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1、2022年3月25日XR(VR/AR/MR)產業鏈梳理從智能手機到XR,從移動互聯網到元宇宙研究助理:劉睿哲執業編號:S0600121070038郵箱:證券分析師 :張良衛執業證書編號:S0600516070001聯系郵箱:證券研究報告證券研究報告行業研究行業研究半導體半導體核心觀點2n 我們認為,元宇宙可能是下一代互聯網的形態,類比移動互聯網對PC互聯網的升級,元宇宙可能比移動互聯網擁有更多維度的現實與虛擬世界的互動與融合,不僅滿足人們的精神需求,還可以大幅提高勞動生產率。元宇宙需要伴隨芯片算力提升、軟件設計引擎大眾化、XR(VR/AR/MR)等交互設備的便利化同時發展,疊加區塊鏈技術以及應
2、用生態的不斷豐富,才能逐漸逼近理想形式。n 我們認為,XR比PC/手機擁有更多維度的展示能力,信息呈現方式也更加便捷。就像智能手機是移動互聯網的入口,XR可能成為元宇宙的入口,也是實現元宇宙比移動互聯網更加沉浸性的必不可少的工具。n XR設備是消費電子領域最受關注的產品之一,主流形態也會從VR、AR發展到MR,最終將會取代智能手機的地位。2021年VR設備年銷量突破1000萬臺;我們預計,2022年銷量可能翻倍。AR/MR等有望取得突破性進展。2022年主要關注的有(1)蘋果可能推出的XR消費產品(2)Meta、PICO、索尼的VR設備銷量增速以及用戶在線時長等。n 我們認為,從產品生命周期來
3、看,XR已經跨過從0到1的導入期,開始發展到從1到10的成長期。硬件&整機制造(1)擁有較強綜合能力的公司,推薦歌爾股份,關注立訊精密(2)具有較高邊際變化的公司,例如VR會帶來光學部件和音視頻解碼芯片價值量的提升,推薦舜宇光學科技、全志科技,關注水晶光電、瑞芯微等(3)能夠實現高價值量國產替代的公司,關注面板領域的京東方、TCL科技等;軟件(1)引擎公司,關注Unity等(2)XR內容公司,例如推薦寶通科技(哈視奇)等;XR品牌(1)國際科技巨頭,關注Meta、微軟、索尼等;(2)深耕XR的國內公司,關注字節跳動(PICO);(3)智能手機巨頭,關注OPPO等。n 風險提示:技術風險、政策監
4、管風險、元宇宙仍處于發展早期,相關公司存在炒作概念風險。算力算法通信交互技術產權規則應用場景元宇宙GPU/CPU/ASIC芯片5G:低延遲確保沉浸感和元宇宙隨時可獲得性XR、腦機接口:人與虛擬世界的連接器區塊鏈/NFT:便捷高效的權屬認證展覽展示、虛擬人、泛游戲、工業設計、遠程操作虛擬世界創作工具圖表:元宇宙的六邊形模型圖表:XR的應用場景資料來源:界面新聞,東吳證券研究所YUkXnYeXuYoXrQpNnO8O9R8OnPqQsQmOiNnNpMiNoMzR8OnNvMvPsPmNvPoPwP目錄目錄2、硬件:減重+提升觀看效果,提升用戶滲透率3、軟件:提高內容豐富度,搭建生態系統4、整機組
5、裝:延續消費電子產業邏輯31、XR概覽:2021年出貨量已超千萬,2022年增速有望突破100%5、XR品牌:國外品牌領先,國內有望快速跟進6、風險提示XR:現實+虛擬的連接器圖表:VR、AR的實現方法資料來源:36氪,環球網,新浪網,東吳證券研究所4nXR/VR/AR/MR介紹:XR(Extended Reality),中文名為擴展現實,是指將現實與虛擬結合起來進行人機互動的可穿戴設備,目前主流的XR包括了VR虛擬現實、AR增強現實、MR混合現實等。nVR虛擬現實技術遮擋了所有視線,創造了完全的虛擬環境,通過VR頭顯可以體驗3D虛擬沉浸感。nAR增強現實技術通過在現實世界中疊加圖像、全息影像
6、將虛擬物體與現實世界結合起來。AR眼鏡率先由谷歌研發,每個鏡片中自帶投影儀來將現實與虛擬結合起來,其功能類似于放在眼鏡上的智能手機。nMR混合現實介于增強現實和虛擬現實之間,模糊了虛擬和現實的界限,在現實世界中融入了數字虛擬對象進行交互,在虛擬世界中現實物體又以虛擬現實出現。nXR依靠穿戴式設備或有定位設備的特殊環境(裸眼式XR)實現,目前市場上以穿戴式設備為主。圖表:可穿戴式XR與裸眼式XRXR:從分體式到獨立設備的大趨勢分體式VR一體式VR分體式AR一體式ARVR+AR - MR?5n我們認為,VR由于其使用時是剝離現實空間的,顯示和定位等技術更容易實現,將會更早實現普及,但由于其不能和現
