加(Overlay)到物理世界的技術。AR特征:強調實用性,定位效率工具,可同時顯示物理和虛擬世界信息。目前部分企業開始融入交互功能,與MR有一定重疊。AR產品:Google Glass,Magic Leap one等 MR定義:即Mixed Reality混合現實,可實現虛擬數字
8、信息物理世界交互(Interact)的技術。MR特征:強調交互性,用戶可操控虛擬事物,且虛擬事物可根據物理世界變化做出相應的真實反饋。MR產品:Microsoft Hololens 2等 VR定義:即Virtual Reality虛擬現實,創建完全虛擬的數字世界,屏蔽物理現實世界。VR特征:強調沉浸感,配合VR外接設備,利用視覺和聽覺系統騙過大腦,使用戶具有身臨其境的沉浸感。VR產品:Oculus Quest,Pico Neo 3等低沉浸感高沉浸感62023.2 iResearch Inc AR行業發展歷程行業進入復蘇成長期,AR終端設備迭代有轉向C端市場趨勢AR行業在2012年左右開始真正發
9、展,零星場景進行嘗新式應用,然而AR終端設備因清晰度較低、設備較重、軟件應用不足等問題發展擱置。AR行業在歷經前期繁榮和泡沫后重新進入啟蒙期,部分應用脫離終端桎梏率先落地C端,頭部及初創企業紛紛入場補充產業空白領域,軟件平臺、硬件終端等技術齊頭并進支撐AR終端設備研發。近幾年軟硬件技術的不斷迭代,加之疫情的影響與對下一代交互模式/計算平臺的探討,引發元宇宙概念的火熱,頭部企業頻繁向市場發聲切入AR賽道,新產品定位劍指C端消費市場。市場多方再次將目光聚焦于AR行業,尋求切入機會,行業迎來快速成長期。注釋:FB即Facebook,2021年更名為Meta。來源:公開資料,艾瑞咨詢研究院自主研究并繪
10、制。1997年2009年2016年概念萌芽期熱潮&泡沫期2019年重新啟蒙期復蘇成長期20XX年1999AR開源框架ARToolKit2000幾何光波導技術出現2005衍射光波導技術出現2010微軟Kinect體感設備正式發售2012谷歌首款AR眼鏡Google Glass2012微軟首款MR眼鏡Hololens 12013德國聯邦教育和研究部投資2100萬歐元工業AR項目ARVIKA2016AR手游Pokmon GO2017宜家AR應用程序IKEA Place2017蘋果推出AR開發平臺ARKit2017谷歌推出AR開發平臺ARCore2017FB*推出Camera of effects平臺
11、2018AR眼鏡Magic Leap One發布2019微軟推出HoloLens 22019OPPO、vivo推出首代AR眼鏡產品2020蘋果發布ARKit4.02020谷歌推出視覺搜索功能及AR Autos2020華為上線3D開發工具Reality Studio2020WaveOptics推出全新光波導方案Katana2020OPPO發布OPPO AR Glass 20212021JBD發布Micro LED彩色光引擎2021微軟推出Mesh服務打造多用戶XR協作應用2021TikTok構建AR開發平臺Effect Studio2021OPPO發布OPPO Air Glass2021小米發布
12、智能眼鏡探索版2022TCL發布NXTWEAR AIR和LEINIAO AR2022Magic Leap 2發布AR行業發展歷程72023.2 iResearch Inc AR存在的意義從計算平臺的演化看,平均每12-13年將產生新的計算平臺,移動互聯網時代已延續15余年,如今人們已不再滿足于現有的計算輸入輸出方式與交互模式,在數字化的范圍、程度和交互方式等方面尋求革新。AR究其特性及未來遠期發展空間,可實現全環境內事物信息的實時采集反饋,且交互方式將更加直接自然,有望成為下一代計算平臺。然其先決條件尚未滿足,仍需網絡、云計算、人工智能等多方技術的高度配合,AR終端設備技術及軟件應用尚未實現規
13、?;慨a。短期內AR可作為效率工具使用,填補產業空白。來源:公開資料,艾瑞咨詢研究院自主研究并繪制。未來有望成為下一代計算平臺,完成全環境內事物的數字化計算平臺與內容輸入/輸出方式的發展演化單板電腦時代 以IBM單板電腦為代表,搭載DOS操作系統,將文檔處理數字化PC(GUI)/Client-Server時代 以微軟、蘋果的PC為代表,將企業內部的信息流通和信息管理數字化PC互聯網時代 通過瀏覽器+全球光纖通信,將文字和圖像的信息傳播、人的興趣、意圖和社交關系均數字化移動+云互聯網時代 以智能手機、平板電腦等輕量化設備為代表,將人的日常生活數字化;云端計算、云端存儲等服務模式的規模應用空間互聯
14、網時代 以AR/VR/MR設備為代表,實現人+物+環境的數字化;輸入方式發生重大轉折19701984199520072020機械輸入鼠標鍵盤攝像頭傳感器陀螺儀 語音交互手指手勢追蹤 頭部追蹤 眼動追蹤 表情識別軀干定位追蹤成熟度逐層遞減主動輸入被動輸入數字化范圍的擴充2D效果輸出3D/4D+82023.2 iResearch Inc 中國AR行業宏觀政策分析十三五首次提及虛擬現實,政策鼓勵產業融合技術探索新模式政策對于VR/AR的引導方向和精準度的變化,側面印證了行業的發展進程,由最初的僅聚焦于技術研發到鼓勵多產業進行融合創新?!笆濉笔状翁峒疤摂M現實,AR和VR被視為具有重大戰略價值和應用
15、前景的創新先進技術。其中“十三五”國家科技創新規劃提出要大力發展自然人機交互技術,在虛擬現實與增強現實技術方面,明確提出要突破虛實融合渲染、真三維呈現、實時定位注冊、適人性虛擬現實技術等一批關鍵技術,并形成相關規范標準。就細分領域而言,除領先起跑的游戲娛樂場景外,政策期待AR/VR技術能夠激發教育、文旅、醫療、工業等領域的新生產力并解決現有難題。來源:中國政府網,公開資料,艾瑞咨詢研究院自主研究并繪制。2016-2020年中國VR/AR行業相關政策(“十三五”規劃期內)提出要落實虛擬現實/增強現實等先進技術的技術研發和前沿布局國務院“十三五”國家科技創新規劃國務院“十三五”國家信息化規劃國務院
16、“十三五”國家戰略性新興產業發展規劃工信部智能硬件產業創新發展專項行動(2016-2018年)鼓勵游戲游藝設備生產企業積極引入虛擬現實/增強現實等先進技術文化部關于推動文化娛樂行業轉型升級的意見2016以技術創新為突破,帶動虛擬現實等領域核心技術的研發和產業化工信部信息通信行業發展規劃(2016-2020年)推進虛擬現實技術在細分領域的創新研究,促進產業結合探索新模式國務院關于促進移動互聯網健康有序發展的意見國務院國家教育事業發展“十三五”規劃文化部推動數字文化產業創新發展意見科技部“十三五”醫療器械科技創新專項規劃科技部等“十三五”中醫藥科技創新專項規劃科技部等“十三五”健康產業科技創新專項
