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传媒行业:2023年是硬件的“大年”VR技术路径下的产业链剖析与相关标的-221012(37页).pdf

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传媒行业:2023年是硬件的“大年”VR技术路径下的产业链剖析与相关标的-221012(37页).pdf

1、 1 本报告版权属于安信证券股份有限公司。本报告版权属于安信证券股份有限公司。各项声明请参见报告尾页。各项声明请参见报告尾页。20232023 年是硬件的“大年”,年是硬件的“大年”,VRVR 技术路技术路径下的产业链剖析与相关标的径下的产业链剖析与相关标的 在 112 页拆机报告全拆解其架构、迭代路径、组件、算法、内容生态、市场、未来趋势中,我们对比了 VR 与智能手机的架构差异,得出结论是 VRVR 产业链的关键产业链的关键部位在于光学、显示与交互。部位在于光学、显示与交互。光学:光学:PancakePancake 方案的成熟应用,从头显的轻薄化与屈光度调整两大维度,有望方案的成熟应用,从

2、头显的轻薄化与屈光度调整两大维度,有望带来带来 VRVR 设备里程碑式的体验提升。设备里程碑式的体验提升。在苹果、Meta、PICO 等行业龙头的引领作用下,Pancake 商用趋势的确定性高,Pancake 渗透率提升叠加 VR 放量有望带来VR 光学市场规模加速成长,可关注膜材、贴膜、组装调整等核心环节的投资机会。显示:当前显示:当前 VRVR 显示面板已从显示面板已从 AMOLEDAMOLED 发展到发展到 FastFast-LCDLCD,未来几年,未来几年 Mini LEDMini LED背光背光 FastFast-LCDLCD、Micro OLEDMicro OLED(硅基(硅基 O

3、LEDOLED)均有望成为)均有望成为 VRVR 主流显示应用方案。主流显示应用方案。Mini LED 背光相比传统 LED 大幅提升显示屏亮度与对比度,可适配折叠光路(Pancake)光学方案,同时 Mini LED 背光依托成熟 LCD 生产,产业链更成熟,供给能力更强大。硅基 OLED 与现在主流 VR 产品使用的 Fast-LCD 相比,在亮度、对比度、响应时间、功耗、体积等方面优势巨大,也是 VR 头显显示方案的新选择。交互:交互:VR VR 追求虚拟场景下的深度交互,头手追求虚拟场景下的深度交互,头手 6DoF6DoF 成为标配、眼动追踪、全身成为标配、眼动追踪、全身追踪、面部识别

4、等技术有望进一步提升用户沉浸感,向接近自然的交互方向迭追踪、面部识别等技术有望进一步提升用户沉浸感,向接近自然的交互方向迭代。代。新硬件的交互方式亟待重构,苹果曾经两次定义交互方式(PC 时代 Lisa 定义“图形用户界面(GUI)、鼠标和键盘”,智能手机时代 iPhone 定义触控交互),关注苹果首款 MR 及相应交互范式。2 2023023 年是硬件的大年年是硬件的大年,PICOPICO4 4、QuestQuest ProPro 已已重磅重磅发布发布,将将开启新一轮产品周期开启新一轮产品周期,V VR R 消费市场有望加速放量消费市场有望加速放量,利好硬件与内容生态正向循环利好硬件与内容生

5、态正向循环。近期,PICO 发布 PICO 4/4 pro、Meta 发布 Quest Pro(代号 Cambria),2023H1 预计苹果、索尼等 VR 主流厂商均有新品发布计划。行业巨头新品迭代开启新一轮产品周期,2023 年将迎来新硬件大年,且此轮新品周期关键在于 Pancake 光学方案、硅基 OLED 显示方案等核心技术的迭代与应用,助力 VR 头显进一步打开消费市场。PICO 4 在维持大众定价的同时全面升级硬件性能,有望树立国内 VR 旗舰机标杆;Quest Pro 定位办公场景与生产力工具,支持全彩透视、眼追、面捕,旨在弱化虚实边界加强虚实交互。当下当下VRVR 市场市场的发

6、展阶段的发展阶段可类比于早期的智能手机市场。可类比于早期的智能手机市场。首先是 VR 设备的整体升级方向是轻薄化、便携化、提升用户体验,用户量爬升速度不快,主要由头部产品提振。其次硬件产业链各环节的升级迭代趋势较为明确,光学、显示、交互等模块均存在较大的创新与进步空间,这一阶段伴随着技术的迭代标杆性的新品会陆续推出,如PICO4、Meta Quest Pro、苹果 MR 等,加速 VR 消费级市场成长。这一阶段行业巨头起到重要引领作用,市场演进过程可能伴随着量价双升过程,内容丰富度的提升及商业模式的创新有望催化这一进程。关注标的:关注标的:我们主要围绕两点标准筛选标的,首先是根据备战元宇宙投资

7、的三个阶段的划分,当下仍处于第一阶段,即筛选的投资标的是有元宇宙(如硬件产业链)的相关业务;进而是目前各 VR 硬件厂商均在探索各自的技术路径,产业链并未定型,但产业链的关键部位在于光学、显示与交互,按照这三大关键环节再加上整体设计/组装代工共四条脉络做具体筛选。Tabl e_Ti t l e 2022 年年 10 月月 12 日日 传媒传媒 Tabl e_BaseI nf o 行业深度分析行业深度分析 证券研究报告 投资投资评级评级 领先大市领先大市-A 维持维持评级评级 Tabl e_C hart 行业表现行业表现 资料来源:Wind资讯%1M 3M 12M 相对收益相对收益-3.31 1

8、.53 2.55 绝对收益绝对收益-12.25-12.05-21.12 焦娟焦娟 分析师 SAC 执业证书编号:S01 马良马良 分析师 SAC 执业证书编号:S01 相关报告相关报告 周观点 36 期:Metaverse,游戏先行 2021-09-13 Metaverse,游戏先行 2021-09-12 什么是 NFT?有望推动内容资产的价值重估 2021-09-08 周观点第 35 期:北交所成立对传媒板块内的利好逻辑有两条 2021-09-05 VR/AR 是中 场,Metaverse 是终局

9、 2021-08-30 -24%-16%-8%0%8%16%24%-022022-06传媒(中信)沪深300 2 本报告版权属于安信证券股份有限公司。本报告版权属于安信证券股份有限公司。各项声明请参见报告尾页。各项声明请参见报告尾页。整机设计整机设计/组装代工:组装代工:创维数字、歌尔股份、立讯精密、和硕、广达、龙旗科技、欣旺达、富士康;光学:光学:歌尔股份、舜宇光学科技、玉晶光、扬明光学、欧菲光、三利谱、杰普特、联创电子、兆威机电;显示:显示:京东方、华兴源创、智立方、易天股份、隆利科技、鸿利智汇、长信科技、利亚德、德龙激光、三安光电;交互:交互:胜宏科技、赛微电子、敏

10、芯股份、韦尔股份、美迪凯、科瑞技术。风险提示:风险提示:下游需求不及预期、技术突破不及预期、政策及监管力度变化、VR 游戏表现低于预期、疫情反复风险。QU9UpXbWbUiVpPrRoM8OdN6MpNqQoMoMeRpOpPeRnMnO8OqQxOvPpMpPuOoNwP行业深度分析/传媒 3 本报告版权属于安信证券股份有限公司。本报告版权属于安信证券股份有限公司。各项声明请参见报告尾页。各项声明请参见报告尾页。内容目录内容目录 1.产业链的关键部位在于光学、显示与交互产业链的关键部位在于光学、显示与交互.5 2.光学:光学:Pancake 方案成熟应用有望带来方案成熟应用有望带来 VR 设

11、备里程碑式的体验提升设备里程碑式的体验提升.6 2.1.Pancake 方案的轻薄化与支持屈光度调节,将大幅提升用户体验.6 2.2.Pancake 商用趋势确定,仍存在透光率、鬼影、良率等工艺痛点.9 3.显示:显示:LCD&OLED 持续演进,硅基持续演进,硅基 OLED 预计会成为预计会成为 VR 行业主流选择行业主流选择.12 3.1.LCD&OLED 作为 VR 底层显示技术持续演进,Fast LCD 为当前主流.12 3.2.Mini LED 背光 Fast-LCD、Micro OLED(硅基 OLED)对比.14 3.3.硅基 OLED 具备性能参数、工艺制造、产业投资等多维优势

12、有望成为行业主流.17 4.交互:眼球与全身追踪功能逐步普及,向接近自然的交互迭代交互:眼球与全身追踪功能逐步普及,向接近自然的交互迭代.19 4.1.VR 的交互方式由头手 6DOF 向支持眼球与全身追踪进阶,利好虚拟化身与 VR 社交 19 4.2.新硬件的交互方式亟待重构,猜想苹果 MR 的三种交互方式.25 5.技术迭代叠加新一轮产品周期开启,当前技术迭代叠加新一轮产品周期开启,当前 VR 可类比智能手机早期阶段可类比智能手机早期阶段.26 5.1.新一轮产品周期开启,标杆型新品有望进一步打开 VR 消费市场.27 5.2.2023 年是硬件大年,有望真正迭代出爆款应用、场景、模式.3

13、0 6.投资建议投资建议.32 7.风险提示风险提示.34 图表目录图表目录 图 1:Pancake 方案的偏振折反原理.6 图 2:Pancake 与传统光学方案 TTL 对比.7 图 3:内调屈光度原理.8 图 4:外调屈光度原理.8 图 5:视觉辐辏调节原理图.9 图 6:Pancake 光学方案应用情况.9 图 7:Pancake 模组的加工流程.10 图 8:部分 Pancake 光学模组参数.11 图 9:全球 VR 光学市场规模及增速.11 图 10:VR 显示屏幕的核心参数 PPD 与 Persistence.12 图 11:VR 显示方案发展趋势:AMOLED-Fast LC

14、D(Mini LED 背光)-Micro OLED.13 图 12:Mini LED 背光结构图.15 图 13:Micro OLED 原理图.15 图 14:全球首款 Mini LED VR-Varjo Aero.16 图 15:全球首款 Micro OLED VR-arpara 5K VR.17 图 16:LCD、OLED、Micro LED 结构图对比:Micro LED 明显更薄.18 图 17:2018-2025 年全球 AR/VR 硅基 OLED 面板市场规模及预测(百万美元).19 图 18:动态注视点渲染则可在眼球转动时捕捉注视点以实现更精准的实时渲染.22 图 19:通过“眼

15、神”交流实现有效沟通和更强的真实存在感.22 图 20:XR 设备中眼动追踪工作原理简示图.23 图 21:眼动追踪在不同人群覆盖下的准确度误差.24 图 22:Meta 的仅通过 Quest 头显实现完整 Avatar 的全身动捕解决方案.25 图 23:苹果关于 Ring 和传感器的专利.26 图 24:苹果 VR 手套的专利.26 行业深度分析/传媒 4 本报告版权属于安信证券股份有限公司。本报告版权属于安信证券股份有限公司。各项声明请参见报告尾页。各项声明请参见报告尾页。图 25:Quest Pro 示意图及核心参数.28 图 26:Microsoft Teams Meeting in

16、 VR.29 图 27:PSVR2VR 模式.30 图 28:PSVR2电影模式.30 图 29:2016-2024E 全球市场 VR 出货量.31 图 30:2021-2025E 中国市场 VR 出货量.31 表 1:Mini LED VR 产品对比 Micro OLED VR 产品(部分).16 表 2:VR 显示技术方案.19 表 3:VR 交互方式.20 表 4:追踪定位方案 Outside-in 与 Inside-out 对比.20 表 5:五种眼动追踪技术路径.23 表 6:PICO4/4pro 与 PICO Neo3 参数对比.27 表 7:VR【整机设计/组装代工】的相关标的.

17、32 表 8:VR【光学】环节的相关标的.32 表 9:VR【显示】环节的相关标的.33 表 10:VR【交互】环节的相关标的.34 行业深度分析/传媒 5 本报告版权属于安信证券股份有限公司。本报告版权属于安信证券股份有限公司。各项声明请参见报告尾页。各项声明请参见报告尾页。1.产业链的关键部位在于光学、显示与交互产业链的关键部位在于光学、显示与交互 在 112 页拆机报告全拆解其架构、迭代路径、组件、算法、内容生态、市场、未来趋势中,我们对比了 VR 与智能手机的架构差异与智能手机的架构差异,得出结论是得出结论是 VR 产业链的关键部位在于光学产业链的关键部位在于光学、显示与交互显示与交互

18、。我们认为,VR 是对过去 50 年一系列二维设备的全部生态的迭代。参考个人电脑与智能手机发展经验,未来 VR 普及的关键因素在于:用户体验的改善、技术壁垒的攻克、内容与应用生态的全面起步。相较于智能手机,VR 硬件体验的舒适度尤为重要,原因在于 VR 的近眼显示设计可提供逼真的视觉体验,同时也更容易带来眩晕感。因此,从 VR 问世的第一天起,体验问题一直备受关注,晕动症是 VR 发展过程中的主要痛点之一。由于 VR 与智能手机两者在底层架构上的逻辑不同,实时渲染的要求使得 MTP(动显延迟)的概念被凸显,MTP 数值越大越容易引起眩晕的问题。为解决延迟带来的眩晕问题,各各 VR厂商无非是从硬

19、件与软件两厂商无非是从硬件与软件两个角度去着手个角度去着手。VR 硬件带来的延迟主要是 4 个地方:传感器、GPU、传输、显示屏,其中在传感器与 GPU渲染方面,VR 与智能手机的运行逻辑存在巨大差异。从硬件角度,使用性能最好的硬件就可以尽可能减少硬件层面的延迟问题。但现阶段市场总体上还是认为 VR 硬件还不够成熟,原因在于,一是厂商要将成本纳入重要的考量范围,做出性价比较高的设备;二是在软硬一体大趋势下,软硬件的配套尤为凸显。从设备整体的角度来说,硬件与软件结合的不完美也是造成晕眩的重要因素之一。因此不同于智能手机时代的纯堆砌硬件参数,目前来看,各大 VR 厂商均有在软件算法领域去提出自己的

20、解决方案。未来是硬件发挥的作用更大,还是软件算法发挥的作用更大?这不能孤立来看。比如性能上,芯片算力的增长一定程度可以预期,但是云计算的普及就非常难判断;显示上,显示屏分辨率的增长一定程度可以预期,但是光学的进展就很难判断。总结来说,相较于智能手机,VR 硬件架构的核心体现在光学、显示与交互,未来重点关注这三方面的进展突破。(1)显示显示:预计:预计不太可能成为短板不太可能成为短板 VR 有一个长期发展的核心矛盾显示,VR 的显示=显+光。其中显示屏是一个延续的进展,可以借助过去几十年的行业积累,目前显示屏的成像质量预计已经不是最关键的因素,比如即使到达不了 8K 的显示质量,2K、4K 也能