7、實世界發生聯系,所以遠期可能會以家用游戲娛樂為主。而AR,包括混合VR功能的MR設備由于可以與現實世界發生聯系,因此可能會像智能手機一樣,成為普及率更高的產品,極大提高人與虛擬世界的交互能力,但受到算力、定位算法以及交互方式的限制,設備較重且價格較高,目前尚未實現大規模推廣,主要應用在To B端。圖表:XR的實現路徑及發展趨勢,環球網,新浪網,Screenrant,XR Today,東吳證券研究所 XR:延續智能手機邏輯,是下一代的終端?Statistics,新浪網,SoyaCincau,東吳證券研究所6n智能硬件的核心是顯示+交互+計算,XR的沉浸性和可穿戴性更好。智能手機的發展基本定型,自
8、iPhone 4以來幾乎沒有發生大的改變。我們認為,VR設備所處時期和智能手機剛剛興起的時期類似。在智能手機推出之前,PC的形態已經基本定型,大家不會對PC抱有變革性的期待,而PC的非便攜性無法使得PC成為生活中隨時可觸達的設備,這也使得數字化和信息化很難得到更大程度的滲透。同理,目前的智能手機無法帶來像XR更加沉浸的體驗,且智能手機與使用人的密切程度無法像穿戴設備一樣,XR擁有巨大的想象空間。n目前XR的主要問題在于便捷性、顯示交互能力與價格無法達到平衡點,但我們認為隨著資金和技術的加持,XR目前的痛點將會得到有效解決,XR替代手機的大趨勢不會改變。n通過對智能手機的復盤,可以類比XR所處的
9、階段。第一代iPhone,年銷量139萬部;2008年發布iPhone 3G,年銷量是1163萬部;2009年發布iPhone 3GS,年銷量是2073萬部;2010年發布iPhone 4,年銷量是3999萬部。如果把iPhone 4看做成熟化產品,那么目前Quest 2的千萬級年出貨量還無法達到iPhone 4的程度。但目前的VR更像是像游戲主機一樣的專用設備,其與智能手機的使用場景存在區別,因此XR的發展仍需持續跟蹤。圖表:iPhone誕生后各廠商智能手機出貨量(百萬臺)圖表:從PC到智能手機到XR便攜性提升沉浸性提升1.3911.6320.7339.9972.29125.05020406
10、080100120140200720082009201020112012銷量(百萬臺)XR技術逐漸成熟,2021年出貨量已經達到千萬級水平圖表:全球VR頭顯出貨量(萬臺)資料來源:VR陀螺,東吳證券研究所7nXR技術逐漸成熟,市場參與者越來越多。2012年谷歌推出Google Glass一代眼鏡,2013年Facebook以20億美元收購Oculus,并于同年發布Oculus Rift第二版開發套件,隨后索尼、三星、HTC等大廠也相繼推出相關產品。2016年索尼,HTC、Oculus推出第一代消費者版本的VR設備PSVR、HTC Vive、Oculus Rift,受限于內容與生態系統,當時VR
11、/AR設備并未普及。伴隨著5G全球布局,VR/AR行業迎來技術迭代更新,2020年VR一體機Oculus Quest 2上市,售價降至299美元,2021年9月小米發布單目光波導AR智能眼鏡,蘋果首款AR/VR設備也有望于2023年上線。2021年上半年,Steam游戲平臺中VR用戶活躍人數超250萬,VR進入快速發展期。AR眼鏡由于技術不夠成熟,相對VR增長較緩。n隨著內容日漸豐富,全球VR/AR設備出貨量快速增長。VR設備方面,受半衰期:愛莉克斯等VR內容發布及產品價格不斷下探影響,2020年全球VR頭顯設備出貨量大幅上漲,達到670萬臺(yoy+72%);AR方面,AR眼鏡出貨量達40萬
12、臺(yoy+33%)。根據VR陀螺預測,VR軟硬件生態已步入拐點,而AR產業因價格未達到消費級水平,仍主要應用于B端,未來發展取決于功耗、重量等難題攻克。而根據中國信通院發布的虛擬(增強)現實白皮書(2017 年),2022年VR/AR產業將正式步入深度沉浸階段,技術升級有望驅動硬件設備市場滲透率不斷提升。圖表:全球VR/AR行業融資并購金額(億元)20.187.116.418.9446.7620.6334.0716.2440.2316.747.188.649.7911.2624.8984.4974.0727.1451.73108.5817.652.6865.9531.2218.1020406