17、規劃工信部應急產業培育與發展行動計劃(2017-2019年)明確虛擬現實產業建設目標,提出6大方面重點任務工信部關于加快推進虛擬現實產業發展的指導意見加強自然交互與虛擬現實等技術研究國務院國家創新驅動發展戰略綱要推動虛擬現實/增強現實技術在細分領域的廣泛應用,新領域出現科技部等關于促進文化和科技深度融合的指導意見教育部等關于教育支持社會服務產業發展提高緊缺人才培養培訓質量的意見民政部關于進一步擴大養老服務供給促進養老服務消費的實施意見建設虛擬現實/增強現實標準體系網信辦等國家新一代人工智能標準體系建設指南推動虛擬現實/增強現實技術在細分領域的廣泛應用,再次出現新領域工信部關于推動工業互聯網加快
18、發展的通知發改委等關于組織實施2020年新型基礎設施建設工程(競帶網絡和5G領域)的通知農業農村部數字農業農村發展規劃(2019-2025年)商務部等關于進一步做好供應鏈創新與應用試點工作的通知其他領域:應急管理、對外貿易、建材工業、直播營銷等201720182019202092023.2 iResearch Inc 中國AR行業宏觀政策分析十四五中被列為數字經濟重點產業,為雙千兆網絡強應用場景政策重點強調以5G、千兆光網為代表的“雙千兆”網絡是制造強國和網絡強國建設不可或缺的“兩翼”和“雙輪”,而AR行業自2019年開始進入復蘇成長期,受近幾年受疫情、消費升級等多方因素驅動,逐漸加快應用落地
19、速度,一方面推進產業的創新發展,另一方面成為5G網絡的強應用場景。工信部等五部門聯合印發虛擬現實與行業應用融合發展行動計劃(2022-2026),明確提出到2026年,三維化、虛擬融合沉浸影音關鍵技術重點突破,終端產品和產業生態不斷完善,并推廣至行業規模應用。來源:中國政府網,公開資料,艾瑞咨詢研究院自主研究并繪制。2021-2023年中國VR/AR行業相關政策(“十四五”規劃期內)工信部“雙千兆”網絡協同發展行動計劃(2021-2023年)推進5G、千兆光網為代表的“雙千兆”網絡加大5G網絡和千兆光網建設力度,提升用戶體驗,豐富應用場景推進增強現實/虛擬現實技術進一步融入生產生活促進典型行業
20、千兆應用模式形成示范工信部等5G應用“揚帆”行動計劃(2021-2023年)推進基于5G的可穿戴設備,加快新型消費終端成熟推動虛擬現實/增強現實等沉浸式設備工程化攻關,重點突破近眼顯示、渲染處理、感知交互、內容制作等關鍵核心技術,著力降低產品功耗,提升產品供給水平。面向工業制造、交通、醫療等重點領域,強化5G應用共性技術平臺支撐重點支持建設與5G結合的增強現實/虛擬現實(AR/VR)等共性技術平臺,提供跨行業的5G應用基礎能力。將虛擬現實和增強現實列入“建設數字中國”數字經濟重點產業明確指出需推動三維圖形生成、動態環境建模、實時動作捕捉、快速渲染等技術創新,發展虛擬現實整機、感知交互、內容采集
21、制作等設備和開發工具軟件、行業解決方案。建設5G與千兆光網作為支撐新基建的重要底座十四五規劃下作為數字經濟重點產業推進各產業融合發展“十四五”規劃和2035年遠景目標綱要十四五規劃下推進各細分領域的產業融合發展國務院“十四五”數字經濟發展規劃國務院“十四五”旅游業發展規劃教育部等“十四五”特殊教育發展提升行動計劃網信辦“十四五”國家信息化規劃2026年虛擬現實在經濟社會重要行業領域實現規?;瘧霉I生產、文化旅游、融合媒體、教育培訓、體育健康、商貿創意、演藝娛樂、安全應急、殘障輔助和智慧城市虛擬現實與行業應用融合發展行動計劃(2022-2026)102023.2 iResearch Inc 關
22、鍵元器件感知交互整機生產下游應用虛擬數字人光學器件顯示器件消費級應用企業級應用2015年之前2016201720182019202020212022頭部企業投資/并購布局情況(1/2)把握元宇宙設備層交互入口,持續布局下游應用內容生態國內外頭部企業在虛擬現實產業布局主要集中在(1)虛擬現實技術和產品研發,包括關鍵元器件、感知交互技術和整機生產方面和(2)下游應用內容(3)元宇宙元年刺激下,也掀起了投資虛擬數字人相關技術的熱潮。從投資領域來看,國外頭部企業在確保占坑硬件技術、把握元宇宙設備交互入口的基礎上,積極布局以VR游戲為主的下游應用;從各家路線和落地產品上來看,Goolge在Google
23、Glass“銷聲匿跡”后放緩步調;微軟在擁有較為成熟的Hololens的基礎上更側重于應用布局;蘋果更為關注虛擬現實相關技術,為即將推出的MR設備做積累;Meta以Oculus為原點,致力于打造社交元宇宙。注釋:不同顏色圓點出現次序代表先后對應當年投資/并購發生的時間先后(以月為單位)。來源:公開資料,IT桔子,艾瑞咨詢研究院自主研究并繪制。2012-2022年頭部企業虛擬現實產業投資并購布局情況(國外)圖例微軟蘋果Meta(Facebook)Google未發生投資/并購中頻次投資/并購高頻次投資/并購企業投資/并購情況投資/并購事件發生頻次112023.2 iResearch Inc 頭部企
24、業投資/并購布局情況(2/2)以下游應用作為首要切入口,熱潮下加速硬件相關內容布局國內頭部企業以手機廠商、互聯網企業為主,從投資領域來看,以技術壁壘相對較低、變現模式較為明晰且周期較短的下游應用作為首要切入口;結合時間周期來看,元宇宙概念的刺激下,2021年出現較為明顯的峰值,以小米、OPPO、華為為代表的企業開始跟進硬件設備的布局,與國外企業路徑相似,各企業均將資源傾注在下游應用。整體來看,國外頭部企業更注重長遠且持續的戰略布局,國內企業由于企業基因和主營業務限制,在技術處于百家爭鳴態勢的行業初期,投資較為謹慎,在布局上更注重短期變現和與原有業務的結合,希望在跟進元宇宙熱潮的同時,激發主營業
25、務活力。關鍵元器件感知交互整機生產下游應用虛擬數字人光學器件顯示器件消費級應用企業級應用2015年之前20162017201820192020202120222012-2022年頭部企業虛擬現實產業投資并購布局情況(國內)注釋:不同顏色圓點出現次序代表先后對應當年投資/并購發生的時間先后(以月為單位)。來源:公開資料,IT桔子,艾瑞咨詢研究院自主研究并繪制。圖例騰訊小米阿里巴巴字節跳動未發生投資/并購中頻次投資/并購高頻次投資/并購企業投資/并購情況投資/并購事件發生頻次122023.2 iResearch Inc 中國AR終端設備出貨量預測樂觀預測下,2030年AR終端設備出貨量可超10億臺