21、被消费者所接受。即显示屏还不足以影响大家对于 VR 的接受度,不太可能成为 VR 发展过程中的短板。(2)光学光学:核心技术与难题:核心技术与难题 但 VR 显示中的“光学”预计现阶段比较大的限制因素,比如轻薄小型化、视觉辐辏问题等。在 VR 设备结构中,光学模组作为连接显示屏和人眼的重要桥梁,是最为关键的组件之一,直接影响到最终的显示效果与使用体验。光学技术的发展缓慢,一直是 VR 快速扩张的瓶颈。因光学技术的门槛高低不同,VR 目前的内容生态已经起步,而 AR 则依旧在解决光学技术行业深度分析/传媒 6 本报告版权属于安信证券股份有限公司。本报告版权属于安信证券股份有限公司。各项声明请参见

22、报告尾页。各项声明请参见报告尾页。难题的道路上摸索前进。(3)交互交互:等待拐点发生:等待拐点发生 上一个定义人机交互的是苹果 iPhone,目前 VR 的交互发展还较为缓慢。交互上的进展,分两方面,一是硬件上的进展,增加更多的传感器,以调动更多的感官体验,比如当前面部追踪、眼动追踪等技术正在发展;二是软件上的进展,就像 Windows 之于计算机、Android 与iOS 之于手机,操作系统的本质是一种交互方式,需要有类似乔布斯这样的天才制作人来进行定义,等待拐点发生。目前来看,VR 的竞争还还未达到操作系统这个阶段。上半场的竞争是硬件与内容生态的竞争,下半场才轮到操作系统。2.光学:光学:

23、Pancake 方案方案成熟应用有望带来成熟应用有望带来 VR设备里程碑式的体验提设备里程碑式的体验提升升 2.1.Pancake 方案方案的的轻薄化与支持屈光度调节轻薄化与支持屈光度调节,将,将大幅提升用户体验大幅提升用户体验 VR 光学方案发展大致经过非球面透镜菲涅尔透镜折叠光路(Pancake)三大阶段,目前菲涅尔透镜是市场主流方案,Pancake 方案是光学系统的重大创新,在方案是光学系统的重大创新,在 VR 头显轻薄化头显轻薄化、小型化等小型化等方面起到重要推动作用方面起到重要推动作用,将,将成为下一阶段成为下一阶段 VR 光学主要升级方向。光学主要升级方向。Pancake 主要思路

24、在于通过反射元件进行光路折叠,从而压缩光学模组厚度,使整机更加轻薄。Pancake 光学方案以偏振光原理为基础,利用线性偏振片对于不同偏振光选择性反射和投射的特性,配合 1/4 波片调整偏振光形态,实现光线在半透半反镜与偏振分光片之间的来回反射,并最终从偏振分光片透射入人眼。以下图为例,显示屏经偏振片后出射为P方向的线偏光,经451/4波片1后为圆偏振光,再经451/4波片2后形成S方向的线偏光入射至偏振分光膜上(这里两个451/4波片的Y轴方向成90夹角)。S光经偏振分光膜反射后,两次经过451/4波片2(其中透镜1面镀半透半反膜)形成P方向线偏振光,经透镜2入射至人眼完成成像。图图 1:P

25、ancake 方案方案的偏振折反原理的偏振折反原理 资料来源:S Dream Lab 行业深度分析/传媒 7 本报告版权属于安信证券股份有限公司。本报告版权属于安信证券股份有限公司。各项声明请参见报告尾页。各项声明请参见报告尾页。Pancake 之所以会是中短期光学方案的主要升级方向,主要在于其主要在于其从用户体验角度从用户体验角度出发,出发,解解决决了困扰消费级了困扰消费级 VR 大范围普及的大范围普及的两大问题,一两大问题,一是是轻薄轻薄化化,二,二是是屈光度屈光度调节调节,有望带来有望带来 VR设备里程碑式的体验提升设备里程碑式的体验提升。轻薄化:轻薄化:Pancake 让光路多次折返,

26、大幅压缩屏幕与透镜之间的距离让光路多次折返,大幅压缩屏幕与透镜之间的距离。非球面非球面透镜透镜基于凸透镜优化而来,基于凸透镜优化而来,体积体积/重量重量偏大偏大,应用逐渐减少。,应用逐渐减少。非球面透镜方案缩短焦距主要有两条路径,一是增加透镜厚度以增加透镜中央与边缘厚度差,增强透镜对光线的折射能力;二是设臵多组透镜叠加以缩短整体透镜模组焦距。但是这两条路径在缩短焦距的同时均增加了成像模组的体积,与轻薄化的设计诉求相悖,阻碍了其在 VR 头显领域的进一步应用。菲涅尔透镜本质是扁平版凸透镜,菲涅尔透镜本质是扁平版凸透镜,体积体积相对较小,生产相对较小,生产工艺成熟工艺成熟,被被市场广泛市场广泛采用

27、。采用。菲涅尔透镜是普通凸透镜连续的曲面被截为一段段曲率不变的不连续曲面,可以被视作一系列的棱镜按照环形排列,边缘尖锐而中心光滑,看上去有一圈圈的纹路。菲涅尔透镜在传统透镜的基础上去掉直线传播的部分而保留发生折射的曲面,从而达到省下大量材料同时又达到相同的聚光效果。其光学原理是光传播的方向在介质中不会改变(散射光除外),而是在介质的表面偏离,因此,去掉透镜中心的大部分材料不会影响成像。Pancake 光学方案将光路多次折返,大幅压缩光学方案将光路多次折返,大幅压缩 VR 光学总长光学总长(镜头中镜片的第一面到像面的镜头中镜片的第一面到像面的距离距离)。Pancake 方案利用半透半反偏振膜的透

28、镜系统折叠光学路径,光线在镜片、相位延迟片以及反射式偏振片之间多次折返,最终从反射式偏振片射出进入人眼。Pancake 方案的核心思路是通过折叠光路压缩屏幕与透镜之间的距离,是当前 VR 头显轻薄化的主流选择,工艺成熟、成本可控,已可实现大规模量产,预计将在短中期内将迎来广泛应用。据 Wellsenn XR,目前,非球面透镜与菲涅尔透镜的 TTL 约为 40-50mm,Pancake 光学方案的 TTL 约为 18-25mm。图图 2:Pancake 与传统光学方案与传统光学方案 TTL 对比对比 资料来源:Wellsenn XR 屈光度调节屈光度调节:Pancake 为组合透镜,可以移动为组

29、合透镜,可以移动镜片镜片实现屈光度调节。实现屈光度调节。传统单片非球面透镜和菲涅尔透镜方案下,VR 头显进行屈光调节更多采用的是更换镜片的方式,试戴过程麻烦且调档选择较为有限。Pancake 方案一般为多组透镜的组合,可以通过移动其中一组镜片调整整个光学模组的折射率,从而满足屈光度调节需求。目前 Pancake模组普遍的可调节范围在 0-700 之间。这种方式调节屈光度的优势在于镜头的总长不会发生改变,但由于移动组镜片的移动会导致整个光路的系统参数如焦距等发生变化。Pancake 方案下调节屈光度也可通过显示屏幕朝向某一方向的移动来实现,这种调节方式的优势在于系统参数没有被改变,左右眼焦距一致

30、,图像的一致性会更好,但其缺陷在于整个模组的总长行业深度分析/传媒 8 本报告版权属于安信证券股份有限公司。本报告版权属于安信证券股份有限公司。各项声明请参见报告尾页。各项声明请参见报告尾页。会因此发生变化,头显设计时需要预留体积空间。此外,相比传统的非球面透镜与菲涅尔透镜方案,Pancake 通过透镜组合还可以提高透镜边缘成像质量,降低图像畸变,提高成像的对比度、清晰度、细腻度。图图 3:内调屈光度原理内调屈光度原理 图图 4:外调屈光度原理外调屈光度原理 资料来源:S Dream Lab 资料来源:S Dream Lab 此外,Pancake+机械式可变焦机械式可变焦+眼动追踪可以解决眼动

31、追踪可以解决视觉辐辏调节冲突(视觉辐辏调节冲突(VAC)问题问题。相较于人眼自然成像,VR 头显屏幕发出的光线没有深度信息,光学模组焦距固定。当设备使用时候,人眼焦点调节与成像纵深感不匹配,由此产生视觉辐辏调节冲突(VAC),使得用户在佩戴 VR 头显一段时间后会感到头晕或疲劳。视觉辐辏调节冲突的解决方案一般有两种,一种是在显示屏幕中加入深度位臵信息,使人眼在看到图像时能够自由调节焦距,另一种是通过 VR 光学变焦设计,根据显示屏和眼睛观看的位臵实时改变焦平面,让二维屏幕实现三维景深,从而实现辐辏和调焦协调。VR 光学变焦方案中目前较为成熟的是机械式可变焦显示,其原理是通过图像处理技术,定位瞳

32、孔中心坐标,利用内臵算法推算人眼的注视点,通过电机+齿轮模组推动分光镜完成可变焦,以实现镜片和注视点多个自由度的实时变化。机械式可变焦可与眼动追踪技术相结合,基于眼部细微特征变化校订模组焦距,模拟人眼自然成像,可以明显减缓 VAC 带来的眩晕问题。目前,Pancake 与机械式可变焦技术已经逐渐走向成熟,Pancake+可变焦+眼球追踪有望成为新一代 VR 头显的主流趋势。Meta Half Dome 2 原型机,就是在折叠光路模组中加入了机械式变焦系统,其采用了音圈致动器和弯曲铰链阵列,配合眼动追踪可实现无级变焦调节。行业深度分析/传媒 9 本报告版权属于安信证券股份有限公司。本报告版权属于

33、安信证券股份有限公司。各项声明请参见报告尾页。各项声明请参见报告尾页。图图 5:视觉辐辏调节原理图视觉辐辏调节原理图 资料来源:Wellsenn XR 2.2.Pancake 商用趋势确定,仍存在透光率、鬼影、良率等工艺痛点商用趋势确定,仍存在透光率、鬼影、良率等工艺痛点 Pancake 方案加速方案加速商用化进程,为商用化进程,为多款多款 VR/MR 新品新品采用采用。Pancake 方案在初期存在制造成本高、光学效率低等问题,仅在部分分体式 VR 设备中采用。伴随供应链及众多终端品牌的协同技术调整,目前生产良率和使用效果已得到大幅改善,有望逐步替代菲涅尔方案。近两年 Pancake 方案已

34、被 arpara、HTC、YVR、创维等品牌应用于一体式 VR,HTC Flow 系列、PICO VR Glasses、3Glasses X系列、创维 S6 及 Pancake 1、arpara、Huawei、Shiftall等头显设备均已采用 Pancake 方案,还包括行业龙头的新一代产品,如近期发布的 PICO 4、Meta Quest Pro,后续将发布的苹果 MR、索尼 PS VR2 等。Pancake 光学方案能极大地提升用户的沉浸感和舒适感,未来 Pancake 方案有望为更多 VR 厂商采用,预计市场规模将持续扩大。图图 6:Pancake 光学方案应用情况光学方案应用情况 资

35、料来源:Wellsenn XR,安信证券研究中心 但现有但现有 Pancake 方案距离完美还有较大距离,目前存在的最大的三个难点在于光路多次折方案距离完美还有较大距离,目前存在的最大的三个难点在于光路多次折射射导致导致的光效损失的光效损失、鬼影现象,以及、鬼影现象,以及 2P式式 Pancake 方案的视场角偏小。方案的视场角偏小。光效较低,光效较低,理论最高理论最高 25%,通常仅约通常仅约 10%。受光学原理限制,光线在 Pancake 模组中每次经过偏振/半反射环节,光效损失 50%。以两片式 Pancake 简易模组为例,光线从屏幕发出后至少经过一次圆偏振镜,两次半透半反镜,光效折损

36、已到 12.5%,考虑光线传播中不可避免的其他损失,通常 Pancake 模组光效仅约 10%。因此,Pancake 光学方案通常对屏幕亮行业深度分析/传媒 10 本报告版权属于安信证券股份有限公司。本报告版权属于安信证券股份有限公司。各项声明请参见报告尾页。各项声明请参见报告尾页。度要求更高,光学与显示方案需配套迭代。鬼影问题比传统鬼影问题比传统透镜方案透镜方案更更严重。严重。在光学成像系统中,透镜界面多次反射、透镜缺陷散射、物理结构散射等因素造成的杂散光,在画面中的某个位臵形成的“像”被称为“鬼影”(ghost)。鬼影现象会直接导致图像质量的降低。Pancake 方案因为光线多次折返,鬼影

37、问题相比常规非球面/菲涅尔方案更为严重,一般通过改善透镜材料、形状等方式优化。当前的当前的 Pancake 方案能实现的视场角较小。方案能实现的视场角较小。尽管 Pancake 方案视场角理论上限较高,但目前可实现的视场角(90左右)明显低于菲涅尔透镜方案(100以上)。曲面贴膜工艺能够扩大 FOV,改善 Pancake 视场角小的缺点,但是工艺难度较大。以上提及的 Pancake 方案的三个难点中,光效低需通过配套高亮度显示方案解决,但鬼影现象、视场角小均可通过改进 Pancake 模组加工工艺解决/优化。Pancake 模组的加工流程主要包括光学设计、透镜加工、镀膜/贴膜、组装、点亮检验、

38、调整、检验、封装,其中生产技术难度主要集中在膜材料质量、贴膜工艺和组装调整膜材料质量、贴膜工艺和组装调整三方面。Pancake模组相比传统非球面透镜和菲涅尔透镜,主要差异在于光路折叠,光学膜的质量与工艺、光路的设计都会影响光路折叠。图图 7:Pancake 模组的加工流程模组的加工流程 资料来源:Wellsenn XR 膜材膜材料质量料质量:手握 Pancake 核心材料的公司美国 3M,其反射偏振模是目前 Pancake 模组厂商难以绕开的关键材料。反射偏振片和 1/4 相位延迟片工作的准确性与稳定性对于 Pancake光学成像质量构成关键影响,膜材质量的标准和对应要求较高,目前供应商以海外

39、厂商 3M、旭化成等,3M 也联合华硕推出了基于 Pancake 方案的 VR 参考设计。贴膜工艺:贴膜工艺:光学贴膜的方式可以分为平面贴膜和曲面贴膜两种。平面贴膜技术难度较低,但会牺牲部分光学性能和成像质量。曲面贴膜可以带来更大的 FOV 和更优质的成像质量,但是工艺难度较大,容易边缘褶皱和翘起。组装调整组装调整:Pancake 方案光路设计复杂,细微差异便会导致光学模组整体的光路变化,因此对组装调整环节的要求较高。高精度 AA 设备在 Pancake 组装过程中起到关键的效率和良率提升作用。由于手机产业链的映射,当前拥有 Pancake 专利或者模组厂商主要包括 ODM/OEM 厂商、原光