13、0801001202020-012020-042020-072020-102021-012021-042021-072021-102022-01180375350390670110020003600650011000108.3%-6.7%11.4%71.8%64.2%81.8%80.0%80.6%69.2%-20%0%20%40%60%80%100%120%0 2,000 4,000 6,000 8,000 10,000 12,000 2016201720182019202020212022E 2023E 2024E 2025E出貨量(萬臺)yoynXR的普及有賴于佩戴的便捷性和使用場景的豐富
14、度。佩戴的便捷性需要整個軟硬件產業鏈的不斷升級和完善:硬件產業鏈部分主要包括光學鏡頭、顯示器件、芯片(主控芯片及傳感器)等零部件以及各類整機制造,其升級目標是提升佩戴舒適度和顯示效果。軟件部分包括算法(定位,追蹤等)、系統平臺(操作系統、API及APP)、信息處理工具(3D建模及圖像渲染),其升級目標是減少眩暈感,并為應用生態夯實基礎。使用場景的豐富度的提升需要應用生態的不斷探索,目前主要分為To B和To C端的應用:To B包含醫療、教育、房產、軍事等行業,To C主要集中在游戲領域。To B端目前發展更快,在培訓、遠程教育、軍事等領域均有大規模應用;但大規模放量仍需To C端的發力,目前
15、主要矛盾在于設備的性價比偏低以及使用場景偏少。但可喜的是,像第一人稱射擊類游戲、恐怖類游戲以及模擬運動類游戲的體驗性不斷提高,已經使XR獲得了很強的粘性,我們認為消費者對于XR的使用率將會不斷提高。圖表:XR的To B培訓應用圖表:XR的To C游戲應用圖表:XR的To B軍事應用7870網站,vrscout網站,新浪網,東吳證券研究所 XR:硬件+軟件全面升級,從To B逐漸走向To C8目錄目錄2、硬件:減重+提升觀看效果,提升用戶滲透率3、軟件:提高內容豐富度,搭建生態系統4、整機組裝:延續消費電子產業邏輯91、XR概覽:2021年出貨量已超千萬,2022年增速有望突破100%5、XR品
16、牌:國外品牌領先,國內有望快速跟進6、風險提示歌爾股份、立訊精密、聞泰科技、兆維機電、鵬鼎科技、欣旺達、富士康等整機組裝 約35%l聲學:歌爾股份、瑞聲科技、立訊精密、恒玄科技等l陀螺儀&眼動追蹤:博世、意法半導體l其他:鵬鼎控股、東山精密、長盈精密、領益智造、藍思科技、兆威機電、德賽電池、達瑞電子等其他零部件 約1015%LCD:(70美元)JDI、夏普、京東方、TCL科技等OLED:索尼、LG顯示、京東方、維信諾、TCL科技、奧雷德、視涯技術、國照光電、湖畔光電、昆山夢顯等Micro/MiniLED:京東方、TCL科技、鴻利智匯、顯耀科技等鏡片: (2片8美元)舜宇光學科技、歌爾股份、玉晶
17、光電、揚明光學等攝像頭:(4顆11美元)舜宇光學科技、聯創電子、玉晶光電、大立光電、水晶光學、聞泰科技等光學 約610%Soc: (70美元)高通、三星、聯發科、瑞芯微、全志科技等Memory:(運存20美元+內存25美元)三星、海力士、華邦、安森美、意法半導體、兆易創新、普冉股份等Wifi&BT:(Wifi12美元+BT3顆7美元)Nordic、博通、瑞昱、晶晨股份、恒玄科技等網、東吳證券研究所芯片 約4550%顯示 約2025%VR:硬件典型價值量占比及相關公司標的注:上圖是以Quest 2 為例將價值量進行拆分;零部件價值量參考了市場的公允價格進行的推算,不代表確切數字。10光學鏡片:菲
18、涅爾是主流,短焦/折疊光路是未來趨勢圖表: VR方案優缺點對比舜宇專家調研,搜狐網, bilibili蔡子尤用戶,東吳證券研究所11nVR的核心是要實現小體積、輕重量的顯示。體積若要做小,那么鏡片的焦距要盡可能短;重量若要做輕,那么鏡片的厚度要盡可能薄。對傳統透鏡來說,小焦距和薄鏡片是不能兼容的,因此需要新的技術來解決這個矛盾。除了普通的透鏡成像外,還有菲涅爾透鏡成像和折疊光路圖像成像這兩種手段。1.普通透鏡成像制作工藝傳統,成像質量有保障,但受到焦距限制無法減重。2.菲涅爾透鏡是主流設備采用方案,知名的有Pico neo3以及Oculus Quest 2等。其焦距略有縮小,質量較輕,制作成本
19、比普通透鏡小,但由于曲率不連續,影響了成像質量。二者均由于焦距太長的問題,限制了VR設備向輕薄化發展。3.短焦系統通過折疊光路(復合透鏡)的方式,將鏡片減薄從而大大減輕設備重量,是未來VR設備發展方向。由于光路設計復雜、且需要經過多次反射折射,光路損耗較大,對鍍膜技術、光路設計能力要求很高。像Meta2021年10月宣布將要推出的 Meta Project Cambria,就準備采用這樣的設計方法。圖表:傳統透鏡、菲涅爾透鏡與折疊光路的示意圖普通透鏡(非球面)菲涅爾透鏡短焦/折疊光路系統典型重量600g400500g我們預計2023年可降到200300g優點成像質量有保障,光路簡單,光路損耗小