26、AR終端設備的出貨量增長可參考智能終端,樂觀預測:預計2025年前,包括蘋果在內的互聯網企業、手機廠商等頭部企業將陸續推出切入XR領域的新品刺激行業正向推動;2030年左右,AR產業或將突破現有技術瓶頸,推動供應鏈走向成熟,終端設備單價進一步降低,刺激C端消費者購買,最終完成消費者市場的規模上量,樂觀預測下出貨量可達10.76億臺。中性預測:基本模擬智能手機增速,AR終端設備作為智能手機的配件補充,此后快速發展。悲觀預測:AR終端設備的交互方式和技術突破難度較大,中長期內難以實現突破性進展,仍需長時間的醞釀和沉淀。來源:公開資源,專家訪談,艾瑞咨詢研究院自主研究及繪制。202020212022
27、2023e 2024e 2025e 2026e 2027e 2028e 2029e 2030e 2031e 2032e 2033e 2034e 2035e 2036e樂觀預測中性預測悲觀預測2020-2026年中國AR終端設備出貨量預測(百萬臺)10005001500(百萬臺)(百萬臺)13根基:中國 AR 行業發展概述1掘金:中國 AR 行業核心技術分析2揚帆:中國 AR 行業典型企業分析3起航:中國 AR 行業發展趨勢414AR整機152023.2 iResearch Inc AR整機設備概述全新光學顯示及計算處理單元為AR整機最具價值量的模塊AR整機設備和智能手機的功能模塊類似,主要可分
28、為光學顯示、傳感器、攝像頭、計算處理中心、音頻和網絡連接等主要模塊,根據模塊功能不同可拆解為計算、光學和傳感三大功能單元。相較于智能手機,AR涉及了全新的光學方案,為AR整機中最核心部分(BOM占比接近一半),一定程度上決定了AR整機能否規模量產并推廣至消費級市場的可能性。同時,AR虛實融合的特性更加注重環境感知和交互方式,要求能夠快速(2的效果。相對應的,某些光學方案在微型顯示屏的選擇方面有一定局限性。目前終端設備搭載較多的是LCoS、DLP和Micro OLED三種屏幕,其中前兩種方案均已實現規?;慨a。Micro LED方案尚未實現量產,主要難點在于巨量轉移技術和高制造成本,然而因其在低
29、功耗、高亮度、高對比度等方面擁有絕對參數優勢,Micro LED為業內公認的下一代AR顯示技術趨勢。微顯示屏技術的分類及主流搭配方案自發光有源器件Micro LEDMicro OLED需外部光源器件LCoSLCD數字微鏡陣列 DMD激光掃描顯示器 LBS/LSD光波導*Birdbath自由曲面微顯示屏選擇局限性由大到小局限性較大局限性較小應用場景交互技術硬件技術軟件技術整機概述光學顯示:微顯示屏幕262023.2 iResearch Inc AR微顯示屏幕技術對比(1/2)多顯示方案共存,以適配不同光損程度、結構原理的光學方案注釋:MEMS即微機電系統,DMD即數字微鏡陣列/數字微反射鏡。來源
30、:公開資源,專家訪談,艾瑞咨詢研究院自主研究及繪制。Micro OLED無機發光層防眩及保護膜DMD芯片雙DMD結構RGB LEDMicro LED陰極硅基板陽極CMOS電路封裝彩色濾光片白光OLED玻璃基板LCoSDLP技術特點技術成熟度液晶涂層CMOS基底反射涂層反光層玻璃基板電極 有機自發光 器件結構復雜 結合CMOS和OLED技術 高對比度、響應速度快,亮度有限 無機自發光 器件結構簡單 涉及LED微縮化和矩陣化技術 各參數表現優異,但技術難度較大 小規模試產,成本極高 涉及巨量微轉移技術和多納米級元件,全新生產工藝和技術復雜 制成要求高 小規模量產,未達到高良率 成本高,壽命較短 需
31、即需高度融合無機半導體材料和有機半導體材料 制備工藝技術要求高 反射式微液晶顯示,需外部光源 器件結構復雜 結合LCD與CMOS集成電路技術 高性價比方案,光效高40%實現規模量產,高性價比 制造技術較為成熟,成本較為低廉 開發難點在于發熱及高功耗問題 數字微鏡陣列,需外部光源 器件結構復雜 基于MEMS技術,核心器件為DMD*顯示效果較好,但體積較大 實現規模量產,成本中等 制造技術成熟 開發難點在于難以進一步提高像素密度PPI,且體積下降空間較小用戶在使用HMD時的需求反映在顯示面板層面時,主要體現在對亮度、顯示效果、續航壽命和整機重量的敏感性。因不同光學方案的光損程度不同,在擇選面板時主
32、要考量的指標為亮度,高光損方案需高亮度面板支持。面板需要提供足夠的亮度才能使HMD在疊加環境光后清晰顯示畫面,具體而言,在室外環境下(無墨鏡片遮擋的非正午環境)需至少保證2000nit的入眼亮度,室外正午需近萬尼特亮度支持。主流AR顯示面板結構及特征應用場景交互技術硬件技術軟件技術整機概述光學顯示:微顯示屏幕272023.2 iResearch Inc AR微顯示屏幕技術對比(2/2)Micro LED為未來趨勢,中短期致力于“階段性完美解決方案”注釋:面板參數指標比較取行業均值,不同廠商在個別參數指標略有差異。來源:公開資源,學術論文,專家訪談,艾瑞咨詢研究院自主研究及繪制。LCoS主要優勢
33、在于高性價比,制備工藝成熟且廉價,同時保證各指標參數處于中等偏上水平,主要劣勢在于對比度較低、功耗較高且無法在低溫環境工作。DLP可以提供一個較為均衡的方案,高清晰、高對比度、高亮度,主要局限性體現在模組體積較大且難以縮小,不利于整機向輕量化發展。Micro OLED整體優勢比較明顯,高對比度、高PPI、低功耗且高低溫均可正常工作(-4670),較為短板的方面在于亮度較低,市面上主流產品亮度均10mm,圖像透過棱鏡呈現后出現一定程度扭曲和水波紋樣畸變)自由曲面棱鏡方案*原理圖原理:圖像由投影儀投射至帶有光束分離功能的曲面鏡,垂直于曲面鏡的光則通過分束器反射到曲面鏡上。分束器由同時具有反射和透射
34、功能的材質制成,佩戴者可以透過鏡片看到外部環境優勢:重量較輕,主材料為塑料薄膜成本較低,搭配高亮OLEDoS成像質量好等痛點:模組較厚,透光率25%較低(隔絕大部分環境光),存在漏光現象等,光損75%較嚴重(為彌補常采用遮光鏡片,非透明)Birdbath方案*原理圖環境光人眼屏幕光光損顯示屏偏振分束器半透半反曲面鏡Birdbath方案為短期內均衡成本和顯示效果的快速落地方案123棱鏡環境光人眼屏幕光顯示屏相位補償器半透半反曲面鏡棱鏡123應用場景交互技術硬件技術軟件技術整機概述光學顯示:光學系統-曲面292023.2 iResearch Inc AR光學系統技術:光波導的特征光波導絕對參數較高