40、学厂商、屏幕厂商、整机厂商以及等。ODM/OEM 厂商厂商,以歌尔股份、立讯精密为代表,基于整机方案设计和生产制造能力,从整机往上游核心零部件延伸,也拥有相关的 Pancake行业深度分析/传媒 11 本报告版权属于安信证券股份有限公司。本报告版权属于安信证券股份有限公司。各项声明请参见报告尾页。各项声明请参见报告尾页。专利和成品模组。光学厂商光学厂商,如舜宇光学、欧菲光、多哚、惠牛、耐德佳、多普光电、鸿蚁光电等,在光学设计、加工有长期的经验积累和优秀的研发设计团队。屏幕厂商屏幕厂商,美国硅基OLED 厂商 kopin,中国硅基 OLED 厂商视涯科技(未上市),TCL 华星光电等,都有拥有P

41、ancake 的相关专利或模组。图图 8:部分部分 Pancake 光学模组参数光学模组参数 资料来源:Wellsenn XR 根据 Wellsenn XR 预测,2023 年全球 VR 光学市场规模将达到 22 亿元,2030 年有望达到500 亿元。VR 光学模组是 VR 头显的核心元件,其市场规模取决于 VR 设备的出货量和光学模组价格。目前 Pancake 光学膜组的成本高、良率低、产量低,单个 Pancake 模组价格约为 150-200 元。随着未来方案的成熟和产量的提升,Pancake 光学模组的成本有望逐渐下降,VR 终端价格下沉进一步激发消费者购买欲,加速 VR 普及。图图

42、9:全球:全球 VR 光学市场规模光学市场规模及及增速增速 资料来源:Wellsenn XR,安信证券研究中心 1.7 1.4 1.4 2.5 4.2 9 22 43 81 145 216 312 401 500-40%-20%0%20%40%60%80%100%120%140%00500600200202021 2022E2023E2024E2025E2026E2027E2028E2029E2030E全球VR光学市场规模(亿元)全球VR光学市场增速 行业深度分析/传媒 12 本报告版权属于安信证券股份有限公司。本报告版权属于安信证券股份有限公司。各

43、项声明请参见报告尾页。各项声明请参见报告尾页。3.显示显示:LCD&OLED 持续持续演进,演进,硅基硅基 OLED 预计预计会成为会成为 VR行业行业主主流流选择选择 3.1.LCD&OLED 作为作为 VR 底层显示技术持续演进底层显示技术持续演进,Fast LCD 为当前主流为当前主流 显示屏幕是决定沉浸体验重要的决定因素之一,对分辨率/PPI/PPD 及刷新率要求较高。高高次像素排列密度次像素排列密度 PPI 可以解决纱窗效应。可以解决纱窗效应。纱窗效应是指在像素不足的情况下,实时渲染引发的细线条舞动、高对比度边缘出现分离式闪烁现象。造成纱窗效应主要与次像素排列密度不足有关,次像素之间

44、的间距越大,不发光的部分越明显,透过 VR 看起来就像是在眼前蒙了纱窗一般有种模糊感,影响 VR 的沉浸感及视觉清晰度。人眼正常视力下极限角分辨能力约60PPD,而现有单屏4K(分辨率为38402160)、视场角120的VR头显设备约为18PPD;单屏 2K(分辨率为 19201080)、视场角 60的 VR 头显设备约为 36.7PPD。高刷新率降低余晖效应,减少画面延高刷新率降低余晖效应,减少画面延迟与重影,同时缓解眩晕感。迟与重影,同时缓解眩晕感。余晖效应指人眼在观察景物时,光信号传导至人大脑神经,需经过一段短暂的时间,光的作用结束后视觉形象并不立即消失从而产生眩晕感。为了降低晕眩感,V

45、R 设备需要高刷新率来降低屏幕余晖。一般而言 VR 设备不眩晕至少需要有 120Hz 及以上的刷新率以及 4K 及以上的分辨率。时延为刷新率的倒数,120Hz 的刷新率对应的时延是 8.33ms,人眼可以明显察觉 90-120Hz 到160-180Hz 的提升,超过 250Hz 后,人眼对刷新率提升的敏感程度将逐步递减。图图 10:VR 显示屏幕的核心参数显示屏幕的核心参数 PPD 与与 Persistence 资料来源:安信证券研究中心 早期早期 VR 头戴式设备大部分采用普通头戴式设备大部分采用普通 LCD,而后逐渐被 OLED 取代。但由于 LCD 屏响应速度较慢等原因,导致用户体验感差

46、,因此 VR 产品一直没有被消费者真正接受。在实际应用中,普通 LCD 响应速度只有 AMOLED 的 1/1001/1000,当用户戴上头盔有比较大的头部转动时,将会出现无法弥补的拖影。相比普通 LCD,OLED 响应速度更快,能有效避免屏幕拖影。因此,2016 年前后,年前后,OLED 技术尝试用于技术尝试用于 VR 设备中,并一度成为设备中,并一度成为 VR 设备生产商的首选设备生产商的首选。但当时采用的 OLED 技术是玻璃基的 OLED,受制于 FMM(精细金属掩膜版)工艺,做到超小像素极其困难,PPI(单位像素密度)不高导致画面颗粒感比较明显,VR 的沉浸感及视觉清晰度不高,存在纱

47、窗效应。2018 年以后,年以后,Fast-LCD 技术的出现让技术的出现让 LCD 逐渐成为主流选择逐渐成为主流选择。改良后的 Fast-LCD 技术显示屏显示屏 PPD PPI FOV Persistence 刷新率刷新率 像素响应时间像素响应时间 行业深度分析/传媒 13 本报告版权属于安信证券股份有限公司。本报告版权属于安信证券股份有限公司。各项声明请参见报告尾页。各项声明请参见报告尾页。使用全新液晶材料(铁电液晶材料)与超速驱动技术有效提升刷新率至 7590Hz,响应速度得到了明显提高,大大缩短了与 OLED 之间的距离,且具有较高的量产稳定性及良率。与AMOLED 相比,Fast

48、LCD 可以实现更好的 PPI,并且价格更具优势,最终在 2018-2021 年取代 AMOLED 成为主流显示技术。自自 2022 年起,年起,显示方案进一步迭代,行业龙头显示方案进一步迭代,行业龙头开始使用带有开始使用带有 Mini LED 背光的背光的 Fast LCD显示面板,或者使用硅基显示面板,或者使用硅基 OLED(OLEDoS),来提升显示性能,比如 Apple MR 将使用硅基OLED 显示方案,Quest Pro 将使用 Mini LED 背光的 Fast LCD 显示面板等。图图 11:VR 显示方案发展趋势显示方案发展趋势:AMOLED-Fast LCD(Mini LE

49、D 背光背光)-Micro OLED 资料来源:Omdia LCD&OLED 作为作为 VR 底层显示技术底层显示技术持续演进,当前持续演进,当前 Fast LCD 广泛应用于广泛应用于主流主流 VR 设设备备。LCD(liquid-crystal display,液晶显示屏幕),目前市场多使用 TFT-LCD 技术(薄膜电晶体液晶显示器),由两片玻璃基板中间夹着一层液晶,上层玻璃基板是彩色滤光片,下层玻璃则镶嵌着电晶体,当电流通过电晶体所产生的电场变化,使得液晶分子原本的旋转排列发生扭转,进而改变光线通过的旋转幅度,并以不同比例照射在彩色滤光片上,进而产生不同的颜色。LCD 目前最致命问题是

50、液晶层不能完全关合,目前最致命问题是液晶层不能完全关合,显示黑色时会有部分光穿过颜色层,因显示黑色时会有部分光穿过颜色层,因此此 LCD的黑色实际上是白色和黑色混合的灰色,而不是纯黑,会影响VR的沉浸感与体验感。OLED(Organic Light-Emitting Diode,有机发光二极管),基本结构是在铟锡氧化物(ITO)玻璃上制作一层有机材料发光层,并在发光层上再覆盖一层低功函数的金属电极。OLED 根据驱动方式来分可以分为 AMOLED 和 PMOLED。通过外界电压的驱动下,正极电子与阴极电子便会在发光层中结合,产生能量并发出光,因材料特性不同而产生 R、G、B 三原色来构成基本色

51、彩。OLED 相比相比 LCD,有两大核心优势有两大核心优势,一是一是 OLED 屏幕几乎没有任何屏幕几乎没有任何拖影(拖影(画画面快速滑动的时候像素点来不及从颜色面快速滑动的时候像素点来不及从颜色 1 变成颜色变成颜色 2 而导致出现而导致出现画面残留画面残留,视觉上就会出现,视觉上就会出现拖影拖影),二是,二是 OLED 显示黑色的时候可以直接关闭黑色区域的像素点,可以达到几乎显示黑色的时候可以直接关闭黑色区域的像素点,可以达到几乎纯黑的纯黑的效果。效果。但 OLED 使用的有机材料会氧化,所以寿命相对较短,会出现色烙问题,成本与技术含量也相对较高。目前主流目前主流 VR 屏幕以屏幕以 F

52、ast-LCD 为主,兼顾高刷新率与性价比。为主,兼顾高刷新率与性价比。一般 OLED 屏幕的刷新率明显有优势,但纱窗效应较明显,且成本较高,LCD 屏幕的次像素间距比 OLED 要小,纱窗行业深度分析/传媒 14 本报告版权属于安信证券股份有限公司。本报告版权属于安信证券股份有限公司。各项声明请参见报告尾页。各项声明请参见报告尾页。效应减轻很多,改良后的 Fast-LCD 技术使用全新液晶材料(铁电液晶材料)与超速驱动技术(overdrive)有效提升刷新率至 75-90Hz,同时也具有较高的量产稳定性及良率,兼具效果与性价比。从当前 VR 市场的应用情况来看,大多数 VR 头戴设备使用的是

53、 LCD 屏。据 IDC数据,2021 年全年全球 VR 头显出货量达 1095 万台,其中仅 Oculus 一家的份额就已经占据80%。在全球出货量为TOP5的品牌中,只有索尼Play Station VR在采用OLED屏。Oculus、PICO、HTC、Value 等主流终端厂商在其 VR 产品中都采用了 LCD 屏,包括 Oculus Quest 2,HTC Vive 和 focus3,DPPI Ultra 一体机,以及 PICO Neo3 和 Valve Index 等机型。3.2.Mini LED 背光背光 Fast-LCD、Micro OLED(硅基(硅基 OLED)对比对比 LC

54、D&OLED 作为 VR 底层显示技术持续演进。当前当前 VR 显示面板已从显示面板已从 AMOLED 发展到发展到Fast-LCD,未来几年,未来几年 Mini LED 背光背光 Fast-LCD、Micro OLED(硅基(硅基 OLED)均有望成为)均有望成为VR 主流显示应用方案。主流显示应用方案。Mini LED 背光背光 Fast-LCD、Micro OLED(硅基(硅基 OLED)预计预计将成为未来几年将成为未来几年 VR 主流主流显示应用方案显示应用方案。Mini LED(Mini Light-Emitting Diode,次毫米发光二极管),指 100300 微米大小的 LE

55、D芯片,芯片间距在 0.11mm 之间,采用 SMD、COB 或 IMD 封装形式的微型 LED 器件模块,往往应用于 RGB 显示或者 LCD 背光。Mini LED 的应用主要分为作为使用 Mini LED 芯片+LCD 的背光方案与直接使用 Mini RGB 显示屏的自发光方案。当前 Mini LED 背光方案已经进入爆发期,苹果、三星等多家品牌厂商都已开始推出相关产品。OLED 相较于 LCD 而言是显示技术的替代创新,Mini LED 则是 LCD 的升级创新,用于对标竞品 OLED。Fast-LCD与与 Mini LED 相结合,不仅可以很好的解决漏光难题,也能够进一步提升相结合,

56、不仅可以很好的解决漏光难题,也能够进一步提升 Fast-LCD 在高对在高对比度、高刷新率、高亮度等方面的性能比度、高刷新率、高亮度等方面的性能,辅以,辅以 HDR 功能,将更好地功能,将更好地发挥发挥 VR 产品近眼超清产品近眼超清显示的显示的画质要求。画质要求。Micro OLED(又称硅基 OLED,OLED on silicon),是半导体技术与 OLED 技术的结合,Micro-OLED 光源模块是通过使用气相沉积将 OLED 沉积到衬底上而产生的。Micro OLED(硅基)包含了夹在两个电极之间的有机发光材料,当电流流过时二极管发光。随后通过滤光片生成所需的颜色。硅基 OLED

57、创新性地结合了半导体与 OLED,显示器件采用单晶硅芯片基底。硅基 OLED 都是在 6 英寸、8 英寸的晶圆上小面积蒸镀,大大减小了生产 OLED 时要克服的蒸镀均匀性难题。Micro-OLED 微显示器件具有微显示器件具有 OLED 自发光、薄、轻、视角大、自发光、薄、轻、视角大、响应时间短、发光效率高等优异特性,而且更容易实现高响应时间短、发光效率高等优异特性,而且更容易实现高 PPI(像素密度)、体积小、易于(像素密度)、体积小、易于携带、功耗低等应用效果,特别适合应用于近眼显示设备。携带、功耗低等应用效果,特别适合应用于近眼显示设备。行业深度分析/传媒 15 本报告版权属于安信证券股

58、份有限公司。本报告版权属于安信证券股份有限公司。各项声明请参见报告尾页。各项声明请参见报告尾页。图图 12:Mini LED 背光背光结构结构图图 资料来源:Display技术 图图 13:Micro OLED 原理图原理图 资料来源:MicroDisplay 从 LCD、OLED 到 Fast-LCD,再到硅基 OLED,VR 对显示技术提出了更高的要求,显示技术路线也在逐步前进。Mini LED 背光相比传统背光相比传统 LED 大幅提升显示屏亮度与对比度大幅提升显示屏亮度与对比度,可适配可适配折叠光路折叠光路(Pancake)光学方案,同时)光学方案,同时 Mini LED 背光依托成熟

59、背光依托成熟 LCD 生产,生产,产业链更成熟,产业链更成熟,供给能力更强大供给能力更强大。硅基硅基 OLED 与现在主流与现在主流 VR 产品使用的产品使用的 Fast-LCD 相比,在亮度、对比度、相比,在亮度、对比度、响应时间、功耗、体积等方面优势巨大,响应时间、功耗、体积等方面优势巨大,也是也是 VR 头显头显显示显示方案方案的的新选择。新选择。短中期来看,Mini LED背光Fast-LCD凭借性价比优势和产能保证,将成为助力VR产业快速发展的主要推手,而当产品向更高端发展时,硅基 OLED 将有望成为更主流的选择。对比已发布的对比已发布的 Mini LED VR 头显与头显与 Mi