20、,制造成本較低質量較輕,制作成本比普通透鏡低,光路簡單,光路損耗??;視場角可以很高焦距小,厚度進一步縮小,成像完整性較好;體積、重量較其他方案可大幅降低缺點元件較厚,焦距較長,阻礙VR設備輕薄化焦距雖有減小但仍然較大,成像質量一般;無法調節屈光度,視覺舒適性一般光路復雜,制造成本較高;光損耗較大,成像過程容易出現雜光;視場角偏小傳統透鏡菲涅爾透鏡折疊光路折疊光路:技術有瑕疵,成本較高圖表:理想狀態bilibili蔡子尤用戶,VR陀螺,艾邦VR網,視涯科技,東吳證券研究所12n折疊光路(短焦系統)主要由反射式偏振片,復雜光學組件和顯示屏構成。反射式偏振片只允許特定偏振方向的光路通過。光學組件的設
21、計方案較為靈活,由布拉格光柵、偏振片、四分之一波片等光學元件組合而成,實現改變光路偏振方向、反射和折射等功能。具體來講,由顯示器發出光,通過分光鏡,在偏振片上發生反射,再次通過分光鏡反射,實現光路折疊,然后通過偏振片射入人眼。n但由于其復雜的光路設計,多次反射折射,對光損耗較大,工藝制造中且容易出現雜光問題。n截至2021年底,市場已經出現折疊光路的產品,如華為VR Glass,雪麒麟音樂VR,以及Meta將要推出的 Meta Project Cambria等,但目前尚未成為市場主流產品。圖表:折疊光路可能產生雜光反射式偏振片光學組件顯示器圖表:折疊光路較菲涅爾方案的體積減少對比圖表:視涯科技
22、推出的折疊光路模組AR光學:光波導可實現更輕重量,是未來發展方向圖表:各方案優缺點對比吳證券研究所13n由于AR需要看到現實世界,又要看到虛擬世界,對顯示模塊、光學模塊以及定位模塊的要求都很高。目前的技術很難兼顧重量、顯示效果和價格,主要應用場景在To B端,發展較VR要緩慢很多。n光波導是引導光波在其中傳播的介質裝置,又稱介質光波導。通過光的全反射原理,實現光在光路中的傳輸,損耗較小,最典型的光波導應用即光纖。光波導由于其采用全反射的發射方式,光損耗小,同時為用戶提供較大的視場角,有一定優勢,而且所需空間小,有利于AR眼鏡輕薄化。但由于其生產復雜、成本較高,不同顏色光折射率不同,產生彩虹效應
23、,光學設計難度高。n綜合考量來看,光波導技術特別是衍射光波導,能夠大大減薄鏡片的厚度(重量),是AR邁向輕薄化的技術路徑。示意圖光學方案離軸光學棱鏡自由曲面幾何光學幾何/衍射光波導特點笨重頭盔式712mm厚度8mm厚度303060/40較低難度中等難度較高難度較高難度采用廠商Meta谷歌、影創影創、Nreal、惠牛、耐德佳、聯想、Epson靈犀、瓏璟、Magic、Leap、Lumus、微軟、Waveoptics、鯤游、Digilens、至格舜宇光學科技:XR光學元件供應商14,搜狐網,東吳證券研究所n公司專業從事光學及光電相關產品設計、研發、生產及銷售。主要產品包括三大類:一是光學零組件,主要
24、包括玻璃/塑料鏡片、平面產品、手機鏡頭、車載鏡頭、安防監控鏡頭及其他各種鏡頭;二是光電產品,主要包括手機攝像模組、3D光電模組、車載模組及其他光電模組;三是光學儀器,主要包括顯微鏡及智能檢測設備等。目前,公司已經形成了手機行業、汽車行業、安防行業、顯微儀器行業、機器人行業、AR/VR行業、工業檢測行業、醫療檢測行業八大事業板塊。n舜宇光學的光學模組和攝像頭已經開始向VR廠商供貨。Oculus Quest 2中的紅外捕捉鏡頭,80%由舜宇光學提供,其菲涅耳透鏡和顯示屏中,30%由舜宇光學提供,借助Oculus Quest 2的巨額銷量,我們預計2022年舜宇光學VR產品方面營業收入約為1.3億美
25、元。n舜宇光學不斷進行VR技術更新迭代,正在進行折疊光路的技術研發,不斷克服雜光問題,預計2023年可以推出新產品,設備重量將下降到200g左右。n舜宇光學拓展AR領域光學元件制造。舜宇光學AR鏡片采用衍射光波導技術,厚度可下降到1.2mm左右,公司加大研發投入,克服眩暈感和延遲問題,預計可于2023年推出相關產品。圖表:舜宇光學鏡頭圖表:Oculus Quest 2水晶光電:領先的AR光學元件制造商15官網,東吳證券研究所n水晶光電是全球精密光電薄膜元器件研發和產業化基地,涉及五大產業板塊的研發與制造企業,產品包括光學元器件、生物識別、薄膜光學面板、新型顯示、反光材料等。公司下設十余家全資及