35、,但制作工藝難度較大仍需長時間迭代光波導方案的基本構成是微投影光機、投影光學器件和光波導光學器件,基本原理為耦入區域的光學元件將微投影光機發出的光束耦入進波導片以全反射的方式進行傳播。波導的傳輸方式為近眼顯示系統的結構設計提供了更多的選擇性,不局限于眼前,可以移至頭部側面或頂部,降低近眼顯示系統對于現實世界的遮擋,有利于整機重新分配重心。其次,光波導的結構設計易于增大動眼眶范圍,改善機械容差,從而使不同眼距的人群可以適應佩戴。光波導最大的優勢在于可實現80%以上的透光率,在展示真實世界的同時,通過多層波導片的堆疊,可提供更加真實的三維圖像(波導片內每層均可提供一個虛像距離)。但光在波導片內多次
36、耦入耦出的過程中存在光損,光效相對降低,且圖像顯示效果一般。整體來看,光波導方案絕對參數高,但制作工藝難度較大,耦入耦出能量損失大,成像質量有待提升,仍需較長時間的一段迭代。注釋:參數數據為行業概況,不同企業因技術水平參差存在一定差異。來源:公開資源,學術論文,專家訪談,艾瑞咨詢研究院自主研究及繪制。光波導方案主要特征及成像原理圖耦入區域耦出區域波導基底增大Eyebox范圍,改善機械容差;成像系統可旁置,不遮擋視線;高透光率,可接受更多的環境光;鏡片較為輕?。?-2mm),外觀貼近于傳統眼鏡樣式;更易呈現真實的三維圖像優勢痛點光效較低;制作工藝難度較大,成本較高;圖像顯示效果有待提升光波導成像
37、原理圖應用場景交互技術硬件技術軟件技術整機概述光學顯示:光學系統-波導302023.2 iResearch Inc 鋸齒光波導反射鏡鋸齒狀反射面陣列光波導反射鏡半透半反鏡面陣列表面浮雕光柵光波導表面浮雕光柵表面浮雕光柵體全息光柵光波導體全息光柵體全息光柵AR光學系統技術:光波導的分類陣列光波導和基于表面浮雕光柵的衍射光波導為主流方案根據耦入耦出區域光學元件配置的不同,可以進一步將光波導方案進行劃分耦入區域常用反射鏡、棱鏡、表面浮雕光柵和體全息光柵等作為光學元件,耦出區域常用陣列半透射半反射鏡、表面浮雕光柵和體全息光柵等作為光學元件。其中,主要基于斯涅爾折反射定律的稱之為幾何光波導方案,基于光柵
38、衍射效應的稱為衍射光柵光波導方案。來源:公開資源,學術論文,專家訪談,艾瑞咨詢研究院自主研究及繪制。光波導的分類及光學元件配置耦入區域光學元件耦出區域光學元件主流方案主流方案幾何光波導衍射光波導光波導方案子類光波導幾何光波導衍射光波導鋸齒光波導陣列光波導表面浮雕光柵光波導體全息光柵光波導一維擴瞳二維擴瞳一維光柵二維光柵反射式透射式應用場景交互技術硬件技術軟件技術整機概述光學顯示:光學系統-波導312023.2 iResearch Inc AR光學系統技術:陣列光波導概述出射光均勻成像效果極佳,但制備工藝繁瑣良率提高難度較大國內初創企業布局陣列光波導較多,陣列光波導需要擴瞳技術,目前已解決一維擴
39、瞳設計技術和量產的難題實現小規模出貨,轉向攻克二維擴瞳技術的落地。應用二維擴瞳技術的陣列光波導方案能夠有效增加出瞳距離和動眼眶范圍,在減輕光機體積的同時增大FoV至50度以上,為陣列光波導方案推廣至消費級AR應用提供了可能性。目前二維擴展設計的難點在于陣列反射鏡序列加工工藝需采用冷加工工藝,對光學加工的精度和一致性要求較高。整體而言,陣列光波導在延續光波導優良性能的基礎上,擁有雜散光少、能量分布均勻、FoV較大等優勢,但制備工藝繁瑣且環環緊扣,良率的提高相對困難。來源:公開資源,學術論文,專家訪談,艾瑞咨詢研究院自主研究及繪制。陣列光波導方案成像原理及技術要點成像原理半透半反鏡片耦合光在多次全
40、反射后進入半透半反鏡面陣列,每次鏡面反射均會反射波導到達人眼,出射光較為均勻,且光束分批多次出射可實現擴瞳技術、增大動眼眶范圍技術要點發展概況設計原理簡單:基于傳統幾何光學原理,大部分工藝為較成熟的冷加工工藝顯示性能極佳:未涉及微納米級結構,成像質量、色彩及對比度能達到較高水平,不會出現色散問題制作工藝繁瑣:波導結構較為復雜,鏡面鍍膜層數多,鏡面陣列貼合和切割工藝對一致性要求高,整體良率難以把控單片價格較高:切、磨、拋工藝較為傳統,自動化能力較弱,生產效率受影響;加之工藝難度大、良率低,整體量產性較弱,單片鏡片造價較高企業布局情況:瓏璟光電、理湃光晶、靈犀微光等國內光學模組廠商模組量產情況:大
41、部分企業可實現一維擴瞳技術下的規模量產,并推出二維擴瞳產品并進行小范圍內的試產技術痛點技術優勢核心技術概況技術落地現狀分子鍵合技術:解決貼合問題的主要切入口,為陣列光波導企業的核心技術壁壘,以瓏璟光電、理湃光晶為代表的企業已率先攻克該技術二維擴瞳技術:企業核心技術考察點之一,在一維擴瞳(x軸方向)的基礎上擴大y軸方向,最終可擴大動眼眶范圍應用場景交互技術硬件技術軟件技術整機概述光學顯示:光學系統-波導322023.2 iResearch Inc AR光學系統技術:陣列光波導工藝產能、良率和成本控制較難優化,分子鍵合技術成破局關鍵點陣列光波導制備過程主要包括“切割-拋光-鍍膜-膠合”,工藝流程繁
42、瑣且對各環節工藝精度要求較高,給產能、良率和成本均帶來一定挑戰。良率方面,制備難點主要在于鍍膜和膠合工藝,鍍膜工藝需疊加5-6片波導片,對于波導片的平行度精度要求較高,任意一片的誤差都會導致報廢,故該步驟為良率損失主要來源。生產效率和成本方面,主要依賴人工、對企業來說有一定負擔,由于鍍膜后的膠合工藝需將5-7片不同反射比的透鏡進行膠合,要保證膠合過程中多層波導片平行排列且間隔厚度均勻,故目前該步驟主要依賴于人工操作,對產能限制較大且對廠商生產能力要求較高,進一步拉高生產成本。目前各廠商正積極布局分子鍵合技術,以替代傳統膠合方案,提高產品良率,但由于疊加玻璃數量較多,仍對廠商制造能力和技術精度有
43、較高要求。來源:公開資源,學術論文,專家訪談,艾瑞咨詢研究院自主研究及繪制。切割玻璃基材研磨拋光鍍膜膠合陣列光波導制備過程及技術要點切割波導片為保證光束在鏡面陣列中耦入耦出過程中的均勻性,需在鏡面上鍍不同層數的膜以控制多個膜層的反射率和透射率(不同鏡面的反射透射比R/T不同)鍍膜工藝難點粘合多鏡面堆疊的膠水對折射透射光的影響難以把控,為保證圖像的高清晰度,工藝對波導片粘合后的平行度要求極高,膠合難度大需人工完成難以自動化,多膜層難度疊加使得總良率難以保證膠合工藝難點膠合后需按照特定角度切割成不同形狀,切割過程受多要素影響(鏡面與鏡面間的平行度、切割角度等),任一工藝出現紕漏均會導致呈現出現瑕疵
44、,例如亮度不均、鬼影等切割工藝難點分子鍵合技術技術原理分子鍵合技術利用使用范德華力(范德華引力來自于分子間暫時偶極產生的相互吸引),摒棄傳統物理粘合劑。具體而言,玻璃基片在拋光后表面十分平整,相鄰兩片間在疊合過程中的空氣可以幾乎排凈,即可以利用分子間強大的范德華力使玻璃片緊緊結合技術特征優勢:相較于傳統的膠合方式,分子鍵合技術更易控制片與片之間的平行度,且光的傳播不會受膠水介質折射率影響難點:由于需疊加的玻璃片數量較多、精度要求較高,在實際工藝流程中仍有較大難度應用場景交互技術硬件技術軟件技術整機概述光學顯示:光學系統-波導332023.2 iResearch Inc AR光學系統技術:衍射光