60、cro OLED VR 头显头显,就已发布产品而言,Mini LED行业深度分析/传媒 16 本报告版权属于安信证券股份有限公司。本报告版权属于安信证券股份有限公司。各项声明请参见报告尾页。各项声明请参见报告尾页。在分辨率、刷新率上能达到更高的参数,但是在轻便程度以及价格上仍不及在分辨率、刷新率上能达到更高的参数,但是在轻便程度以及价格上仍不及 Micro OLED。截至目前,已发布的应用 Mini LED 的 VR 头显共有四款,为 Varjo Aero、Pimax Reality 12KQLED、Pimax Crystal、创维 Pancake 1pro。1)Varjo Aero:荷兰品牌

61、 Varjo 发布,具有 35PPD 像素密度,刷新率 200Hz,主要供货给飞行员及专业创作者,当前价格为 1990美元。2)Pimax Reality 12K QLED:2021 年由小派发布,双眼分辨率 12K,搭载了 Mini LED背光技术和 4400 个本地调光元件,包含 1.2 亿子像素,屏幕刷新率最高可达 200Hz,价格为 2399 美元。3)Pimax Crystal QLED 头显,在 2022 年 5 月 31 日由小派发布,显示硬件与 Reality 基本相似,仍然是 QLED+Mini LED,像素密度 42PPD,价格为 1899 美元。4)创维 Pancake

62、1pro:2022 年 7 月发布,PANCAKE 1Pro 作为 PANCAKE 1 的升级版本,双目分辨率 2280 x2280,同时支持眼球追踪,手势识别、RGB see-through、Mini LED 背光功能,预计在年底上市发售,价格目前暂未透露。已发布的应用 Micro-OLED 的 VR 头显与一体机主要包括 arpara 5K VR 与 arpara AIO。1)arpara 5K VR 头显采用 Micro-OLED 屏幕达到双眼 5K 分辨率与 3514PPI 的超高像素密度,最高刷新率达 120HZ。2)arpara AIO 采用 1.03 英寸的 Micro-OLED

63、 屏幕,最高支持5120 x2560 分辨率,PPI 像素密度为 3514,最高刷新率 120HZ。同时,100 万:1 的对比度与 sRGB 127%的色域范围,可提供高于 Oculus Quest 2 所采用 LCD 屏幕的色彩鲜艳度与颜色总和。arpara 5K VR 与 arpara AIO 官方零售价分别为 699 美元、1099 美元。表表 1:Mini LED VR 产品对比产品对比 Micro OLED VR 产品产品(部分)(部分)品牌品牌 产品名称产品名称 最高亮度最高亮度(nit)刷新率刷新率(HZ)分辨率分辨率 LED数量数量 价格价格(美元)(美元)Mini LED

64、Varjo Varjo Aero 150 90 2880 2720-1990 Pimax Reality 12K QLED-200 双5620 2720 近 5000 2399 Pimax Pi max Crystal Q LED-160 42PPD 近 5000 1899 创维 P ANCAKE 1 Pro-100 双2280 x2280-暂未公布 Micro OLED arpara arpara 5K VR-120 5K-699 arpara arpara AIO-120 6K-1099 资料来源:行家说Research,安信证券研究中心 图图 14:全球首款全球首款 Mini LED V

65、R-Varjo Aero 资料来源:Varjo官网,安信证券研究中心 行业深度分析/传媒 17 本报告版权属于安信证券股份有限公司。本报告版权属于安信证券股份有限公司。各项声明请参见报告尾页。各项声明请参见报告尾页。图图 15:全球首款全球首款 Micro OLED VR-arpara 5K VR 资料来源:arpara官网,安信证券研究中心 3.3.硅基硅基 OLED 具备具备性能参数、工艺制造、产业投资等性能参数、工艺制造、产业投资等多维多维优势优势有望有望成为成为行业主行业主流流 行业龙头对技术路线的选择往往具有引领供应链趋势的作用行业龙头对技术路线的选择往往具有引领供应链趋势的作用。其

66、中,据彭博社 Mark Gurman预测,苹果将苹果将于于 2023 年年推出首款推出首款 MR 设备设备,将搭载 2 片硅基 OLED 面板和一片普通 OLED面板。硅基 OLED 面板由日本索尼供应,分辨率达 4K,像素密度达 3000PPI 以上;普通OLED 面板则由 LG Display 供应。2022 年以来,LG Display 和三星 Display 正以向苹果供货为目标开发硅基 OLED,不过其开发的硅基 OLED 是针对苹果未来二代及其二代以上的虚拟现实产品。Meta Connect 大会上,Meta 推出推出 Quest Pro,配备两块带有局部调光的 LCD面板(Min

67、i LED 背光),包括用于改善 LCD 色域的量子点层,面板单眼分辨率为 2160 x2160。PICO 4 发布会上,PICO 推出推出 PICO 4 和和 PICO 4 Pro,采用了两块 Fast LCD 屏幕,分辨率为 2160 x2160,背光模组未采用 Mini LED 模组,仍然采用了传统的侧背光模组。索尼索尼官方官方宣布宣布将于将于 2023 年初推出年初推出 PlayStation VR2(850PPI),将采用 OLED 显示屏,支持 4K 分辨率(单眼 2000 x2040),支持 90/120Hz 屏幕刷新率以及 HDR 选项等。Micro LED 或或成成为显示技术

68、为显示技术的终极形态的终极形态,目前仍处于目前仍处于实验室实验室攻关攻关阶段阶段。Micro LED(Micro Light-Emitting Diode,微型发光二极管),指在一个芯片上集成的高密度微小尺寸的 LED 阵列,如 LED 显示屏每一个像素可定址、单独驱动点亮,可看成是户外 LED显示屏的微缩版,将像素点距离从毫米级降低至微米级。该技术将传统的无机 LED 阵列微小化,每个尺寸在 10 微米尺寸的 LED 像素点均可以被独立的定位、点亮。也就是说,原本小间距 LED 的尺寸可进一步缩小至 10 微米量级。Micro LED 技术将我们目前所见的 LED微缩至长度仅 100 微米以

69、下,是原本 LED 的 1%,比一粒沙还细小。通过巨量转移技术,将微米等级的RGB三色Micro LED搬到基板上,形成各种尺寸的Micro LED显示器。Micro LED的芯片到了肉眼难以分辨的等级,可以直接将 R、G、B 三原色的芯片拼成一个像素点,变成“一个像素”的概念,不再需要滤光片和液晶层。也正因为这样的技术特点与过往 LCD显示屏幕的发光结构完全不同,将为 LCD 产业带来全新革命。但 Micro LED 技术却存在许多困难需要解决,从前期的磊晶(Epitaxy)技术瓶颈、巨量转移(Mass Transfer)良率、封装测试问题,到后续的检测、维修都是很大的挑战,影响 Micro

70、 LED 能否量产。硅基硅基 OLED 与与 Micro LED,微显示器件对应重叠的市场需求空间,但硅基微显示器件对应重叠的市场需求空间,但硅基 OELD 整体技术整体技术与与产业链成熟度更高产业链成熟度更高。硅基 OLED 与 Micro LED 在近眼微显示设备的市场目标上有较高的重合度,特别是在高端 VR 设备的市场,都是符合近眼显示系统“高分辨率、高刷新率、大 FOV”的“超级微显示器件”。行业深度分析/传媒 18 本报告版权属于安信证券股份有限公司。本报告版权属于安信证券股份有限公司。各项声明请参见报告尾页。各项声明请参见报告尾页。Micro LED 与硅基 OLED 都是 TFT

71、 结构上的自主发光产品,采用硅基 TFT(CMOS 电路)是二者共同的选择方向之一。这种相似性,让二者可能处于完全重叠的市场需求空间之中。微显示器件都是低世代小尺寸线制造,OLED 产品的涂覆采用的蒸渡工艺,其蒸渡设备和工艺成熟度非常高,成本也在整个 OLED 工艺体系中处于低端。其与手机和电视用 OLED 产品蒸渡技术的差异主要在于,采用更为精细的金属荫罩技术(超精细金属荫罩是一种比较成熟的技术产品,最早曾在 CRT 显示器上大量应用),实现更小的像素尺寸。而 Micro LED 用到的自主发光器件,即 LED 半导体灯珠,是一个正负极性明确、体积形状固定的固体小颗粒灯珠,再通过“巨量转移”

72、技术平面化集成大量的微小 LED 灯珠器件。“巨量转移”技术是 Micro LED 产业独有技术,难以从其它相关产业获得巨大的技术帮助。目前,Micro LED 巨量转移技术依然处在实验室攻关阶段。图图 16:LCD、OLED、Micro LED 结构图对比结构图对比:Micro LED 明显更薄明显更薄 资料来源:行家说Display,安信证券研究中心 综合对比硅基综合对比硅基 OLED、Mini LED、Micro LED,硅基硅基 OLED 凭借着性能参数凭借着性能参数与与工艺制造的工艺制造的优势,优势,将将成为成为 VR 行业行业短中期短中期主流主流的显示方案选择的显示方案选择。从性能

73、参数角度看从性能参数角度看,硅基 OLED 在 VR应用上的综合优势较为突出,相比 Fast-LCD 和 Micro LED,硅基 OLED 色彩表现要更强,沉浸体验更好。并且由于 VR 是相对封闭的显示环境,并不需要后两者的超高亮度便可以满足要求。对比 LCD 屏幕来说,由于其拥有黑矩阵的工艺,因而限制了 LCD 的 PPI 提高,即便像素密度提高到 1000ppi 以上也难以完全消除纱窗效应;对比 Micro LED 来说,尚存在工艺和产业化问题,成熟度不够高,而且也可能会存在像素点亮度不一致的问题。从工艺制造角度看从工艺制造角度看,硅基 OLED 已经进入成熟量产阶段。其技术工艺主要分为

74、单晶硅光刻的基底驱动层技术和 OLED 蒸镀技术。对于单晶硅光刻的基底驱动层技术而言,硅基 OLED采用的是 28nm、55nm、或者 180nm 成熟的 CMOS 工艺,其工艺难度要远低于目前的顶级光刻单晶硅技术。由于 28nm、55nm 甚至更早的 CMOS 工艺制程此前被光电传感器所广泛采用,已经踏入了成熟阶段,因此硅基 OLED 可以采用半导体工艺成熟且低成本的技术和设备便能够满足生产制造要求,享受半导体端的成熟体系红利。行业深度分析/传媒 19 本报告版权属于安信证券股份有限公司。本报告版权属于安信证券股份有限公司。各项声明请参见报告尾页。各项声明请参见报告尾页。表表 2:VR 显示

75、技术方案显示技术方案 显示技术显示技术 传统传统 LCD Fast-LCD Mini-LED OLED Micro-OLED Micro-LED 技术类型技术类型 背光/LED 背光/LED 背光/LED 自发光 自发光 自发光 对比率对比率 1,000:1 5,000:1 10,000:1 无上限 无上限 无上限 亮度亮度 500 500 1000+500 1000+5000+发光效率发光效率 低 低 中等 中等 高 高 反应时间反应时间 毫秒(ms)毫秒(ms)纳秒(nm)微秒(m)微秒(m)纳秒(nm)对比度对比度 低 低 中等 高 高 高 寿命寿命(小时小时)60k 60k 80-10

76、0k 20-30k 30k 100k 柔性显示柔性显示 难 难 难 容易 容易 难 成本成本 低 低 较高 中等 较高 高 功耗功耗 高 高 约 LCD的 40%-50%约 LCD的 60%-80%约 LCD的30%-40%约 LCD的 10%运作温度运作温度-40-100-40-100-100C-120-30C-85-50C-80-100-120 产业化进展产业化进展 已大规模量产 已大规模量产 已量产 已规模量产 初步规模量产 研究阶段 产业成熟度产业成熟度 高 高 较高 高 较低 低 主要机型主要机型 早期 VR盒子 Quest 2、创维Pancake 1、PICO Neo3 创维 Pa

77、ncake 1 pro、预计 Quest Pro Quest 1、HTC Vive、预计索尼 PS VR2 预计苹果 MR-资料来源:OFweek,MicroDisplay,安信证券研究中心 受受 AR/VR 产业发展牵引,硅基产业发展牵引,硅基 OLED 显示面板市场规模有望迅速扩张。显示面板市场规模有望迅速扩张。CINNO Research统计数据显示,2021 年全球 AR/VR 硅基 LED 显示面板市场规模为 1.7 亿美元,未来随着AR/VR 产业的发展以及硅基 OLED 技术的进一步渗透,预计至 2025 年全球 AR/VR 硅基OLED 显示面板市场规模将达到 16.7 亿美元

78、,2021 年至 2025 年年均复合增长率 CAGR 将达到 77.1%。AR/VR 对显示技术提出了更高的挑战,而硅基 OLED 会成为 AR/VR 产业未来发展的核心所在。图图 17:2018-2025 年全球年全球 AR/VR 硅基硅基 OLED 面板市场规模及预测面板市场规模及预测(百万美(百万美元)元)资料来源:CINNOResearch 4.交互交互:眼球眼球与全身追踪功能逐步普及,向接近自然的交互迭代与全身追踪功能逐步普及,向接近自然的交互迭代 4.1.VR 的交互方式由头手的交互方式由头手 6DOF 向支持眼球与全身追踪进阶向支持眼球与全身追踪进阶,利好虚拟化身与利好虚拟化身

79、与VR 社交社交 行业深度分析/传媒 20 本报告版权属于安信证券股份有限公司。本报告版权属于安信证券股份有限公司。各项声明请参见报告尾页。各项声明请参见报告尾页。VR 的交互方式还没有出现像 PC 上的“鼠标+键盘”、智能手机的“触控+语音”的标准输入模式,硬件厂商们都在尝试为 VR 开发新的输入及交互设备。按照器官及输入方式的不同,VR 的交互方式大致可以划分为头部运动追踪、眼动追踪、面部/表情识别、控制手柄、手势识别、全身动捕、脑机接口等。VR 头显设备发展至今,市场上主流产品的交互方案已从早头显设备发展至今,市场上主流产品的交互方案已从早期的头部期的头部 3DoF 升级为头手升级为头手