26、控股子公司,并參股日本光馳株式會社、浙大創投、寧波基石投資、武漢物易云通、京浜光學、朝歌數碼等多家企業。在AR領域,公司主要進行AR光學元件的制造,有著先天的技術優勢,產品主要包括高折射率晶圓、AR顯示模組、AR光波導光學模組等。公司主導產品光學低通濾波器(OLPF)、紅外截止濾光片及組立件(IRCF)和窄帶濾光片(NBPF)產銷量居全球前列。n高折射率晶圓:該產品主要應用于光波導AR/MR眼鏡鏡片。通過對高折射率材料進行高精度切、磨、拋光、鍍膜等技術,公司利用德國肖特公司在光學材料與超薄玻璃領域的領軍地位與自身出色的加工和涂層技術,提升AR設備性能,以帶來更佳的感官體驗。nAR顯示模組:該產
27、品可用于游戲、醫療、軍工等各領域,產品采用折反式光學成像原理,使人眼可以觀察到高清晰度,大視場角,高對比度的圖像信息,色彩均勻,視野較大。nAR光波導光學模組:可應用于航空電子、物流配送、工業等領域,具有超薄的鏡片形態,極佳的可穿戴性,使用全息聚合物體光柵技術,基于衍射光學成像原來,實現圖像信息的傳輸。致力于提供高清晰度、高對比度、大視場角、全彩顯示的新型可穿戴設備。圖表:高折射率晶圓圖表:AR顯示模組圖表:AR光波導光學模組n深厚的學術積累和人才團隊,長期投入于原創技術研究。建立了光學工程院士工作站, 開展光學前沿課題的應用研究。擁有光學精密模具、光學鏡頭、影像模組等自主知識產權技術的專利百
28、余件。針對VR/AR研究設立了專門機構 ,“虛擬現實關鍵光學和光電組件技術創新團隊”入選江西省首批VR產業創新創業優秀人才團隊。 n一體化產業鏈保證了多樣化的需求,降低了公司成本。公司集研發、制造、銷售為一體。具備光學精密模具設計制造、鏡片等光學部品加工、光學鏡頭和影像模組研發制造等全流程控制能力。 n公司實施大客戶戰略 。在現有客戶資源的基礎上,力爭進一步提升客戶的市場份額,同時積極開拓新客戶。聯創電子一直是全球最大的運動相機鏡頭供應商,成為行業標桿。聯創電子也是全球最大的全景相機鏡頭和全景影像模組的供應商,在行業樹立了良好的口碑。聯創電子在車載ADAS領域為國內外知名新能源汽車公司(如Te
29、sla等)的長期穩定供貨,及與國際知名的算法方案公司 Mobileye和Nvidia形成的戰略合作關系,已經形成了較大的行業影響力。n公司深耕VR/AR光學部件領域,具備AR幾何光波導技術,VR、AR光電組件相關研發設計、制作及測試經驗??蛻舭∕agic Leap、Leap motion、Jabil等。在全景攝像機領域,借助折反光學系統形成的技術優勢,公司進一步將產品線由全景鏡頭擴展到全景影像模組,成為Insta360全景影像模組的第一供應商,市場競爭力顯著。司公告,東吳證券研究所圖表:聯創電子全球布局圖表:AR/VR攝像頭 聯創電子:XR攝像頭供應商 16顯示屏:XR領域的強勁需求推動微顯
30、示技術發展nLCD和LED技術都存在突破的空間,隨著技術的進步,顯示效果會越來越好,成本也會越來越低。XR與電視和手機相比,需要更快的刷新率與像素密度(PPI),由于光學鏡片的光損失,顯示屏還需要更高的亮度和對比度。早期的分體式 VR 屏幕多采用 OLED 技術,其在刷新率上具有優勢,但缺點是紗窗效應明顯,且成本較高。LCD屏幕的次像素間距比OLED 要小,紗窗效應減輕很多,同時改良后的Fast-LCD 技術使用全新液晶材料(鐵電液晶材料)與超速驅動技術可以有效提升刷新率至75-90Hz,成為現階段VR產品的主要解決方案,但仍存在PPI不足、對比度較低等不利因素。n微顯示技術是未來XR顯示的發
31、展趨勢之一,微顯示主流技術路線包括LCOS、Micro-OLED和Micro-LED微顯示技術等:1.硅基液晶技術(Liquid Crystal on Silicon,LCOS):其優勢在于基底采用了半導體材料單晶硅,擁有良好的電子遷移率,而且單晶硅可形成較細的線路,較容易實現高分辨率的顯示結構,反射式成像也不會因光線穿透面板而大幅降低光利用率,因此提升了發光效率。 2.Micro-OLED技術:基于硅基的有機發光二極管顯示方案,除具有OLED自發光等優勢外,也可實現超高分辨率及刷新率、低延時、體積小、功耗低等優異特性。業界已實現了的分辨率為20482048、刷新率達120Hz且延時僅10微秒