45、波導概述量產性和良率更優,但模版設計難度大且色散問題有待攻克衍射光波導技術光柵設計自由度大,制備工藝較為簡單,良率和可量產性較易提升。其中,目前基于表面浮雕光柵技術的成像方案(SRG)較為成熟,已實現小規模量產并投入實際應用當中。其量產難點在于母版設計的難度較大,涉及半導體微納米級別加工工藝,需在硅基底上通過電子束曝光和離子刻蝕制成母版。部分企業嘗試布局體全息光柵光波導(VHG)在單色顯示方面較為有優勢,但光學原理、工藝、成本等問題尚未解決,處于較為早期階段。整體而言,主流方案為基于表面浮雕光柵的衍射光波導方案,其優勢在于量產性和良率更優,行業挑戰主要集中在如何在減少體積,增大FoV的同時僅用
46、單波導片解決色散問題。來源:公開資源,學術論文,專家訪談,艾瑞咨詢研究院自主研究及繪制。衍射光波導方案成像原理及技術要點成像原理衍射光波導主要利用具有周期結構的衍射光學器件實現光線在波導中的耦入和耦出,通過光柵結構參數的優化可提高成像效果和FoV,二維擴瞳后可增大動眼眶范圍技術要點發展概況制備工藝簡單:在玻璃基底上鍍膜后可直接加工,避免玻璃切片和膠合工藝,量產性及良率較易提升可量產性較高:以半導體工藝為主,良率易提升顯示效果較差:物理原理限制,衍射元件本身對于角度和波長的選擇性導致“彩虹效應”(色散導致RGB光分布比例不均)光學效率較低:平均光效水平在0.3%-1%,需要高亮度的顯示屏配合使用
47、隱私泄漏問題:鏡片會呈現使用畫面,泄漏使用者的隱私企業布局情況:SRG瓏璟光電、鯤游光電、至格科技、光舟半導體等;VHG三級光電、靈犀微光等模組量產情況:一維擴瞳技術下的SRG可實現小規模試產,二維擴瞳SRG和VHG仍在實驗室階段技術痛點技術優勢核心技術概況技術落地現狀納米壓印技術:降低衍射光波導成本的關鍵性技術,目前設備和工藝主要依賴于國外進口多層波導技術:改善色散問題的路徑之一,將紅綠藍三色分別耦合到三層波導中,每層衍射光柵僅針對單一顏色優化表面浮雕光柵(一維,傾斜)應用場景交互技術硬件技術軟件技術整機概述光學顯示:光學系統-波導342023.2 iResearch Inc AR光學系統技
48、術:衍射光波導工藝微納米結構設計難度大,目前整體工藝制造成本較為高昂衍射光波導有兩大工藝路徑,(1)表面浮雕光柵光波導是在硅基底上通過電子束曝光和離子刻蝕制成光柵的壓印模具,再通過納米壓印技術在玻璃晶圓上壓印出成千上萬個光柵晶片。其主要難點在于模板設計與制造和成本控制,一方面納米級微結構對于設計和制造要求很高;另一方面其生產所需設備和工藝技術要求高,目前主要模板原材料和設備均依賴于進口,且壓印模板的使用成本高、折舊較快,目前整體成品造價高。(2)體全息光柵光波導通過兩個激光束產生干涉條紋對玻璃基底的感光薄膜進行曝光,產生明暗相間的衍射光柵;VHG主要依賴光刻技術、量產性不如SRG。來源:公開資
49、源,學術論文,專家訪談,艾瑞咨詢研究院自主研究及繪制。表面浮雕光柵光波導制備過程及技術要點模板制造模版翻印晶圓切割疊合涂黑檢測納米級微結構設計,衍射周期在幾百納米內,最小可達幾十納米,維度小、精度高,對工藝端設計和制造能力要求高01 微結構設計難度大,晶圓投入產出比大導致成本較高納米壓印流程納米壓印紫外線固化樹脂納米壓印紫外線固化樹脂覆蓋功能性涂層激光切割02 模板折舊快、使用成本高,納米壓印技術門檻較高模板主要原材料為硅或石英,主要依賴海外進口,其中軟板僅支持85%厚度1500nit預計23年Q3實現規模量產512023.2 iResearch Inc 陣列光波導體全息光學模組衍射光波導產品
50、矩陣 自建生產平臺:高標準無塵車間,精密自動化設備500+臺 完整工藝流程:覆蓋勻膠、壓印、固化、切割、組裝等流程,生產歷經30+道自研工序 高質穩定量產:100+臺實驗檢測設備,四位一體管理體系,監控生產制作過程,實現質量可控、時間周期可控,保證高品質穩定出貨能力矩陣瓏璟光電成立于2014年,是一家專注于光波導“技術研發+產業化”雙引擎驅動的技術密集型制造企業,為AR眼鏡/頭盔、汽車AR-HUD提供核心器件,主要產品是陣列光波導和衍射光波導光學模組,同時布局體全息光波導和光學引擎,并積累自主光波導知識產權壁壘。為解決陣列光波導的膠合工藝難題和陣列光波導的納米壓印技術難點,瓏璟光電將半導體工藝
51、遷移至波導生產工藝中,極大地提高了產品生產良率和穩定性,目前衍射光波導小批量試產階段的實驗室良率可達80%。瓏璟光電憑借雙技術布局優勢,小體積、高亮度、大視角等產品能力,滲透C端消費市場和以汽車、工業、安防為代表的B端市場,為終端整體廠商提供高品質的模組產品。瓏璟光電同時布局陣列/衍射光波導,高產能+精把控保障產品穩定出貨注釋:瓏璟光電一維陣列光波導已實現規模量產,二維陣列光波導及表面浮雕光柵光波導處于小批量出貨階段;2022年10月28日發布新品LBS光學模組。來源:公開資料,瓏璟光電,艾瑞咨詢研究院自主研究并繪制。一維二維陣列高亮度+全高清+小體積 分辨率720-1080p 畸變率3%視場
52、角25-60 入眼亮度1000nit一維二維光柵高亮度+小體積+全高清 光效100-500nits/Lm 厚度0.2-0.9mm 視場角28-40 出瞳距離 20mm小體積+大視角+真色彩 色彩RGB 亮度10000nit 視場角20-30 分辨率1080pAR-HUD全息波導自研AR Design陣列波導光柵設計軟件自研測量光波導驅動板電路功耗測試軟件智能化生產平臺先進工藝積累+自研工序+雙量產線陣列光波導衍射光波導優先量產潛力技術表面浮雕光柵體全息光柵共生共存一維擴瞳二維擴瞳同時布局大規模量產年產能12萬+小批量出貨預計23年規模量產小批量出貨持續迭代工藝實驗室儲備前瞻技術布局光學引擎LB
53、S/DLP/Micro LED光機四位一體管理體系供應鏈、質量、過程品質、產品合格核心優勢瓏璟光電光學模組產品能力和核心優勢 全產品矩陣:陣列、表面浮雕光柵、體全息光柵光波導全面布局 高品質產品:成功落地可量產、小體積、高透過率、大視場角、高成像質量的波導片產品 專業研發團隊:研發團隊60余人,光學博士碩士25名+,團隊配置完整 自主研發能力:光學專利200+項,國際國內發表論文期刊100+篇;自主研發6個設計軟件,用于定制研發技術沉淀雄厚高產業化能力研發實力卓越522023.2 iResearch Inc 耐德佳鉆研自由曲面技術,打造“研發-制造-檢測”一體化業務閉環北京耐德佳顯示技術有限公