80、 6DoF,新一代消费级,新一代消费级 VR 产品在未来的交互设计上还将加入眼产品在未来的交互设计上还将加入眼球追踪球追踪、面部识别面部识别、全身追踪、全身追踪等技术。等技术。表表 3:VR 交互方式交互方式 器官器官 输入方式输入方式 定义定义 应用情况应用情况 头部头部 头部运动追踪 对用户头部方向和位臵的定位 是VR中最基本的输入手段,也是一种自然的输入方式 眼球追踪 一般由眼动摄像机、光源和算法共同完成 新一代 VR设备逐步加入眼动追踪 面部/表情识别 分析用户的面部肌肉运动 新一代 VR设备逐步加入眼动追踪 声音输入 语音聊天、VR音效、语音控制等 部分 VR设备搭载语音识别功能 脑

81、波控制 将大脑电波作为输入信号 仍处于实验室阶段 手部手部 控制手柄 通过对手柄的位臵追踪,可以实现更自然、更具沉浸感的互动体验 Oculus、HTC、索尼等都有自己的体感手柄 手势识别 直接识别手部骨骼与节点 代表性产品之一 Leap Motion,但还不精确 力反馈手套 通过空气的膨胀来为手部提供虚拟现实的感官触觉 尚未广泛推广应用 数据手套 手套上安装有多个感应点,因而可以更精确地识别手部动作 相当于手势识别的另一种形态 触摸板 通过滑动和点击位于头显侧面的触摸板来控制 VR中的行为 三星 Gear VR和 PICO 1 采用了这种输入方式 肢体肢体 全身动作捕捉 通过在身体各个运动关键

82、部位穿戴感应器,可以实现对用户全身动作的检测识别,并将动作信息在虚拟世界中表现出来 主要应用于 B 端游戏和影视制作中 跑步机 能解决用户在 VR场景中较大范围走动及跑动的需求,也能通过“所动即所感”来解决晕动症问题 小范围出货 体感体感 蛋椅/赛车/飞行模拟仓 好的体感设备可同时实现VR的输入和输出功能,能够给用户提供最好的体验 主要应用于 VR线下体验使用 综合综合 位臵追踪/可穿戴设备 结合以上各种交互方式形成的新的交互设备 资料来源:VR产业人公众号,安信证券研究中心 融合融合 Inside-out 6DOF 头动头动+6DOF 手柄交互的“手柄交互的“6+6”交互路线是”交互路线是当

83、前当前主流方案。主流方案。当前 Inside-out 已经取代 Outside-in 成为 VR 主流追踪技术架构。定位追踪技术在实现上主要分为两类,即“Outside-in”和“Inside-out”。Outside-in 追踪定位技术需要在房间里布臵传感器的摆放或者悬挂位臵,最早实现产品化并开始大量用于体验馆、线下门店等商业场景。2017 年,微软 Hololens 采用 Inside-out 技术方案后,这种摆脱外部设备的追踪技术受到关注,随后越来越多的大型厂商推出以 Inside-out 为基础的设备。Inside-out 追踪定位技术能够实现设备的无绳化,随着机器视觉算法的逐步成熟,

84、Inside-out 方案仅靠 VR 头显上的摄像头即可准确定位,有效降低了硬件成本及上手难度。表表 4:追踪定位方案追踪定位方案 Outside-in 与与 Inside-out 对比对比 Outside-in Inside-out 追踪精度追踪精度 准确度高 准确度略低 延迟延迟 延迟相对少 有一定延迟 可移动范围可移动范围 仅限于传感器监测范围 无限制 成本成本 相对低 相对高 外部传感器外部传感器 需要 不需要 抗遮挡抗遮挡 易受遮挡影响 无限制 行业深度分析/传媒 21 本报告版权属于安信证券股份有限公司。本报告版权属于安信证券股份有限公司。各项声明请参见报告尾页。各项声明请参见报告

85、尾页。事前环境准备事前环境准备 需要 不需要 资料来源:微软Hololens,安信证券研究中心 定位技术的原理简单概括,就是“信号源+传感器”,使用相应的算法计算出物体的位臵信息(包括三轴及旋转共六个自由度,6DOF)。随着算法及算力的成熟,VR 设备从初期的 3DOF向 6DOF 演进,如 Vive Focus 升级为 6DOF 手柄的 Vive Focus Plus;Oculus 推出首款 6DOF一体机 Oculus Quest;PICO 将其 3DOF 的 PICO 小怪兽一体机升级为 6DOF 的 PICO Neo。目前手柄控制依然是主流,融合融合 Inside-out 6DOF 头

86、动头动+6DOF 手柄交互的“手柄交互的“6+6”交互路”交互路线是主流方案线是主流方案,代表厂商包括 Oculus Quest、PICO、Nolo、Ximmerse 等。各厂商的 VR手柄设计有较大不同,通常都会配臵摇杆,小型触摸板,A、B 操作按钮,以及握柄部分的电容感测,可识别压力、触感、以及光学数据。眼球眼球追踪追踪技术逐步在技术逐步在 VR 头显设备中铺开头显设备中铺开,硬件厂商多以与眼动技术提供商合作的形式硬件厂商多以与眼动技术提供商合作的形式搭载眼球追踪功能搭载眼球追踪功能。过去三年,HTC、惠普、PICO 等大厂,Pimax、Varjo 等高端 VR 厂商,已先行于市场在消费级

87、 VR 头显中搭载眼动追踪模块。2019 年,Pimax 8K VR、Varjo VR-1、HTC Vive;2020年,PICO 2 Eye;2021 年,惠普 Reverb G2、PICO Neo 3 Pro Eye 等均定制或搭载眼动追踪功能。2022 年,索尼 PS VR2 宣布支持眼动追踪、面部识别。眼球追踪可以应用于光学显示、交互控制、目标识别、身份验证、健康监测、社交和多人协眼球追踪可以应用于光学显示、交互控制、目标识别、身份验证、健康监测、社交和多人协作多个方面,几乎覆盖作多个方面,几乎覆盖 AR/VR 的所有环节的所有环节。用于光学显示用于光学显示:用眼动追踪技术使用户更清晰

88、、更流畅的观看 AR/VR 眼镜显示的影像,具体包括注视点渲染、像差校正、影像深度信息、视网膜成像、屈光度检测、亮度调节等。目前国外所公开的专利和论文中,眼动追踪技术绝大部分是应用在虚拟影像的显示上。用于交互控制用于交互控制:目前 AR/VR 智能眼镜的交互技术主要有手势识别、语音识别、眼动追踪、脑机接口、控制手柄这几种交互技术,其中眼动追踪是其使用过程中最重要的交互方式之一。用于目标识别用于目标识别:传统的眼动追踪技术是将眼睛的注视点映射在传统的平面显示上,能做的应用大多是与心理学相关的实验、广告分析、用户体验评估等。但是未来将眼动追踪技术应用在近眼显示设备上(AR 智能眼镜),其特点是通过

89、光学元件既可以看到虚拟的全息影像也可以看到真实的世界,用户看到是一个被叠加了虚拟影像的真实世界,智能眼镜计算机能够以用户的第一人称视角感知用户的所闻所见。用于社交用于社交和多人协作和多人协作:在面对面的交流的应用程序中,利用眼动追踪将真人眼睛与虚拟人物的眼睛映射对应,实现眼球的同步运动,增强“社交临场感”。行业深度分析/传媒 22 本报告版权属于安信证券股份有限公司。本报告版权属于安信证券股份有限公司。各项声明请参见报告尾页。各项声明请参见报告尾页。图图 18:动态注视点渲染则可在眼球转动时捕捉注视点以实现更精准的实时渲动态注视点渲染则可在眼球转动时捕捉注视点以实现更精准的实时渲染染 资料来源

90、:Tobii,VR陀螺,安信证券研究中心 图图 19:通过“眼神”交流通过“眼神”交流实现有效沟通和更强的真实存在感实现有效沟通和更强的真实存在感 资料来源:Tobii,VR陀螺,安信证券研究中心 从眼睛生理结构的特性出发,目前全球主流的智能眼镜公司的眼动追踪方法有五种:瞳孔角瞳孔角膜反射法、视网膜影像、对眼睛建模后计算视觉中心膜反射法、视网膜影像、对眼睛建模后计算视觉中心、视网膜反射光强度、角膜的反射光强、视网膜反射光强度、角膜的反射光强度度。其中第一种和第二种都是通过计算机对眼睛的图像进行处理、特征点提取,进而获得的眼睛视觉中心。第三种通过摄像头(红外相机、深度相机)对眼睛重建为三维模型再

91、计算视觉中心。第四种和第五种仅仅可以通过一个或者几个光敏传感器元件捕获眼睛反射光的强度获取眼睛视觉中心,反射光可能来自角膜中心或者视网膜。行业深度分析/传媒 23 本报告版权属于安信证券股份有限公司。本报告版权属于安信证券股份有限公司。各项声明请参见报告尾页。各项声明请参见报告尾页。表表 5:五种眼动追踪技术路径:五种眼动追踪技术路径 分类分类 技术原理技术原理 设备设备/器件器件 代表企业代表企业 瞳孔角膜反射法瞳孔角膜反射法 通过角膜中心和瞳孔中心的连线进行眼动追踪。红外摄像头(2+)、红外光源,如 LED红外传感器(2+)Magic Leap one、Digilens、Tobii、SMI

92、、Apple、索尼。视网膜影像视网膜影像 因为视网膜上不规则的毛血管、中央凹等生理结构形成的图案,通过计算视网膜图像变化来进行眼动追踪。光波导光学器件、全息波导 Magic leap(第二代或者第三代)、lumuc、三星。对眼睛建模后计算对眼睛建模后计算视觉中心视觉中心 1.利用结构光对眼睛建模;2.利用光场相机对眼睛建模 结构化的发光器、光场摄像头(2+)Facebook。视网膜反射光强度视网膜反射光强度 激光透过角膜、瞳孔、晶状体最终打在视网膜上,视网膜会对入射的激光反射,外部光敏传感器通过检测视网膜反射光强度确定眼球运动的方向。光敏传感器、红外光发射器、透镜 Facebook、Lumuc

93、。角膜的反射光强度角膜的反射光强度 角膜外壁较为光滑,如果在眼睛的一侧发射一束激光到角膜上时会被角膜反射。当激光刚好射在角膜中心时(角膜中心是最高点),激光的反射强度最大,因此通过光敏传感器检测角膜反射光的强度确定眼球运动的方向。光敏传感器、红外光发射器、MEMS 反射镜 微软、华为、Adhawk。资料来源:AR/VR行业兵家必争之地-眼动追踪技术大全,天蝎科技,映维网,安信证券研究中心 眼动追踪技术早期主要由外设配件来辅助完成,逐步发展成为 VR 的集成配臵器件。从专利披露情况来看,各大厂商均有在眼动追踪方向有所研究,但其推出的硬件产品所搭载的眼动各大厂商均有在眼动追踪方向有所研究,但其推出

94、的硬件产品所搭载的眼动追踪功能还是以与眼动技术提供商合作为主。追踪功能还是以与眼动技术提供商合作为主。目前最常见的是以瑞典眼动追踪厂商目前最常见的是以瑞典眼动追踪厂商 Tobii 为为代表的技术提供商所采用的瞳孔角膜反射法。代表的技术提供商所采用的瞳孔角膜反射法。该方案下的眼动追踪主要由眼动摄像机、光源和算法共同完成。光源发射红外光在眼角膜反射形成闪烁点,眼动摄像机捕捉眼睛的高分辨率图像,再经由算法解析,实时定位闪烁点与瞳孔的位臵,最后借助模型估算出用户的视线方向和落点。图图 20:XR 设备中眼动追踪工作原理简示图设备中眼动追踪工作原理简示图 资料来源:Tobii,VR陀螺,安信证券研究中心

95、 眼动追踪已经成为 XR 硬件的标配趋势,其对 XR 交互体验,以及智能化、轻量化和普及化起着极其关键的作用,使 XR 设备性能更加强大、用户体验更为自然和沉浸,而 XR 硬件是行业深度分析/传媒 24 本报告版权属于安信证券股份有限公司。本报告版权属于安信证券股份有限公司。各项声明请参见报告尾页。各项声明请参见报告尾页。公认的元宇宙入口。据 VR 陀螺,截至 2020 年底,Tobii 占有全球 70%的眼控沟通辅助技术市场,以及 60%的行为研究眼动解决方案市场。Tobii 占据全球眼动追踪技术服务商领先地占据全球眼动追踪技术服务商领先地位可归功于具备位可归功于具备两两大优势:大优势:1)

96、整合方案适配度高)整合方案适配度高:Tobii 打造了可满足各类光学设计需求的眼动追踪集成平台,可适用于几乎所有主要硬件架构和操作系统的算法。无论 XR 头显设备是基于菲涅尔镜片 hot mirror 或是折叠光路 pancake 光学设计,是一体机或需要连接 PC,用于虚拟现实或是增强现实,都可以得到 Tobii XR 解决方案的支持。2)人群覆盖的精度与)人群覆盖的精度与准确度高准确度高:眼动追踪技术从 B 端走向 C 端,从高端走向消费级,需要能够在庞大的消费人群中确保高精度与高准确度。相比其他方案提供商,Tobii 能够在 90%95%的人群覆盖中保持低于 2%的准确度误差,这一指标明

97、显处于行业优势地位。图图 21:眼动追踪在不同人群覆盖下的准确度误差眼动追踪在不同人群覆盖下的准确度误差 资料来源:Tobii,VR陀螺 Tobii 眼动追踪技术已得到业内广泛认可,与高通、英伟达、Valve、Unity、Unreal、OpenXR、OpenBCI、惠普、小鸟看看/字节跳动、HTC、Pimax 等均有着长期的技术和产品合作。通过 Tobii Spotlight 和 Tobii Ocumen 的中间件和解决方案,Tobii 提供了注视点渲染及传输技术和高级应用分析工具。这些技术目前已整合在 PICO Neo 3 Pro Eye、HP Reverb G2 Omnicept Edit

98、ion、PICO Neo 2 Eye、HTC Vive Pro Eye 等多款已上市的主流 XR 设备中。全身追踪全身追踪技术帮助建立元宇宙虚拟化身,进而推动技术帮助建立元宇宙虚拟化身,进而推动 VR 社交社交,可借助,可借助 AI 的预测能力重建的预测能力重建运动姿态运动姿态。全身追踪对于虚拟化身玩法很重要,也是未来全身追踪对于虚拟化身玩法很重要,也是未来 VR 社交必然的趋势。社交必然的趋势。现阶段,全身追踪距离在 VR 中普及还有一段距离,由于技术的成本和使用门槛对新手并不算友好。在 PC VR 端,即使搭配市面有售的 Vive Tracker,也需要一定的设臵过程,如果在腰部、膝盖、脚