32、的Micro-OLED顯示方案。3.Micro-LED技術:將LED的發光單元進行薄膜化、微小化和陣列化,從而讓每個單元小于100微米,與OLED一樣能夠實現每個圖元單獨定址和單獨驅動發光,但與OLED相比,Micro-LED的顯示壽命更長,同時響應速度可以達到納秒級別,比OLED更快。產品名稱刷新率單眼分辨率顯示屏Oculus Quest 290Hz1832*1920LCD索尼PSVR90Hz/120Hz960*1080OLEDPico Neo390Hz 1832*19204K Fast-LCDHTC Vive Pro290Hz/120Hz2448*24485K Fast-LCDHTC Vi
33、ve Focus 390Hz2448*2448雙LCD圖表:下一代微顯示技術的優劣勢圖表:主流產品使用的顯示技術犀微光,極客酷玩,東吳證券研究所LCOSMicro-OLED Micro-LED最大亮度5000 nits3000 nits104105 nits對比度1500:1100000:1100000:1刷新率60180Hz快于LCOS快于LCOS分辨率5000 dpi15003000 dpi3000 dpi功耗300 mW100 mW10mW工作溫度-1085-5070-100120價格(預估)30 USD50 USD1000 USD17n作為顯示領域龍頭,布局十分廣泛。顯示事業是京東方”
34、1+4+N”航母事業群的母艦,聚焦器件和整機業務,擁有16條面板生產線(一條在建)、6條整機產線。生產基地分布于北京、四川成都、安徽合肥等12個省市;業務涉及電視、顯示器、筆記本電腦、平板電腦、手機及VR/AR、車載、醫療、拼接、穿戴、EPD、商用、工控、家居、白板等創新應用產品。截至2021年3季度,全球超過四分之一的顯示屏來自京東方,其超高清、柔性、微顯示等解決方案已廣泛應用于國內外知名品牌。n為應對下一代XR的需求,公司積極興建微顯示面板生產線。京東方已建成了8英寸硅基OLED產線,同時已投資興建12英寸硅基OLED產線,產品包含Micro OLED顯示模組和Fast LCD模組,尺寸包
35、含0.39inch至5.5inch,具有高分辨率,快速響應,高刷新率等特點,可應用于多種微顯示場景。京東方還在MiniLED領域進行布局,實現75英寸玻璃基雙拼背光產品點亮,已向多家品牌客戶進行推廣,聯合研發的全球首臺最大針刺式固晶機裝機并調試完成,固晶速度大幅提升;玻璃基直顯側面線路、固晶和組裝等瓶頸技術開發完成,P0.9 AM玻璃基產品開發與市場推廣穩步推進中。 此外,MiniLED技術輔以HDR功能,將更好地發揮VR產品近眼超清細膩畫質要求。公司VR產品已與VR頭部企業合作,并處于穩定供貨中。圖表:京東方Micro OLED顯示模組和Fast LCD模組參數圖表:京東方的MicroOLE
36、D VR樣品京東方:面板行業龍頭 新聞,京東方官網,東吳證券研究所18n積極布局下一代顯示技術與材料,以生態領先構筑先發優勢。在LCD以外的技術選擇上,TCL科技更愿意押注“更長遠”的Micro-LED,公司與三安成立聯合實驗室聚焦Micro-LED技術開發,推動公司在該領域從材料、工藝、設備、產線方案到自主知識產權的生態布局,并形成Micro-LED商業化規模量產的工藝流程解決方案。 TCL華星在Micro LED領域已擁有140件專利,數量位居全球第一;公司還通過TCL 資本投資了大量產業鏈公司布局前沿技術,目前公司PCT專利申請數位居國內企業第4,量子點專利排名全球第二,有望在下一代顯示
37、技術到來之際建立起領先優勢。n推出首款VR產品,正式進軍VR賽道。VR產品線上,TCL華星已經推出了LCD VR屏,是TCL旗下首款VR顯示屏,擁有全球最高的1500PPI,PPI已達到了業界領先水準,極大改善了紗窗效應,給用戶帶來更加細膩的VR體驗。除了超高PPI,這款產品還擁有120Hz高刷新率,可呈現更流暢、更真實、更具沉浸感的虛擬世界體驗。圖表:TCL首款LCD VR屏圖表:TCL產品NxtWear G VR 眼鏡TCL科技:積極布局新一代面板技術網,搜狐網,同花順,和訊網,東吳證券研究所19芯片:延續智能手機邏輯,國產替代任重道遠n主控芯片SoC是VR產品實現運行控制和數據處理的核心