54、司成立于2015年,是一家主要從事AR與VR光學模組設計、研發、生產與技術支持的AR光學模組解決方案供應商。耐德佳目前擁有自由曲面、微納光學(幾何光學、衍射光學)兩大核心光學技術底層平臺,已實現自由曲面光學模組的量產,并獲得聯想、小米、高通等頭部企業的合作訂單。2018年耐德佳自建VR/AR光學模組設計生產基地德伽智能,二期可實現產能260萬片/年;2021年落地國家級光學檢測基地,提供專業的檢測和設計服務的同時協助國家制定光學行業相關標準;2022年發布輕薄化AR光學模組自由曲面鉆石Pro,從厚度、重量、透過率等多維度優化原有方案參數指標。來源:公開資料,耐德佳,艾瑞咨詢研究院自主研究并繪制
55、。耐德佳光學模組產品能力和核心優勢光學人才:聚集名校博士與資深光學工藝師組建團隊,建立和高校聯合的實訓基地吸引新鮮血液發明專利:獲得100+國內專利,10+美國專利,發表100+前沿研究論文,協助制定2項國家行業標準光學技術:自研可量產自由曲面技術,并同時布局微納光學技術新品光學模組:自由曲面鉆石Pro自由曲面棱鏡光學模組升級版,降低鏡片厚度至10mm以內,光機厚度減少至10.4mm,整機厚度有望大幅下降30%至14mm以內,提高舒適度降低光機厚度至10.4mm,助力輕量化AR眼鏡光機厚度10.4mm提高至約60%透過率,優化顯示透視效果60%的透過率下,可保持30%的高光能利用率,使整機在采
56、用3000nits的高亮屏時可提供900nits的入眼亮度下,支持戶外使用,呈現更好地虛實結合效果擴大FoV至57,減少對裸眼視野的遮擋通過壓縮光機體積、高度和擴大鏡片面積的方式,解決傳統自由曲面FoV較小問題,將透視FoV提升至57,減少對裸眼視野的遮擋,提升移動或運動過程中使用AR眼鏡的安全感,滿足AR應用的透視需求FoV視場角 57鏡片厚度9.5mm光學設計能力:聚集資深光學團隊,自研多種光學技術規模量產能力:自建工廠,提供染發到檢測的完整服務生產工藝:采用光學樹脂注塑量產工藝提高量產性,可將部分超精密光學成型的誤差控制在微米級自建工廠:自建光學模組生產基地,擁有穩定供貨能力,二期年產能
57、可以到達260萬片,擴建后預計三期年產能可達400萬片/年嚴格品控:自研質檢設備,可提供“研發 制造-檢測”高度集成的一站式服務成功交付:為小米(米家眼鏡相機)提供自由曲面AR光機,自由曲面鉆石Pro方案助力高通發布無線AR智能眼鏡參考設計,同時多年持續為聯想多款AR眼鏡產品提供光學模組方案53全局:中國 AR 行業發展概述1掘金:中國 AR 行業核心技術分析2揚帆:中國 AR 行業典型企業分析3起航:中國 AR 行業發展趨勢4542023.2 iResearch Inc 中國AR產業困局:技術積累短期內較難實現突破性進展,AR技術整體驅動力不足梳理AR核心技術發展情況可發現,目前整體技術尚不
58、成熟,單一環節的提升難以撬動全行業的攀升。短期內(3-5年)可商業化落地的技術盡管已實現較大飛躍,但相較于主要落地場景的已有成熟方案來說經濟效益仍然很低。長期來看(5年后),盡管各關鍵技術的發展路徑相對明確,但技術成熟的時間節點較遠且階段變現能力弱。AR行業的技術驅動不足,一方面,諸如微軟、蘋果等企業因技術成長時間較長開始放緩對光學顯示企業的投資;下游應用場景有待挖掘,但部分場景不存在剛需,行業整體外部擠壓力量薄弱;另一方面,國內頭部企業處于較為謹慎的持續觀望態勢中,雖持續投資相關領域且推出自家新品,但對于中國AR產業的推力較為有限,產業內部的技術驅動力不足。來源:艾瑞咨詢研究院自主研究并繪制
59、。核心技術技術發展路徑未來發展趨勢趨勢技術迭代難點光學系統微顯示屏主控芯片操作系統感知交互類手機操作系統獨立AR操作系統高通通用芯片為主AR專有云AR專用芯片Micro OLEDLCoS/DLPMicro LED光波導自由曲面Birdbath 手機廠商、微軟、蘋果等掌握操作系統核心的廠商在AR操作系統領域投入不深,且相對封閉 研發成本高,可提供定制方案的廠商產品性能難以比肩高通 5G/云計算等基礎設施建設不完備,難以有效支撐AR需求 Micro LED技術涉及巨量微轉移技術和多納米級元件,全新生產工藝和技術復雜,制成要求高 陣列光波導工藝繁瑣,難以自動化,良率、產能低 表面浮雕光波導成像效果差
60、,微納米結構設計難度大 體全息光波導受限于材料,難以保證材料一致性和穩定性全面感知多模態交互 多模態交互技術需多傳感器、高性能芯片支撐 輕量化設備要求對傳感器布局位置、數量等有較高限制 優化與手機配件連接的體驗感 頭部廠商入局研發獨立AR操作系統,開放接口給合作伙伴中短期長期中短期長期 沿用高通方案,部分廠商借助手機算力實現主要功能;芯片廠商逐步推出AR定制芯片樣品 在AR專用芯片基礎上,實現云化中短期長期 多種微顯示屏方案共存,LCoS/DLP+光波導方案組合技術逐漸成熟,擠壓Micro OLED+BB方案組合 Micro LED技術成熟、成本降低實現大范圍替代,僅有少部分場景使用原有方案中
61、短期長期 自由曲面和Birdbath方案在光波導技術成熟前仍有一段窗口期;陣列、表面浮雕光波導方案共存,后者因顯示效果問題短期難以解決增速慢于陣列 光波導方案成為市場主流,陣列、衍射方案各自滲透最佳應用場景,存在部分場景重疊的共存態勢長期 搭載AR專用芯片,適配軟硬件感知交互技術系統設計,部分算法云化可隨時調用 挖掘場景對于感知交互的細致需求,在多模態技術融合的基礎上簡化不必要的功能以實現“終端瘦身”AR核心技術的迭代難點與未來發展趨勢552023.2 iResearch Inc 中國AR產業困局:商業模式終端產品難有消費級AR應用內容支撐,行業尚未進入正循環AR市場的熱度在元宇宙的刺激下不斷
62、攀升,浪潮后下一階段的商業變現增長仍將來源于C端市場的爆發,但目前產業苦于下游內容應用生態發展不健全,難以形成“硬件-內容正向循環”,內容、服務將反哺硬件迭代,制約行業的正向發展。理想狀態下,硬件、軟件、內容呈螺旋促進模式,環環緊扣且相輔相成。目前國內AR消費級應用生態基本移植手機2D應用,沒有真正帶有AR功能、發揮AR虛實結合、交互能力價值的應用;應用場景大多停留在大屏,作為手機配件存在,應用于觀影、游戲等比較小眾場景。初創硬件廠商不具備建設開發者平臺、打造應用生態的資金實力,在此方面處于比較消極的心態;而以手機廠商為代表的頭部企業仍對較為早期的AR市場處于積極布局、長期觀望態度,優先硬件部