99、部等位臵固定追踪模块,不仅用额外的重量影响了 VR 体验的灵活性,还大幅增加成本。而在 VR一体机端,由于光学追踪范围局限等因素,市面上可供选择的优质第三方追踪方案不多。当前常见的全身追踪技术主要包括光学动作捕捉技术、惯性动作捕捉技术以及视觉动作捕捉技术三种。光学动作捕捉技术光学动作捕捉技术:操作的时候会直接在人的身体上进行简单的标记,标记点会直接反射到提前设定好的摄像机上,然后再通过反射的不同位臵的成像信息来预算标记点的空间运动信息,最终将信息进行简单地定位以及输出。惯性动作捕捉技术惯性动作捕捉技术:会直接在人的身上佩戴陀螺仪,人在运动的时候,陀螺仪也会跟着进行旋转。此时,直接通过感知陀螺仪

100、的旋转信息将人的运动推算出,然后实现动作捕捉。视觉动作捕捉技术视觉动作捕捉技术:在操作的时候是不需要标记和佩戴设备的,只要在人的活动范围内通过普通的摄像头进行动作的录制,将人体关行业深度分析/传媒 25 本报告版权属于安信证券股份有限公司。本报告版权属于安信证券股份有限公司。各项声明请参见报告尾页。各项声明请参见报告尾页。键信息进行识别,然后采用特殊 AI 算法实现动作捕捉。光学动作捕捉技术和惯性动作捕捉技术有一定的使用门槛,在影视和游戏领域比较常见,虽然呈现的效果非常精准,但存在两个问题:第一,成本高。便宜的至少也需要几万,贵的则需要几十万至几百万不等,只有大型影视和游戏工作室才能负担得起这

101、种成本。第二,使用不方便。在制作现场,动捕演员身上往往穿戴很多设备,穿戴设备与动作捕捉需要团队多人配合。而更便于在普通消费者市场进行普及的视觉动作捕捉技术,近年来受到苹果、更便于在普通消费者市场进行普及的视觉动作捕捉技术,近年来受到苹果、Meta等大厂的追逐。等大厂的追逐。据 VR 陀螺,美国专利商标局公布了苹果公司的一项专利申请,题为“在三维环境中呈现虚在三维环境中呈现虚拟化身拟化身”。专利的一部分涵盖了手部追踪/手势追踪,该专利第二个涉及的方面还包括眼球追踪。据映维网,Meta 提出了一种仅通过 Quest 实现全身动捕的解决方案。对于上半身追踪,通过在 AI 训练过程中获得的经验,仅需来

102、自现实世界的少量输入就足以将双手准确地转换到虚拟世界。例如,Quest 的摄像头可以看到你的手臂,肘部,手掌,所以可以很好地根据肌肉骨骼结构估计上半身的完整姿态。现在对于下半身,Meta 同样在探索利用这一原理。使用收集的追踪数据训练人工智能,仅使用来自 VR 头显和两个控制器的传感器数据,就可以逼真地制作全身虚拟人动画。也就是说,此前此前 VR 头显仅仅可以将面部表情进行动作捕捉,头显仅仅可以将面部表情进行动作捕捉,而现在已经可以实而现在已经可以实现全身动作捕捉。现全身动作捕捉。图图 22:Meta 的的仅通过仅通过 Quest 头显实现完整头显实现完整 Avatar 的全身动捕解决方案的全

103、身动捕解决方案 资料来源:映维网 4.2.新硬件的交互方式亟待重构新硬件的交互方式亟待重构,猜想苹果猜想苹果 MR 的三种交互方式的三种交互方式 VR 产品的交互场景设计是产品的核心壁垒之一。产品的交互场景设计是产品的核心壁垒之一。从感官体验的角度,人的视觉、听觉、触觉、嗅觉、味觉可以直接关系到 VR 的沉浸感,其中立体视觉与立体音效已经可以实现,触觉、嗅觉与味觉的交互反馈技术也在加快发展。每一次的技术革新及产品升级,都会带来重大的人机交互方式变化。在 PC 时代与移动互联网时代,人们分别通过键盘鼠标与触摸操作与数字信息进行互动。这些都是建立在二维世界的 2D 界面交互,并不适用于 VR 中的

104、 3D虚拟世界,2D 交互远远不足以满足沉浸感的需求。这就要求 VR 中的交互方式需被重构,一中的交互方式需被重构,一方面是交互方式变得更加多样化,另一方面是交互体验更加自然。方面是交互方式变得更加多样化,另一方面是交互体验更加自然。我们认为,苹果苹果最有希望定义新一代硬件最有希望定义新一代硬件(VR/AR/MR)的交互方式。)的交互方式。回顾历史,苹果曾经两次定义人机交互方式。1983 年 1 月,苹果发布了 Lisa,确定了如今个人电脑使用“图形行业深度分析/传媒 26 本报告版权属于安信证券股份有限公司。本报告版权属于安信证券股份有限公司。各项声明请参见报告尾页。各项声明请参见报告尾页。

105、用户界面(GUI)、鼠标和键盘”相结合的交互方式。与早期计算机使用的命令行界面相比,Apple Lisa 更易于接受,减轻认知负担,操作也更人性化。2007 年 1 月,苹果发布了 iPhone,又引领了新的触控交互方式,再次定义了智能手机的交互方式。基于现有配件与申报专利,三次方 AIRX在苹果 AR/VR 眼镜交互方式大猜想一文中提到关于苹果 MR 三种交互方式的猜想基于 Apple Watch、基于 Apple Ring、基于手套的交互。第一种,第一种,基于基于 Apple Watch 的交互的交互。Apple Watch 的 Assistive Touch 功能可通过检测手的握紧和捏紧

106、以及基于加速度计的控制来实现对手表的单手控制。该系统看起来与 Apple 和Facebook 在 XR 输入上所做的工作非常相似。第二种第二种,基于基于 Apple Ring 的交互的交互。自 2019 年以来,苹果已经为可戴在手指上并用于控制VR 或 AR 眼镜的设备申请了多项专利。Apple Ring 描述了一种带有 SMI 传感器的指环。它们发出的激光被物体反射并干扰传感器中的光。这些干扰信号可用于测量到附近物理物体的距离。SMI Sensors 传感器可以在空间上定位并检测附近的物体。因此,VR 或 AR 眼镜可以准确地知道手指在哪里以及它如何在空间中移动。Apple Rings 与

107、SMI 传感器,相比目前的控制手柄,重量和体积都明显减小。第三种第三种,基于手套基于手套的交互的交互。苹果的 VR 手套能够测量手指和拇指骨骼的运动,这款由智能织物技术制成的 VR 手套可用于许多应用,包括游戏、教育和军事训练。在苹果这项被授予的专利中,可以使用一个或多个电子设备来模拟 VR/AR/MR 技术。一种电子设备可以是 VR头戴式设备,用户可以在其中使用 VR 头戴式设备查看模拟的虚拟环境。当用户移动其头部向四周看时,头戴式设备中包含的显示模块可以更新以反映用户的头部移动。另一电子设备可以包括一个或多个摄像机。一个或多个摄像机可以用于在 AR 技术中捕获用户的真实环境和/或用于位臵跟

108、踪。另一电子设备可以包括 VR 手套,VR 手套可以戴在用户的手上,并且可以允许用户实时触摸、感知和握持虚拟对象,这可能需要能够准确地检测用户手和手指的位臵以及运动。图图 23:苹果关于:苹果关于 Ring 和传感器的专利和传感器的专利 图图 24:苹果:苹果 VR 手套的专利手套的专利 资料来源:Patently Apple,三次方AIRX 资料来源:Patently Apple,VR陀螺 5.技术迭代叠加新一轮产品周期开启,技术迭代叠加新一轮产品周期开启,当前当前 VR可类比可类比智能手机早期智能手机早期阶段阶段 行业深度分析/传媒 27 本报告版权属于安信证券股份有限公司。本报告版权属于

109、安信证券股份有限公司。各项声明请参见报告尾页。各项声明请参见报告尾页。5.1.新一轮产品周期开启,新一轮产品周期开启,标杆型新品标杆型新品有望进一步打开有望进一步打开 VR 消费市场消费市场 PICO 于 9 月 22 日发布 PICO 4/4 pro,Meta 10 月 11 日发布 Quest Pro,苹果预计 23H1发布 XR 新品,索尼预计 2023 年内发布 PS VR2,2022 年 AR/VR 新品数量已超过 20 款,行业迎来新一轮产品迭代。此次由 PICO 引领,2022H2 及 2023H1 国内外 VR 主流厂商均有新品发布计划,随着Pancake 光学方案、硅基OLE

110、D 显示方案等核心技术的迭代和应用,VR 头显有望打开消费市场,市场迎来加速成长期。PICO 4/4 pro:采用采用 Pancake 方案,方案,Pro 版本支持版本支持眼球眼球/面部追踪面部追踪,定价较为大众化,定价较为大众化。PICO 4 采用 Pancake 光学方案显著减少体积、减轻重量。根据发布会信息,PICO 4 将采用轻量化 Pancake 方案,与 Neo3 相比光学清晰度提升接近 86%,体积减少 43%,厚度减少接近 40%,头显(不含电池与绑带)重量也因此由 395g 降至 295g。相比于 Pico Neo 3,新品在重量、光学方案、透视方案等维度实现大幅迭代。并且

111、Pico 4 Pro 额外内臵 3 颗红外摄像头,可实现眼球/面部追踪以及自动瞳距无极调节(IPD)。表表 6:PICO4/4pro 与与 PICO Neo3 参数对比参数对比 产品名称产品名称 PICO Neo 3 PICO Neo 4 PICO Neo 4 Pro 产品示意图产品示意图 重量重量 395g 295g 电池容量电池容量 5300mAh 5300mAh 5300mAh 分辨率分辨率 单眼 1832*1920 单眼 2160*2160 单眼 2160*2160 PPI 773 1200 1200 视场角视场角 可视角 98 度 可视角 105 度 可视角 105 度 无级瞳距调节

112、无级瞳距调节 不支持 不支持 支持 镜片方案镜片方案 菲涅尔镜片 Pancake Pancake 感知感知/交互交互 4*鱼眼单色摄像头 1600 万像素 RGB 全彩摄像头、4*SLAM灰度跟踪摄像头 1600万像素RGB全彩摄像头、4*SLAM灰度跟踪摄像头 手柄手柄 6DoF,红外光学 6DoF、宽频线性马达、红外传感器、全手掌握把、真实触觉/振动反馈 6DoF、宽频线性马达、红外传感器、全手掌握把、真实触觉/振动反馈 裸手识别裸手识别 支持 支持 支持 面部识别面部识别/支持 眼球追踪眼球追踪/支持 彩色透视彩色透视/16MP全彩透视 16MP全彩透视 价格价格 1999 元 2499

113、 元(128G)/2999 元(256G)/资料来源:PICO4发布会,安信证券研究中心 PICO 4 亦通过创新手柄设计、新增裸手交互及体感追踪等优化用户交互体验。与 Neo3 的传统手柄相比,PICO 4 采取的星环弧柱设计改善手部交互体验并防止双手碰撞等情形出现,其内臵的 IMU 传感器在性能上亦有近 100%的提升。此外,PICO 4 部分应用将支持裸手直接交互,外臵体感追踪器可实现多关节、多肢体的动作捕捉,Pro 版本还将额外增加三颗红外传感器以支持眼动追踪及面部追踪。行业深度分析/传媒 28 本报告版权属于安信证券股份有限公司。本报告版权属于安信证券股份有限公司。各项声明请参见报告

114、尾页。各项声明请参见报告尾页。Meta Quest pro:定位高端办公协作机,搭载眼球定位高端办公协作机,搭载眼球/面部追踪面部追踪,支持支持彩色透视彩色透视功能。功能。Quest Pro 芯片、光学、显示、交互各环节均呈现技术迭代,支持全彩透视、眼动追踪、面芯片、光学、显示、交互各环节均呈现技术迭代,支持全彩透视、眼动追踪、面部捕捉。部捕捉。Quest Pro 价格 1499 美元,10 月 25 日开始发货。Quest Pro 与 Quest2 相比,光机厚度减少 40%,PPI 增加 37%,对比度增加 75%。1)芯片:采用 Snapdragon XR2+处理器,这是第一款与高通深度

115、合作开发的芯片,算力提升 50%且散热更好。2)光学:用Pancake 折叠光路技术,光机厚度减少 40%。3)显示:采用具有局部高光功能的 LCD 类型面板(MiniLED),还包含一个量子点层以改善 LCD 的色域。4)交互:手柄中新的传感器能自追踪手柄位臵不需要头显介入,可以 360转动使用,手柄还搭载新的触觉触控,能够给更精准的反馈。5)全彩透视、眼动追踪、面部捕捉:Quest Pro 搭载高分辨率摄像头传感器,获取 4 倍于 Quest2 分辨率的透视影像;有一颗红外深度传感器切换 Passthrough 和全彩模式。头显内部有 5 枚摄像头,用于眼动追踪和面部追踪。图图 25:Qu

116、est Pro 示意图及核心参数示意图及核心参数 资料来源:Meta Connect 2022,映维网,安信证券研究中心 Quest Pro 的产品定位是办公场景,是为建筑师、工程师、建设者、创造者和设计师等希望的产品定位是办公场景,是为建筑师、工程师、建设者、创造者和设计师等希望通过通过 VR 增强其工作流程并增强其创造力的人而设计增强其工作流程并增强其创造力的人而设计,是 Meta 高端设备系列中的第一款,其设计重点考虑协作与生产力。Meta 的愿景是帮助人们实现远程协作和提高工作效率,使得人们无论身处何处,使用何种设备,都能建立连接,配套的内部工具/平台包括 Workrooms,work

117、place,Meta Portal。Connect 大会上,Meta 首席执行官马克扎克伯与微软首席执行官萨提亚纳德拉共同分享了对比元宇宙虚拟办公的设想。Meta 拟深度合作微软加速未来办公,计划引入微软多生产力工具。1)Mesh for Microsoft Teams 将支持 Meta Quest 设备,Microsoft Mesh 允许不同物理位臵的用户加入协作和共享全息体验,对于 Microsoft Teams,用户可以加入虚拟会议、发送聊天、协作共享文档等。2)Microsoft 365 应用程序将登陆 Meta Quest 设备,从而允许人们能够在 VR 中与 Word、Excel、

118、PowerPoint、Outlook 和 SharePoint 等进行交互。3)Microsoft Intune 和 Azure Active Directory 将支持 Quest Pro 和 Quest 2,IT 管理员可以通过 Meta 的 Quest for Business 订阅为用户提供服务。4)微软和 Meta 正在探索将 Xbox Cloud Gaming 导入 Quest Store 的方法,从而允许玩家将数百款高质量的 Xbox 游戏流式传输到 Quest 平台。此外,Meta 展示了与微软、埃森哲在工作场景的合作成果,预计明年发布 Quest for Business行业