38、。VR主控芯片性能的不斷提升,可以顯著改善VR產品在高品質圖像處理、高速無線通信和多傳感器信息融合等方面的功能體驗,推動VR產品升級。n相對手機等傳統智能終端而言,VR設備對芯片的性能要求更高。VR畫面渲染負載與時延要求比傳統游戲高數倍,算力堆疊這一粗放式的渲染方式難以在渲染質量、時延與成本間取得平衡,精細化渲染成為業界主攻方向。n中高端VR芯片主要由高通芯片占據,國內廠家在芯片設計和算法支持上均有較大差距。目前可以向XR供應芯片的公司有:高通、聯發科、AMD、三星、意法半導體、瑞芯微、全志科技等。其中,高通切入VR賽道利用了在手機芯片產業鏈的優勢,針對VR進行修改即可使用,驍龍XR2以及驍龍
39、845等已成行業標配,疊加高通在算力領域的支持力度逐漸加強(提供6DOF算法模塊),現已占領大部分高端市場份額。產品名稱芯片Oculus Quest 2高通驍龍XR2電信天翼 小V一體機全志VR9Pico Neo3高通驍龍XR2NOLO X1高通驍龍X1HTC Vive Focus 3高通驍龍XR2愛奇藝 奇遇2 高通驍龍835圖表:主要VR產品使用芯片圖表:主要芯片參數對比司官網,ZOL在線,VR陀螺,Elecfans,東吳證券研究所整理20n國產主控芯片仍需時間積累,全志科技、瑞芯微、晶晨股份等廠商都提供了虛擬現實解決方案,但性能尚有差距,應用的產品較少。n瑞芯微2016年推出了RK339
40、9,定位高端VR芯片,采用了雙Cortex-A72大核四Cortex-A53小核和高端圖像處理器,面向高端VR設備市場。 2021年12月16日,瑞芯微發布了新一代頂級旗艦芯片RK3588。 RK3588采用4核Cortex-A76和4核Cortex-A55的典型大小核架構,大核主頻2.4GHz,小核主頻1.8GHz,充分考慮了性能和功耗的平衡。1MB L2 Cache和3MB L3 Cache,提供更強的CPU運算能力。瑞芯微同時還發布了基于RK3588的4K 90Hz VR低延遲物理雙屏VR解決方案,采用京東方2.1寸Fast-LCD雙屏,單目分辨率2160*2160,雙目4320*216
41、0分辨率,像素密度達到1454。雙屏近眼顯示,支持更小的色散和畸變。n全志科技2017年推出了VR9,采用四核Cortex-A53, 支持4K60fps解碼,視頻播放能力與高通驍龍XR1持平,主要用于中低端視頻播放VR設備。 VR9還集成傳感器控制中樞:Sensor HUB。它可以用低功耗狀態實現1000 tps實時信號捕捉,使9軸陀螺儀的處理能力翻倍,這樣,頭部運動追蹤體驗就更加流暢,并支持內置式(Inside Out)6自由度位置追蹤系統。圖表:瑞芯微發布芯片RK3588圖表:全志科技VR9架構圖表:電信天翼VR小V一體機使用全志VR9芯片芯片:延續智能手機邏輯,國產替代任重道遠官網, i
42、ttbank公眾號,東吳證券研究所21n傳感器是VR產品感知用戶動作并實現功能反饋的核心部件,也是實現VR沉浸式交互的重要環節。目前,VR設備中的傳感器主要分為三個大類:1.IMU傳感器,即慣性傳感器。包括加速度傳感器、陀螺儀和地磁傳感器,這些傳感器主要用于捕捉頭部運動,特別是轉動。在使用VR設備時,使用者在虛擬世界的物理信息,主要是頭部的朝向姿態及所處的物理位置。IMU可根據DOF的不同來加以區分,DOF即自由度。3DOF的VR眼鏡或VR設備該VR設備可以檢測到頭部向不同方向的自由轉動,但是不能檢測到頭部的前后左右的空間位移。6DOF的VR設備(眼鏡),則除了檢測頭部的轉動帶來的視野角度變化
43、外,還能夠檢測到由于身體移動帶來的上下前后左右位移的變化。3DOF可以用來看VR電影,要達到玩游戲時與場景中的交互,則需要能夠支持6DOF的VR設備。2.動作捕捉傳感器,目前的方案有紅外鏡頭和紅外感應傳感器等,主要用來實現動作捕捉,特別是使用者左右前后的移動。3.VR設備中會用到的其他類型傳感器,如佩戴檢測用的接近傳感器、觸控板用的電容感應傳感器等已被廣泛使用,而眼球追蹤用到的紅外攝像頭,及實現手勢識別、實現AR功能的傳感器等可能會被應用在未來的VR設備中。n隨著VR應用的不斷豐富,VR中搭載的傳感器數量有望持續增長,目前IMU等傳感器主要由博世、意法半導體等提供,中國廠商尚未滲透到這個領域;
44、紅外鏡頭中國廠商市占率較高,。圖表:3DOF和6DOF示意圖圖表:陀螺儀基本原理圖表:動捕設備示意圖圖表:Quest 2的眼動追蹤專利示意圖傳感器:種類較多,供應商以國際大廠為主司官網,搜狐網, vrpinea網站,映維網,東吳證券研究所22目錄目錄2、硬件:減重+提升觀看效果,提升用戶滲透率3、軟件:提高內容豐富度,搭建生態系統4、整機組裝:延續消費電子產業邏輯231、XR概覽:2021年出貨量已超千萬,2022年增速有望突破100%5、XR品牌:國外品牌領先,國內有望快速跟進6、風險提示操作系統:延續智能手機邏輯n操作系統(operating system,簡稱OS)是管理計算機硬件與軟件