63、署,在內容生態方面的投入更青睞于商業發展模式較為清晰的、逐步進入正向循環的VR產業;整體行業等待爆款產品出現,激發產業活力。來源:艾瑞咨詢研究院自主研究并繪制。理想狀態下AR硬件-內容的正向循環爆款產品行業驅動因素用戶關注維度終端廠商關注維度應用開發者關注維度供應鏈成熟核心技術迭代價格下降用戶滿意度提高內容豐富度提升用戶增長,出貨量上升吸引優秀應用開發者入局內容需求激增新內容付費模式出現562023.2 iResearch Inc AR終端設備的雙線增長趨勢增長路徑殊途同歸,行業將小步快跑加速迭代完成設備過渡AR終端設備的迭代路線大致可分為兩種,第一種增長曲線:追求大而全的All in one
64、通用型設備,第二種增長曲線:追求小而美的、專攻于某一個特定細分領域的One by one專用型設備。目前以Microsoft的Hololens系列和MagicLeap的產品主要沿著第一種增長曲線迭代,產品單價高昂,而以國內廠商為代表的企業更順應第二種增長曲線模式。艾瑞認為,第二種增長曲線將會成為中長期的主流路徑,并隨著行業不斷向前推進,逐漸與第一種曲線交織、重合。在第一階段或將針對某一重點領域切入并深耕,在擊穿該場景后遷移至新的專用場景開始二次成長;第二階段持續“滾雪球”、優化產品能力、挖掘新的應用場景,逐漸完成從專用設備到通用設備的過渡;第三階段獨立式AR終端設備范式基本確定,推進計算平臺的
65、變革。來源:公開資料,專家訪談,艾瑞咨詢研究院自主研究并繪制。第二種增長曲線的“三段式”發展以較低價格、優質體驗快速落地觀影、泛娛樂等場景,完成階段性的市場教育,逐漸打開市場不斷優化相關技術、提升使用體驗01 市場探索階段(2025年)02 正向循環階段(2030年)用戶量過億,內容生態形成正向循環逐漸結束前期硬件設備差異化的競爭階段,開始構建、比拼軟件及內容生態03 規模上量階段(2030年)AR切實發揮虛實融合的優勢,市場充分打開獨立式AR終端設備占據行業主導地位,交互范式、產品形態、產品定價等基本定型作為手機等計算平臺的配件,增強場景體驗向專用型設備迭代,逐漸脫離配件定位與第一增長曲線交
66、織,推進計算平臺的變革交互/計算能力上升重量/價格下降572023.2 iResearch Inc 元宇宙視角下AR的發展趨勢元宇宙并未改變AR發展路徑,二者底層技術相生相成元宇宙可以理解為一個基于現實真實世界打造的虛擬空間,功能價值上,用戶可在虛擬活動平臺中進行社交、娛樂、學習、交易等社會經濟活動;技術路徑上,為滿足元宇宙沉浸感、交互性、多元內容、實時性等要求,AR技術是其發展的必經之路,作為元宇宙入口的硬件終端媒介,結合虛實信息、提供真實的人機交互體驗等。一方面,元宇宙引導商業和資本再次聚焦AR市場,為AR提供了具備巨大潛力的應用場景;同時AR價值鏈與元宇宙價值鏈的底層邏輯高度重合,二者之
67、間相生相成。另一方面,回歸AR行業本質,元宇宙的火熱并未改變AR行業的發展路徑,如何將提高AR光學顯示效果、如何將AR技術落地到產業端、消費端等問題仍是行業難點;市場關注度的提升促進了市場教育,聚集了資本、產業、用戶等多方力量,具有一定催化作用,但核心仍是AR行業內部的技術迭代與商業模式閉環的打造。來源:公開資料,Jon Radoff,專家訪談,艾瑞咨詢研究院自主研究并繪制。AR與元宇宙的相生相成基礎設施硬件核心技術軟件內容應用場景AR頭戴顯示器一體式分體式計算盒子手持設備等配套外設空間定位眼動追蹤手勢識別表情識別交互感知技術全身動捕腦機交互自然語言處理機器視覺人工智能機器學習云計算云服務云渲
68、染云存儲物體孿生數字孿生人物孿生系統孿生系統軟件操作系統用戶界面軟件開發平臺開發引擎SDK工具3D建模渲染處理內容制作與分發內容制作內容分發公共服務應用企業級應用消費級應用醫療工業教育零售安防交通軍工城市游戲社交體育媒體AR價值鏈基礎設施人機交互去中心化空間計算創作者經濟發現體驗5G,Wi-Fi6,云計算,半導體工藝,便攜式,智能眼鏡,多模態交互,邊緣計算,區塊鏈,AR/VR/XR,3D引擎,多任務界面,設計工具,工作流,商業貿易,廣告網絡,社交,商店,游戲,社交,運動,電影,購物,元宇宙價值鏈582023.2 iResearch Inc AR應用場景的發展趨勢B端落地速度將快于C端,二者場景
69、需求不同但發展路徑相似目前AR硬件終端在企業級應用主要作為生產力工具,在商業化落地中主要注重終端企業對行業的理解,以及是否能夠提供完整解決方案。消費級市場作為最終規模上量的場景,用戶容忍度低、深化難度大,未來將進一步拆分需求以精準滿足用戶的極致需求。二者發展路徑略有不同但殊途同歸,回歸產業本質的底層技術、關鍵環節和與外部生態合作的急迫性相同,二者相輔相成、互相成就。艾瑞認為,短期內企業級場景落地速度更快,處于拓新市場快速增長階段;第二階段基本完成垂直行業標準化方案打造,開始規?;瘡椭撇⒊恋硇袠I通用方案;長期競爭下,行業理解能力將成擇選AR解決方案廠商的核心依據之一。消費級市場下,用戶在元宇宙和
70、多款AR新品的影響下逐步完成市場教育,短期內用戶嘗鮮后消費將回歸理性,中長期需要新的場景功能和爆款產品再次點燃消費情緒。來源:公開資料,專家訪談,艾瑞咨詢研究院自主研究并繪制。AR潛在應用場景日常佩戴工具屬性內容屬性專用場景線下空間體驗導覽:博物館,景區,展廳等營銷:汽車,高端設備,房產等娛樂:主題公園,體驗店,劇本殺等 消費級需求沉浸感第三方買單娛樂終端屬性觀影:沉浸巨幕觀影效果,立體環繞聲游戲:輕量級交互類游戲日常娛樂:社交,通訊等消費級需求沉浸感價格敏感辦公/信息提示信息提示:實時翻譯,字幕,提詞器等PC顯示器替代:移動辦公便攜性全天候交互精準專用場景工業:遠程指導,數字化檢修,標準化作
71、業等安防:警用/軍用需求培訓:專業培訓為主,模擬實景培訓遠程使用交互性工業級標準市場初探階段發布產品原型機市場上升階段產品規模落地市場挖掘階段部分標桿案例出現市場上升階段解決方案逐漸標準化圖例顏色程度越深代表場景發展速度越快59附錄:術語釋義602023.2 iResearch Inc 附錄:術語釋義來源:公開資源,艾瑞咨詢研究院自主研究并繪制。術語釋義微型顯示器外觀尺寸非常小的顯示器,其顯示屏對角線尺寸一般不超過1英寸。LED發光二極管,Light Emitting DiodeOLED有機發光二極管顯示器,Organic Light-Emitting DiodeMicro LED 微發光二極
72、管,Micro-light Emitting Diode,指以LED為發光像素單元的顯示技術Micro OLED微有機發光二極管顯示器,Micro-organic Light-Emitting Diode,指以OLED為發光像素單元的顯示技術LCD液晶顯示器,Liquid Crystal DisplayCMOS互補金屬氧化物半導體,Complementary Metal Oxide Semiconductor,指一種大規模集成電路芯片DLP數字光學處理技術,Digital Light ProcessingLCoS硅基液晶,Liquid Crystal on SiliconLBS激光掃描顯示器,