119、深度分析/传媒 29 本报告版权属于安信证券股份有限公司。本报告版权属于安信证券股份有限公司。各项声明请参见报告尾页。各项声明请参见报告尾页。服务更多企业,包含一系列工具,账户管理、申请管理、技术支持等等。图图 26:Microsoft Teams Meeting in VR 资料来源:Meta Connect 2022,映维网 Meta 未来两年已有四款 VR 新品储备,兼顾中端与高端消费级市场。据The Information 报道的 Meta VR/AR 路线图,Meta 未来两年计划推出四款 VR 头显产品,内部代号分别为Cambria(高端旗舰 VR 头显,即 Quest Pro)、

120、Funston(Cambria 的迭代版本)、Stinson(预计 2023 年推出)、Cardiff(Stinson 的迭代产品)。也就是说,Meta 将交替发布高端 VR头显和低端 VR 头显,不同价格档位的 VR 头显将帮助 Meta 抢占大部分 VR 市场份额。索尼索尼 PS VR2:相比一代参数明显提升,已有成熟内容生态。相比一代参数明显提升,已有成熟内容生态。据新浪 VR 报道,自 2022 年 1 月公布 PSVR2 以来,索尼陆续放出了有关该头显的详细信息。其中包括采用 4K 120Hz HDR 显示屏、110视场角和注视点渲染技术,其 OLED 显示屏将提供每眼 200020

121、40 的分辨率和 90/120hz 刷新率,内臵眼动追踪功能、重新设计的手柄、触觉反馈以及各种其他改变游戏规则的增强功能。内容方面,PSVR2 将在发布时同步首发超过 20 款 VR 游戏,涵盖第一方和第三方游戏,包括 Horizon Call of the Mountain ,以及无人深空和生化危机 8的 VR 版本。8 月 23 日,索尼官方宣布索尼官方宣布PSVR2 将于将于 2023 年正式上市。年正式上市。PSVR2 支持透视视图支持透视视图。索尼的 PSVR2 透视视图可以让玩家保持佩戴头显的同时观察周围环境,这要归功于头显前部嵌入的摄像头。索尼高级产品经理 Yasuo Takah

122、ashi 解释说:“当用户想要轻松检查 PSVR2 Sense 控制器在房间内的位臵时,它会派上用场,而无需摘下头显。”该视图听起来很像 Meta 的 Quest 头显提供的视图功能。PSVR2 将有将有 VR 模式和电影模式两种主要模式。模式和电影模式两种主要模式。VR 模式专为虚拟 360 度环境中的 VR 游戏内容而设计,它将以4000 x2040 HDR视频(单目2000 x2040)的最大分辨率和90Hz或120Hz的帧速率显示。而电影模式专为 VR 中的所有其他内容而设计,它将分辨率降至 1920 x1080 HDR 视频,具有 24Hz、60Hz 和 120Hz 帧速率选项。电影

123、模式是为看视频而设计的,玩家将能够看到 PS5 系统 UI,然后切换到虚拟影院屏幕观看内容。行业深度分析/传媒 30 本报告版权属于安信证券股份有限公司。本报告版权属于安信证券股份有限公司。各项声明请参见报告尾页。各项声明请参见报告尾页。图图 27:PSVR2VR 模式模式 图图 28:PSVR2电影模式电影模式 资料来源:新浪VR 资料来源:新浪VR 苹果首款苹果首款 MR:预计采用预计采用 Pancake 光学方案光学方案+硅基硅基 OLED 显示模块显示模块。目前苹果首款 MR 设备的已知信息相比于前三家最少。Apple 首款首款 MR 设备渐行渐近,关注设备渐行渐近,关注 WWDC20

124、22 发布最新信息。发布最新信息。根据苹果发布的专利信息及外媒苹果分析师,苹果的首款 MR 设备或将 1)自有操作系统 realityOS(据 App Store 上传日志和苹果开源代码);2)显示器的配臵将包括两个微型 OLED 显示器和一个 AMOLED面板(据显示器分析师 Ross Young);3)芯片将采用代号 Staten 的 M2 芯片衍生版本,外加一个协处理器 Bora 芯片(据芯片供应链专家Mobile chip Expert);4)价格被预测为 2000美元或 3000 美元级别,需要额外的月度订阅(据 TrendForce)。5.2.2023 年是硬件大年年是硬件大年,有

125、望真正迭代出爆款应用、场景、模式有望真正迭代出爆款应用、场景、模式 新硬件是相对于智能手机及智能手机之前的历代硬件的统称;站在当下,基于元宇宙的新硬件可以分为硬件入口与分布式垂类硬件两大类。展望 2023 年新硬件的发展趋势,我们认为硬件入口、分布式垂类硬件在 2023 年,均是“大年”。按照我们对元宇宙六大版图轮动顺序的分析,首先,硬件入口与内容先行,硬件作为第一入口,硬件之上需要配套的内容相互促进发展,内容则以 VR 游戏、链游等元宇宙初级内容形态为主;其次,底层架构要开始发挥作用,新内容/场景的制作、生产、运行、交互,依赖底层架构的大力升级(游戏引擎/工具集成平台等);再次,随着底层架构

126、的升级带动数据处理的量级大幅提升,后端基建与人工智能才能真正发挥大的功效;数据洪流下,即物理世界充分数字化后,人工智能的作用将越来越大,人工智能不仅依赖于底层架构与数字基建的完善,也非常依赖于内容与场景丰富的程度,此时 AI 将替代或辅助人去发挥建设性的作用,成为元宇宙中的核心生产要素;最后落脚到内容与场景,相较于其他板块,内容与场景的变数最大,元宇宙将会催生出远超我们当下所预期的新内容、新场景、新业态,重塑内容产业的规模与竞争格局;过程中有大量繁荣整个生态的技术、服务方,协同于每一轮轮动。基于上述判断,全球范围内,预计科技巨头们率先在硬件产业链、内容、底层架构上发力,继 2021、2022

127、年硬件入口、内容、底层架构的发力,2023 年后端基建、人工智能的加持下,有望真正迭代出爆款应用、场景、模式、内容,以匹配性能持续升级的各硬件入口;分布式垂类硬件中的人形机器人,核心仍然在于“基于现实世界的智能”,2023 年人形机器人的进展,核心仍取决于“智能”的实现程度;行业深度分析/传媒 31 本报告版权属于安信证券股份有限公司。本报告版权属于安信证券股份有限公司。各项声明请参见报告尾页。各项声明请参见报告尾页。硬件入口 2023 年最大的变数,在于 Apple 的发力程度;人形机器人 2023 年的进展,也取决于特斯拉的推进速度。此外,与硬件入口相匹配的内容、应用、场景等,我们认为 2

128、023 年有望真正跑出有元宇宙部分“精气神”的爆款,但顺序可能先是应用、场景甚至是模式,最后才是真正的爆款内容出现。目前的内容、应用、场景,更多是基于“沉浸感”去做升级,而非真正创新性的。全球全球 VR 硬件加速放量硬件加速放量,看好看好 PICO 新品发布进一步推动国内市场规模新品发布进一步推动国内市场规模。1)全球)全球:据智研咨询数据,2021 年全球 VR 头显出货量达 1095 万台,预计 2022 年全球 VR 设备的出货量达到 1573 万台,同比增长 43.65%;2024 年全球 VR 设备的出货量有望达到 2631 万台,同比增长 20.74%。2)中国)中国:据 IDC

129、数据,2021 年中国 VR 市场出货量为 138 万台,发展略滞后于海外市场;随着中国市场潜力不断激发,预计 2022 年中国市场出货量将突破 300万台,2025 年有望达到 1162 万台,4 年 CAGR 为 70.3%。2021Q2 以来随着爱奇艺、华为、大朋等国内厂商相继发布 VR 头显,季度设备出货量持续上升。考虑 PICO 新品亮点突出,背后字节跳动持续导入流量及内容资源,看好国内 VR 市场保持高速成长态势。PICO 4 头显实现多处技术迭代,产品使用性能提升,价格接受度较高,看好其快速抢占用户心智及VR 硬件市场份额。考虑 PICO 4 以及未来 Meta、Apple 等大

130、厂新品也将完成各项技术迭代升级,看好大厂新品的催化效应带来 VR 软硬件环节的主题投资机会。图图 29:2016-2024E全球全球市场市场 VR 出货量出货量 图图 30:2021-2025E中国中国市场市场 VR 出货量出货量 资料来源:IDC,安信证券研究中心 资料来源:IDC,安信证券研究中心 回溯手机市场发展,我们认为当下当下 VR 市场的发展阶段可类比于早期的智能手机市场。市场的发展阶段可类比于早期的智能手机市场。首先是 VR 设备的整体升级方向是轻薄化、便携化、提升用户体验,用户量爬升速度不快,主要由头部产品提振。其次硬件产业链各环节的升级迭代趋势较为明确,光学、显示、交互等模块

131、均存在较大的创新与进步空间,这一阶段伴随着技术的迭代标杆性的新品会陆续推出,如PICO4、Meta Quest Pro、苹果 MR 等,加速 VR 消费级市场成长。这一阶段行业巨头起到重要引领作用,市场演进过程可能伴随着量价双升过程,内容丰富度的提升及商业模式的创新有望催化这一进程。180 375 350 390 670 1095 1573 2179 2631-20%0%20%40%60%80%100%120%050002500300020022E2024E全球VR出货量(万台)yoy138 302 544 812 1162 0%20%40%60%8

132、0%100%120%140%0200400600800020212022E2023E2024E2025E中国市场VR出货量(万台)yoy行业深度分析/传媒 32 本报告版权属于安信证券股份有限公司。本报告版权属于安信证券股份有限公司。各项声明请参见报告尾页。各项声明请参见报告尾页。6.投资建议投资建议 我们筛选标的的标准有两点,首先是根据备战元宇宙投资的三个阶段的划分,当下仍处于第一阶段,即筛选的投资标的是有元宇宙(如硬件产业链)的相关业务;进而是目前各 VR 硬件厂商均在探索各自的技术路径,产业链并未定型,但产业链的关键部位在于光学、显示与交互,按照这三大关键环节再加上

133、整体设计/组装代工共四条脉络做具体筛选。整机设计整机设计/组装代工组装代工 梳理 VR 头显整机设计及组装环节相应公司,市场目前呈现手机产业链龙头积极服务 VR 品牌客户的态势,手机产业链公司凭借成熟的供应链管理与客户资源,有望主导 VR 头显组装市场。建议关注:国内唯一有成型 VR 产品的上市公司创维数字;兼具零整一体化及光学设计能力的 ODM 厂商,如歌尔股份等;零整一体化布局+大客户资源的 OEM/ODM 厂商,如立讯精密、和硕、广达等。表表 7:VR【整机设计整机设计/组装代工组装代工】的相关标的】的相关标的 公司名称公司名称 具体布局具体布局 创维数字创维数字 目前上市的VR产品有一

134、体机、分体机、VR短焦眼镜,均已量产并于国内外市场在实现销售。于22 年 6 月推出折叠光路(Pancake)超短焦 VR一体机。歌尔股份歌尔股份 代工及组装索尼 PS VR、Oculus Rift/Quest 2、PICO 系列、华为 VR Glass 等。立讯精密立讯精密 苹果产业链龙头企业,全面布局VR整机+零部件,有望供应北美大客户头显整机组装。和硕和硕 2019 年联合英国 AR眼镜公司 Wave Optics 推出重量仅 136g 的超轻量无线AR眼镜 AiR,2022年联合 3M公司开发了一款基于短焦光学方案的 VR参考设计:VX6。终端客户包括微软、谷歌、苹果。广达广达 近眼显

135、示器的关键光机模块,以及头戴显示器技术的整合与制造,终端客户包括 Meta、微软、谷歌、Lumus、HTC等。龙旗科技龙旗科技 代工及组装小米 VR一体机、爱奇艺IQUT 奇遇 1 代等。欣旺达欣旺达 主要是做 VR眼镜及相关外设配件,如VR头显、手柄、电池及一体化代工,终端客户包括暴风魔镜一体机,掌网科技星轮 V8/V9S 等。富士康富士康 代工及组装大朋 E2、蚁视 2 代等,目前正在开发基于 MicroLED的 AR眼镜,将智能零售、工厂和医疗作为其 AR系统的目标。资料来源:各公司官网,Wind,安信证券研究中心 光学光学 国内厂商在光学设计、透镜加工、偏振片、膜材和贴膜等环节均有厂商

136、深度布局,看好国内厂商持续优化产线技术、提高产品良率,提升市场份额。建议关注:菲涅尔透镜、Pancake方案及摄像头模组的供应商,如歌尔股份、舜宇光学科技、玉晶光、扬明光学等;成功研发新一代 Pancake 模组的欧菲光;具备 Pancake 光学膜贴合模组解决能力的三利谱。除光学元件外,国内在产品检测、机械传动等环节也有厂商深度布局,建议关注:兆威机电的微型传动系统、杰普特的 XR 光学检测设备均已进入大厂核心供应链。表表 8:VR【光学】环节的相关标的【光学】环节的相关标的 公司名称公司名称 具体布局具体布局 歌尔股份歌尔股份 具备菲涅尔透镜、Pancake 方案生产能力。为 Oculus

137、 Rift 独家供应菲涅尔透镜,Pancake 已实现量产交付,与华为建立合作关系,将 3 段式折叠光路的超短焦光学方案应用在华为 VR Glass上。舜宇光学科技舜宇光学科技 为 Oculus 供应摄像头镜头模组以及菲涅尔透镜,终端客户还包括索尼、HTC等。公司在菲涅尔透镜的注塑成型与注压成型工艺具备领先优势。玉晶光玉晶光 已打入 Oculus 与索尼的VR产品供应链,主要提供菲涅尔透镜模组及光学镜头。Meta 与雷朋合作发布的智能眼镜、Meta Quest 2 均采用玉晶光的菲涅尔透镜。行业深度分析/传媒 33 本报告版权属于安信证券股份有限公司。本报告版权属于安信证券股份有限公司。各项声

138、明请参见报告尾页。各项声明请参见报告尾页。扬明光学扬明光学 具备量产菲涅尔透镜的能力,在短焦/超短焦投影镜头方面具备领先优势,折叠光路技术储备完善。Kopin 研发出全塑料材质的 Pancake 模组P95,用塑料元件替代玻璃材质的分光棱镜。3M 研发出反射性偏振片用户Pancake 模组,有效提高成像质量并扩大视场角。欧菲光欧菲光 成功研发新一代 VR Pancake 光机模组。该产品采用折叠光路 3P 镜片设计,使用曲面贴膜技术,具备短镜头总长、近视调节、屈光调节 FOV 无变化、低色散、高 PPD(像素密度)等优势。三利谱三利谱 在国产偏光片生产商中,三利谱是少数具备全工序规模生产能力的