45、資源的計算機程序。操作系統需要處理如管理與配置內存、決定系統資源供需的優先次序、控制輸入設備與輸出設備、操作網絡與管理文件系統等基本事務。操作系統也提供一個讓用戶與系統交互的操作界面。n主流VR設備的操作系統由安卓主導。當前市場中的VR一體機的操作系統大多基于安卓系統底層進行優化和定制,分體式VR設備則依靠主機的操作系統。除了安卓之外,部分VR設備使用windows操作系統,華為分體式VR glass則是基于其自主研發的鴻蒙os。nMeta(Facebook)的操作系統研發項目從2017年開始正式立項,其內部代號為XROS,主要為VR/AR設備提供服務,共有300多名人員參與研發。這是Meta
46、擺脫對谷歌和蘋果公司等移動操作系統制造商的依賴,布局從底層架構到硬件“自成一體”格局的關鍵一步棋。VR設備操作系統Oculus quest 2安卓愛奇藝 奇遇3安卓Pico Neo3安卓10大朋 P1 Ultra 4K安卓8.1華為 VR Glass鴻蒙OS2.0及以上HTC Vive Pro2Windows 10圖表:主流VR設備操作系統圖表:VR OS界面司官網,京東,新浪網,東吳證券研究所24n鴻蒙OS是華為公司開發的一款基于微內核、面向5G物聯網、面向全場景的分布式操作系統。這個新的操作系統將打通手機、電腦、平板、電視、工業自動化控制、無人駕駛、車機設備、智能穿戴統一成一個操作系統,并
47、且該系統面向下一代技術而設計,能兼容全部安卓應用的所有Web應用。n鴻蒙OS不是安卓系統的分支或修改而來的,其性能上不弱于安卓系統。其實現了模塊化解耦,對應不同平臺可以彈性部署,靈活適配全場景豐富終端形態,這也是分布式架構首次用于終端OS領域,實現了跨終端無縫協同體驗。同時通過確定時延引擎確保用戶交互體驗流暢,匹配應用特征實現資源精準調度,響應時延降低25.7%,帶給用戶流暢穩定的使用體驗。n鴻蒙OS支持面向多終端的IDE環境,提高開發效率。作為跨設備、全場景的開源OS,鴻蒙具備統一的、跨平臺的開發環境,實現一次開發、多端部署,開發者無需為不同的硬件做適配?;邙櫭砷_發的應用、內容能更順暢地平
48、移到VR/AR設備,而VR/AR的能力也能更平滑地融入機器人、無人機等終端設備,實現真正的“超級視野”。圖表:華為發布自研鴻蒙OS圖表:華為自研VR Glass華為鴻蒙OS:萬物互聯的操作系統司官網,東吳證券研究所25算法引擎:從游戲引擎平臺切入XR圖表:游戲引擎中的物理與動畫引擎系統SDN,英偉達官網,游資網,東吳證券研究所26n算法(引擎),定義了虛擬世界中的基礎規則和呈現方式。它定義并實現了游戲中的自然法則。這些法則包括光影效果、動畫系統和物理系統等。(游戲)引擎可以減少重復開發,降低開發門檻。通常,引擎進行物理模型計算、AI計算、圖像渲染、聲音、動畫系統渲染等功能。n平臺化引擎公司逐漸
49、發展壯大。早期虛擬世界的設計通常由大型公司來進行,設計引擎通常也是自有的封閉引擎;隨著虛擬世界的開發人員的不斷增多與虛擬世界產業的不斷壯大,很多優秀的引擎選擇平臺化發展戰略。其中比較有名的為Unity和Unreal引擎。平臺化引擎的出現很大降低了開發門檻,使更多中小創作者有能力來進行高逼真度或者是更加宏大的虛擬世界的創作,促進了UGC的發展。n目前在XR中開發應用和內容幾乎都是使用平臺化的游戲引擎。Unity較為重視XR內容的支持,推出了Unity Mars,在XR引擎開發中占據優勢地位。圖表: (游戲)引擎公司圖表:人物在說話時的面部模擬nSDK(Software Development K
50、it)即“軟件開發工具包”,一般都是一些軟件工程師為特定的軟件包、軟件框架、硬件平臺、操作系統等建立應用軟件時的開發工具的集合。簡單講,就是通過第三方服務商實現產品功能的軟件工具包。n通常SDK是由專業性質的公司提供專業服務的集合,比如提供安卓開發工具、或者基于硬件開發的服務等。也有針對某項軟件功能的SDK,如推送技術、圖像識別技術、移動支付技術、語音識別分析技術等,在互聯網開放的大趨勢下,一些功能性的SDK已經被當作一個產品來運營。nVR廠商均有推出SDK供開發者使用。2021年世界VR 產業大會上,百度VR 首次對外展示了VR suite VR 內容展示SDK,這是百度VR 自研的一項全端