73、Laser Scanning DisplayMEMS微電子機械系統,Micro Electromechanical System,指集微型傳感器、執行器以及信號處理和控制電路、接口電路、通信和電源于一體的微型機電系統DMD數字微鏡陣列,Digital Micromirror Devices,亦稱數字微反射鏡IMU慣性測量單元,Inertial Measurement Unit,指一種用于檢測加速度與旋轉運動的傳感器陀螺儀傳感器陀螺儀傳感器,Gyroscope Sensor,指一種基于自由空間移動和手勢的定位和控制系統612023.2 iResearch Inc 附錄:術語釋義來源:公開資源,艾
74、瑞咨詢研究院自主研究并繪制。術語釋義像素影像單元,是組成數字化影像的最小單元像素點尺寸像素點面積。點尺寸越小,同等面積下能放置更多像素點PPI像素密度,Pixel per Inch,每英寸屏幕擁有的像素數量 像素密度越大,顯示畫面細節越豐富分辨率屏幕圖像的精密程度,即顯示器所能顯示的像素點數量屏幕刷新率指電子束對屏幕上的圖像重復掃描的次數 刷新率越高,所顯示的畫面穩定性越好,呈現圖像越穩定亮度光學顯示系統中的虛擬圖像亮度 亮度越高,受環境光影響越小,呈現出來的圖像更清晰工作溫度顯示器能正常工作的高低溫范圍對比度顯示屏同時生成明亮和深色色素的能力,即屏幕上同一點最亮時與最暗時亮度的比值透光率人眼
75、透過光學元件可接收到的環境光百分率 光效越高,接收到的光線越多;高透光率意味著更強的交互沉浸感光效實際到達用戶眼中的光束數與發光元件全部發出的光束數的比值 光效高有助于降低功耗,進而提升續航能力并降低溫度延時事件、動作發生后,在光學顯示系統中呈現所耗費的時間視頻碼率視頻文件在單位時間內使用的數據流量 碼率越大,說明單位時間內取樣率越大,數據流精度就越高,視頻畫面更清晰畫質更高視頻幀率幀率,Frame rate,指播放一個視頻時,每秒鐘播放的畫面數622023.2 iResearch Inc 附錄:術語釋義來源:公開資源,艾瑞咨詢研究院自主研究并繪制。術語釋義渲染渲染,Render,指用軟件由3
76、D模型生成2D圖像的過程編解碼通過顯卡、核心處理器等硬件,用特定方法把數字編碼還原成對應內容或將電脈沖信號轉換原有信息、數據的過程SLAM算法即時定位與地圖構建,或并發建圖與定位,Simultaneous Localization and MappingToF技術飛行時間技術,Time of Flight,指傳感器發出經調制的脈沖紅外光,遇物體后反射,傳感器通過計算光線發射和反射時間差或相位差,來換算被拍攝景物的距離,以產生深度信息,從而得到3D模型的成像技術DoF自由度,Degree of Freedom,指力學系統中用于描述物體的空間位置和運動所需的獨立坐標的個數VAC視覺輻輳調節沖突,V
77、ergence-Accommodation Conflict,亦稱調焦沖突 為實現雙眼單視,人的眼鏡會運用輻輳和調焦來調節視線。如果輻輳和調焦的位置發生分離,會使大腦混亂,引起視覺疲勞,即輻輳調節沖突視差從有一定距離的兩個點上觀察同一個目標所產生的方向差異 近眼技術可以基于左右眼視差呈現立體視覺FoV視場角,Field of Vision,指人眼所能看到的圖像最大角度范圍 視場角越大,眼睛通過顯示器能看到的視野范圍就越大,沉浸體驗感越強出瞳距離出瞳距離,Distance of Exit Pupil,指自光學系統最后一面頂點到出瞳平面與光軸交點的距離Eyebox動眼眶范圍,指光學模組與眼球之間的
78、一塊錐形區域,也是顯示內容最清晰的區域 Eyebox越大,頭戴顯示器的機械容差越好,可適配不同眼距的人群 Eyebox越大,為維持感知亮度需要的光輸出也越大Eyebox輸入光光源輸出光63行業咨詢投資研究市 場 進 入競 爭 策 略IPO行業顧問募投商業盡職調查投后戰略咨詢為企業提供市場進入機會掃描,可行性分析及路徑規劃為企業提供競爭策略制定,幫助企業構建長期競爭壁壘為企業提供上市招股書編撰及相關工作流程中的行業顧問服務為企業提供融資、上市中的募投報告撰寫及咨詢服務為投資機構提供擬投標的所在行業的基本面研究、標的項目的機會收益風險等方面的深度調查為投資機構提供投后項目的跟蹤評估,包括盈利能力、
79、風險情況、行業競對表現、未來戰略等方向。協助投資機構為投后項目公司的長期經營增長提供咨詢服務艾瑞新經濟產業研究解決方案64艾瑞咨詢是中國新經濟與產業數字化洞察研究咨詢服務領域的領導品牌,為客戶提供專業的行業分析、數據洞察、市場研究、戰略咨詢及數字化解決方案,助力客戶提升認知水平、盈利能力和綜合競爭力。自2002年成立至今,累計發布超過3000份行業研究報告,在互聯網、新經濟領域的研究覆蓋能力處于行業領先水平。如今,艾瑞咨詢一直致力于通過科技與數據手段,并結合外部數據、客戶反饋數據、內部運營數據等全域數據的收集與分析,提升客戶的商業決策效率。并通過系統的數字產業、產業數據化研究及全面的供應商選擇
80、,幫助客戶制定數字化戰略以及落地數字化解決方案,提升客戶運營效率。未來,艾瑞咨詢將持續深耕商業決策服務領域,致力于成為解決商業決策問題的頂級服務機構。400-026-聯系我們 Contact Us企 業 微 信微 信 公 眾 號關于艾瑞65法律聲明版權聲明本報告為艾瑞咨詢制作,其版權歸屬艾瑞咨詢,沒有經過艾瑞咨詢的書面許可,任何組織和個人不得以任何形式復制、傳播或輸出中華人民共和國境外。任何未經授權使用本報告的相關商業行為都將違反中華人民共和國著作權法和其他法律法規以及有關國際公約的規定。免責條款本報告中行業數據及相關市場預測主要為公司研究員采用桌面研究、行業訪談、市場調查及其他研究方法,部分
81、文字和數據采集于公開信息,并且結合艾瑞監測產品數據,通過艾瑞統計預測模型估算獲得;企業數據主要為訪談獲得,艾瑞咨詢對該等信息的準確性、完整性或可靠性作盡最大努力的追求,但不作任何保證。在任何情況下,本報告中的信息或所表述的觀點均不構成任何建議。本報告中發布的調研數據采用樣本調研方法,其數據結果受到樣本的影響。由于調研方法及樣本的限制,調查資料收集范圍的限制,該數據僅代表調研時間和人群的基本狀況,僅服務于當前的調研目的,為市場和客戶提供基本參考。受研究方法和數據獲取資源的限制,本報告只提供給用戶作為市場參考資料,本公司對該報告的數據和觀點不承擔法律責任。合作說明該報告案例章節包含部分企業的商業展示,旨在體現行業發展狀況,供各界參考。