139、厂商,也是 Pancake 光学膜贴合模组解决方案提供商。杰普特杰普特 国内首家 MOP A 激光器生产制造商,积极布局VR光学检测,开发 VR眼镜检测系统、广视场角测试设备等测试设备。联创电子联创电子 布局几何光波导,超薄镜头等关键技术,为国际知名公司 MagicLeap 研制的相关镜头产品一直在出货,且与 Facebook 有全景镜头的合作。兆威机电兆威机电 解决vac 眩晕问题是 vr 体验的主要障碍之一,机械式可变焦显示有望成为标配。核心技术是齿轮技术,能做到直径 5 毫米以内,全球只有IMS 和兆威机电。资料来源:各公司官网,Wind,安信证券研究中心 显示显示 2021 年 12

140、月,索尼展示 4K Micro-OLED VR 头显原型;据 Digitimes Research 预测,苹果VR/MR 产品将采用 Micro OLED 显示模组;Quest2 的下一代产品预计将采用 Mini LED 背光 LCD。巨头引领革新下,Mini LED 背光 LCD、Micro OLED 有望在未来 13 年内成为主流配臵的两大方案。长期来看,Micro LED 有更好的亮度、对比度、耐温性、功耗表现,更能满足应用需求,然而目前批量转移技术及制造良率问题导致难以规模量产,预计其问题长期有望得到解决,并成为下一代 VR 显示系统升级方向。建议关注布局 Mini LED/硅基 OL

141、ED/Micro LED 技术开发及量产的京东方、易天股份、隆利科技、鸿利智汇、长信科技、利亚德;布局硅基 OLED 检测技术的华兴源创、智立方;研发巨量转移技术及设备的德龙激光、三安光电等。表表 9:VR【显示】环节的相关标的【显示】环节的相关标的 公司名称公司名称 具体布局具体布局 京东方京东方 1)Fast-LCD的全球主力供应商,覆盖 Facebook、华为、小米、爱奇艺等优质客户,已量产了搭载 Mini LED背光的 3.2”2880 x2880 FastLCD 产品;2)参股公司云南创视界光电(82.76%),是国内主要硅基OLED生产商之一,已有2 条生产线,8 英寸 Micro

142、 OLED已量产,12英寸已部分量产;3)Micro LED:公司已推出 COG(玻璃基)、COB(倒装)、SMD(表贴)不同技术的 Mini LED产品,有利于 Micro LED的技术研发和突破。索尼索尼 消费级 Micro OLED市场技术领先,于2011 年推出其首款 Micro OLED微型显示器产品。产业调研显示苹果第一代VR/MR产品亦有望采用索尼的 Micro OLED产品组建显示系统。视涯科技(未上市)视涯科技(未上市)搭建全球首条 12 英寸 Micro OLED产线,已实现量产。目前公司 Micro OLED共有 7 款产品,PPI最高达 4496,产品应用于 arpar

143、a VR头显(2021 年6 月发布)。国兆光电(未上市)国兆光电(未上市)在 2014年推出首款 Micro OLED产品,目前已建成两条8 英寸 Micro OLED量产,产品主要应用于头盔显示、夜视观测、电子瞄准等专用领域。华兴源创华兴源创 公司专注平板检测设备,实现对主流平板显示器 LCD和 OLED检测的覆盖,Mini LED、硅基 OLED、Micro LED新一代显示检测技术储备不断升级。智立方智立方 针对半导体及AR/VR智能感知测试领域,公司加大了在 AR/VR、Mini-LED、Micro-LED,光通半导体等相关领域的技术研发投入。易天股份易天股份 公司布局微组半导体设备

144、,产品包含硅基 OLED、Micro LED微型显示器贴片系列设备。隆利科技隆利科技 专业从事 LED背光显示模组开发、生产和销售,Mini-LED技术是公司优势,通过分区控制攻克了 VR产品对比度低、色彩不饱和的技术难题,大幅提高 VR产品的感观效果。鸿利智汇鸿利智汇 国内领先 LED封装企业,Mini LED产能稳定爬升,具备 VR产品批量供货能力。长信科技长信科技 持续布局 Mini/Micro LED技术研发,为 Quest 系列提供模组产品。利亚德利亚德 公司通过自主研发、协同上下游企业等多种方式对 Micro LED技术难题巨量转移、表面处理和光学、驱动芯片等 Micro LED关

145、键技术环节问题进行全面探索与攻克,率先实现行业深度分析/传媒 34 本报告版权属于安信证券股份有限公司。本报告版权属于安信证券股份有限公司。各项声明请参见报告尾页。各项声明请参见报告尾页。Micro LED的研发、量产、规模化商用落地。德龙激光德龙激光 通过自主研发研制了一种激光剥离技术,该技术主要针对蓝宝石衬底的 Micro LED晶圆巨量转移工艺需求,主要客户包括华灿光电、康佳光电等。三安光电三安光电 子公司与辰显光电签订战略合作协议,在 Micro LED芯片开发、巨量转移、产线自动化等领域展开深入合作。资料来源:各公司官网,Wind,安信证券研究中心 交互交互 IMU、红外 LED 将

146、是市场主流 VR 产品的基础交互方案,伴随 VR 产品出货量提升,供应链相关厂商有望受益。目前 VR 6DoF 技术核心元件 IMU 被海外厂商垄断,国内厂商目前切入较为困难,胜宏科技为陀螺仪 PCB 供应商;赛微电子布局 IMU 赛道多年,目前部分 MEMS芯片产品已在 XR领域应用;敏芯股份布局 MEMS全产业链,拥有MEMS声学传感器、MEMS压力传感器和 MEMS 惯性传感器三大产品线。相比硬件端,国内在算法端针对 SLAM 和VSLAM 算法解决方案已有不少公司持续布局,并与硬件厂商紧密合作,建议关注未来相关技术的突破性进展。表表 10:VR【交互】环节的相关标的【交互】环节的相关标

147、的 公司名称公司名称 具体布局具体布局 胜宏科技胜宏科技 PCB 龙头企业之一,6 DOF 陀螺仪 PCB 供应商,已打入 PICO 供应链。赛微电子赛微电子 布局 IMU多年,且部分 MEMS 芯片产品已在 XR领域商用。敏芯股份敏芯股份 布局 MEMS 全产业链自主可控,拥有 MEMS 声学传感器、MEMS 压力传感器和 MEMS 惯性传感器三大产品线。韦尔股份韦尔股份 CMOS 图像传感器、Camera Cube Chip、LCOS、触控芯片、电源 IC等产品均可已运用在 AR/VR领域,单机可提供的价值量持续提升。美迪凯美迪凯 公司生产的3D结构光模组用光学联结件是3D结构光模组的重要

148、元器件,产品销售给AMS,最终应用在苹果手机的3D结构光模组中。科瑞技术科瑞技术 公司眼球追踪标定测试设备行业唯一,供应 VR相关设备及结构件数十种,是参与最深的VR供应商。公司与苹果、Meta、谷歌、华为深度绑定开发VR最新产品,并为歌尔股份、立讯精密供应 VR检测设备及VR相关精密结构件。易现先进(未上市)易现先进(未上市)易现全栈自研了视觉 SLAM算法、空间建图与定位技术、AR眼镜 SDK、物体识别与跟踪算法、手势互动技术、游戏级渲染技术、端云协同算法等,与舜宇、OPPO 合作紧密。诠视科技(未上市)诠视科技(未上市)旗下 SeerSense DS80 是目前业界唯一的集双目深度引擎、

149、TOF 引擎、VSLAM引擎、AI引擎、视频编码引擎于一体的智能感知模组产品。耀宇视芯(未上市)耀宇视芯(未上市)主要为AR/VR头显行业提供基于自研芯片的全套的 6DoF 解决方案,包括头部 6DoF 定位、手部 6DoF 定位、云端地图等。公司目前和行业内众多厂商达成战略合作,如珑璟光电,耐德佳等。资料来源:各公司官网,Wind,安信证券研究中心 7.风险提示风险提示 下游需求不及预期下游需求不及预期 VR 设备应用场景广泛,包括教育、医疗、服务、制造、旅游、商贸等多个领域。近年来 VR眼镜等设备发展迅速,在娱乐、视频、教育领域发展较快,但是其他领域发展较慢。若发展新应用场景的速度低于预期

150、,可能会对产业链各环节相关公司的业务发展和经营业绩造成不利影响。技术突破不及预期技术突破不及预期 VR 技术的应用对运动追踪、场景显示等技术有着较高的要求。例如眼球追踪技术可以根据用户瞳孔方向和大小改变场景和景深,从而实现较高的沉浸式体验。若技术突破速度不及预期,可能会导致 VR 在医疗等应用场景发挥功能有限,影响渗透率,从而对产业链相关公司行业深度分析/传媒 35 本报告版权属于安信证券股份有限公司。本报告版权属于安信证券股份有限公司。各项声明请参见报告尾页。各项声明请参见报告尾页。的业绩和经营造成不利影响。政策及监管力度变化政策及监管力度变化 虚拟现实产业作为数字经济的重要产业,得到国家的

151、重视。自 2020 年以来,国家和各有关部委出台了大量政策,加大了对虚拟现实产业的支持力度。如果政策导向出现变化,可能会导致支持力度下降,影响 VR 行业经营环境,从而对相关公司的经营业绩造成不利影响。VR 游戏表现低于预期游戏表现低于预期 VR 应用场景中,VR 游戏约占 VR 应用市场总量的 16.2%以上。VR 游戏的发展速度较慢,发展历史较短。如果新发布的 VR 游戏延期发布或者质量低于玩家预期,可能对 VR 产业的业务发展和经营业绩造成不利影响。疫情反复风险疫情反复风险 VR 设备生产部分元器件由国外厂商供给。软件、内容制作等内容也依赖于外部环境的稳定。如果疫情反复,供应链可能会受到

152、影响。同时内容制作部分,游戏、VR 级视频的制作进度可能会受到影响,从而对经营业绩造成不利影响。行业深度分析/传媒 36 本报告版权属于安信证券股份有限公司。本报告版权属于安信证券股份有限公司。各项声明请参见报告尾页。各项声明请参见报告尾页。行业行业评级体系评级体系 收益评级:收益评级:领先大市 未来 6 个月的投资收益率领先沪深 300 指数 10%以上;同步大市 未来 6 个月的投资收益率与沪深 300 指数的变动幅度相差-10%至 10%;落后大市 未来 6 个月的投资收益率落后沪深 300 指数 10%以上;风险评级:风险评级:A 正常风险,未来 6 个月投资收益率的波动小于等于沪深

153、300 指数波动;B 较高风险,未来 6 个月投资收益率的波动大于沪深 300 指数波动;分析师声明分析师声明 本报告署名分析师声明,本人具有中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格,勤勉尽责、诚实守信。本人对本报告的内容和观点负责,保证信息来源合法合规、研究方法专业审慎、研究观点独立公正、分析结论具有合理依据,特此声明。本公司具备证券投资咨询业务资格的说明本公司具备证券投资咨询业务资格的说明 安信证券股份有限公司(以下简称“本公司”)经中国证券监督管理委员会核准,取得证券投资咨询业务许可。本公司及其投资咨询人员可以为证券投资人或客户提供证券投资分析、预测或者建议等直接或间接的有偿咨询服务。发

154、布证券研究报告,是证券投资咨询业务的一种基本形式,本公司可以对证券及证券相关产品的价值、市场走势或者相关影响因素进行分析,形成证券估值、投资评级等投资分析意见,制作证券研究报告,并向本公司的客户发布。行业深度分析/传媒 37 本报告版权属于安信证券股份有限公司。本报告版权属于安信证券股份有限公司。各项声明请参见报告尾页。各项声明请参见报告尾页。免责声明免责声明 。本公司不会因为任何机构或个人接收到本报告而视其为本公司的当然客户。本报告基于已公开的资料或信息撰写,但本公司不保证该等信息及资料的完整性、准确性。本报告所载的信息、资料、建议及推测仅反映本公司于本报告发布当日的判断,本报告中的证券或投

155、资标的价格、价值及投资带来的收入可能会波动。在不同时期,本公司可能撰写并发布与本报告所载资料、建议及推测不一致的报告。本公司不保证本报告所含信息及资料保持在最新状态,本公司将随时补充、更新和修订有关信息及资料,但不保证及时公开发布。同时,本公司有权对本报告所含信息在不发出通知的情形下做出修改,投资者应当自行关注相应的更新或修改。任何有关本报告的摘要或节选都不代表本报告正式完整的观点,一切须以本公司向客户发布的本报告完整版本为准,如有需要,客户可以向本公司投资顾问进一步咨询。在法律许可的情况下,本公司及所属关联机构可能会持有报告中提到的公司所发行的证券或期权并进行证券或期权交易,也可能为这些公司

156、提供或者争取提供投资银行、财务顾问或者金融产品等相关服务,提请客户充分注意。客户不应将本报告为作出其投资决策的惟一参考因素,亦不应认为本报告可以取代客户自身的投资判断与决策。在任何情况下,本报告中的信息或所表述的意见均不构成对任何人的投资建议,无论是否已经明示或暗示,本报告不能作为道义的、责任的和法律的依据或者凭证。在任何情况下,本公司亦不对任何人因使用本报告中的任何内容所引致的任何损失负任何责任。本报告版权仅为本公司所有,未经事先书面许可,任何机构和个人不得以任何形式翻版、复制、发表、转发或引用本报告的任何部分。如征得本公司同意进行引用、刊发的,需在允许的范围内使用,并注明出处为“安信证券股

157、份有限公司研究中心”,且不得对本报告进行任何有悖原意的引用、删节和修改。本报告的估值结果和分析结论是基于所预定的假设,并采用适当的估值方法和模型得出的,由于假设、估值方法和模型均存在一定的局限性,估值结果和分析结论也存在局限性,请谨慎使用。安信证券股份有限公司对本声明条款具有惟一修改权和最终解释权。Tabl e_Address 安信证券研究中心安信证券研究中心 深圳市深圳市 地地 址:址:深圳市福田区福田街道福华一路深圳市福田区福田街道福华一路 119 号安信金融大厦号安信金融大厦 33 楼楼 邮邮 编:编:518026 上海市上海市 地地 址:址:上海市虹口区东大名路上海市虹口区东大名路638号国投大厦号国投大厦3层层 邮邮 编:编:200080 北京市北京市 地地 址:址:北京市西城区阜成门北大街北京市西城区阜成门北大街 2 号楼国投金融大厦号楼国投金融大厦 15 层层 邮邮 编:编:100034

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