消費電子行業報告-Vision Pro:消費科技新高度空間計算新時代_第1頁
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文檔簡介

摘要2請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明我們拆解Vision

Pro的工業設計、關鍵技術和開發者相關內容,認為Vision

Pro的產品力是頭顯行業中前所未有的新高度,很可能帶來空間計算的新時代。Vision

Pro哪里不一樣?設計+硬件+應用三端均有突出亮點,Vision

Pro是頭顯變革之作:1)硬件端:M2+R1雙芯片性能強悍;Micro

OLED4K屏幕+3PPancake方案顯示升級;12+5傳感器配置奠定基礎。2)設計端:眼動+裸手+語音三維交互是趨近直覺的交互方式;Eyesight功能,打破傳統頭顯的社交隔閡;

旋鈕調節+VST,防止現實信息丟失。3)應用端:預計開發者生態+全家桶或是最大護城河。空間計算:歷史的新起點類比Mac將用戶帶入到個人計算時代,Iphone將用戶帶入移動計算時代,我們認為Apple

VisionPro有望帶領用戶進入空間計算時代。空間計算是人類與機器的交互,其中機器保存和操縱真實對象和空間的參照物。通俗點說,就是人機交互由2D升維到3D,現實+虛擬+人三者進行交互,本質上是拓展信息輸入和輸出的邊界。我們認為空間視頻/相機、流媒體、電商等多個行業都可能迎來顛覆性變化。穿透關鍵零部件,洞察未來趨勢我們分零部件討論了Apple

Vision

Pro推出可能引領的行業新趨勢。屏幕中短期Micro

OLED4K屏幕或成為高端頭顯主流,12寸晶圓成本優勢明顯;Pancake光學方案由單鏡片走向多鏡片;協處理器優勢明顯;新交互和新功能給傳感器帶來增量;散熱高要求下石墨烯散熱片性能表現優異投資建議:XR行業變革時刻到來,建議持續關注蘋果Vision

Pro推出對行業的催化。短期優選蘋果Vision

Pro供應鏈,關注XR頭顯核心增量領域(MicroOLED顯示、3D傳感器、3D應用),長期關注產業競爭格局與產業趨勢變化。風險提示:宏觀經濟及消費電子行業景氣度下滑;蘋果Vision

Pro推出效果不及預期;消費者接受意愿不及預期風險提示524附錄產業鏈梳理3目錄1Visionpro哪里不一樣?Visionpro介紹硬件端:M2+R1雙芯片方案Micro

OLED+3P

Pancake

光學方案12攝像頭+5傳感器,多傳感器配置為感知和交互提供基礎設計端:眼動+裸手+語音,趨于直覺的交互方式旋鈕調節+VST方案,防止現實信息丟失Eyesight功能,打破傳統社交隔閡應用端:我們預計開發者生態+蘋果全家桶或是最大護城河3穿透關鍵元器件,洞察未來趨勢屏幕:MicroOLED為中短期主流方案,12寸成本優勢明顯光學方案:Pancake由單透鏡向貼合式三透鏡演進芯片:協處理器優勢明顯傳感器:新交互與新功能帶來新增量瞳距調節:手動分段調節向電動無極調節演進散熱:石墨烯性能優異,從手機進入頭顯空間計算:新歷史的起點空間計算人機交互由2D升維到3DVision

OS,專為空間計算打造的操作系統可能涌現KillerApp的賽道Visionpro哪里不一樣?14請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明51.1

Vision

Pro介紹資料來源:脈曦咨詢-AR圈,天風證券研究所61.1

Vision

Pro介紹資料來源:macrumors,天風證券研究所②面罩部分①眼鏡部分外框由特制的鋁合金制成,通過曲面設計來貼合臉型,整合了顯示屏、攝像頭、傳感器、高性能計算平臺和散熱系統3D攝像/視頻按鈕點按相當于Home,旋鈕調節環境沉浸程度層壓設計的曲面OLED透明屏幕,表面有拋光處理,具備Eyesight功能集成音頻播放設備空間音頻音頻射線追蹤模塊化不同的形狀與尺寸研究了數千人的頭部特點舒適度可自由調節③背帶部分弧形結構可枕靠、可透氣、可延展71.1

Vision

Pro介紹資料來源:脈曦咨詢-AR圈,天風證券研究所81.1

Vision

Pro介紹資料來源:KGOnTech,天風證券研究所R1M2風扇頂部通風口透鏡玻璃面板外屏及裸眼3D光柵(柱鏡光柵)91.1

Vision

Pro介紹硬件端亮點:M2+R1芯片;1.4英寸Micro

OLED屏幕+

3PPancake光學方案;12攝像頭+5傳感器+6麥克風。堆料帶來的是極大的用戶體驗升級。設計端亮點:裸手+眼動+語音,趨于直覺的交互;Eyesight打破傳統社交隔閡;旋鈕調節+VST方案,防止現實信息丟失。軟件端亮點:我們認為開發者生態+蘋果全家桶或是最大護城河。市售旗艦級頭顯參數匯總資料來源:52XR公眾號,愛范兒公眾號,VR陀螺公眾號,智東西公眾號,VRPinea公眾號,維深

Wellsenn

XR公眾號等,天風證券研究所蘋果VisionProMetaQuest

3MetaQuest

ProPico4

ProHTCViveXR

Elite屏幕2塊1.42英寸定制Micro

OLED內屏+1塊OLED柔性外屏LCD(2塊)LCDLCDOLED刷新率預計90Hz90(120)Hz90Hz90Hz90Hz分辨率(單眼)3648x31442064x22081800×19202160×21601920×1920FOV預計110°110°106°104°110°芯片AppleM2+Apple

R1高通驍龍XR2Gen2高通驍龍XR2+高通驍龍XR2高通驍龍XR2光學方案3PPancakePancakeMini

LEDPancake光學透鏡LCD

Pancake光學透鏡LCD

Pancake光學透鏡交互方式眼動追蹤+裸手交互+語音裸手交互+手柄+語音面部追蹤+眼動追蹤+手勢控制手柄面部追蹤+眼動追蹤+手柄面部追蹤+眼動追蹤+手柄攝像頭數量12顆攝像頭6顆攝像頭10顆攝像頭8顆攝像頭5顆攝像頭傳感器數量5個傳感器1個傳感器1個傳感器5個傳感器1個傳感器內容生態工作、家居、游戲、觀影500多款游戲和應用500多款游戲和應用重量約450g515g722g586g625g續航外置電池

續航2小時2.5小時續航45W充電功率

2.5小時續航20W充電功率

3小時續航30W充電功率

2小時續航價格約¥25,000約¥3,560約¥7,098¥3,799約¥7,809101.2.1

硬件端:M2+R1雙芯片方案M2芯片是

Vision

Pro的主處理器,主要用于運行visionOS、執行計算機視覺算法等任務。基于ARM架構,釆用臺積電5nm工藝,包含200億個晶體管,此前更多應用在13寸

MacBook

Pro、13寸和15寸MacBook

Air(M2芯片機型)當中。R1芯片與VisionPro

同時發布,是一顆協處理器,專注于實時傳感器任務。它處理12

個攝像頭、5個傳感器和

6個麥克風采集的數據,并在12毫秒之內將圖像流式傳輸至顯示屏,從而讓我們在瀏覽真實世界的實時影像時,幾乎感受不到延遲。低延遲是影響頭顯體驗的核心要素:這將有助于減少消費者“眩暈”的可能性。如果人眼在戴著耳機四處走動時能檢測到延遲,可能會開始感到眩暈和惡心,而Apple

R1芯片就是防止這種情況的發生。APPLE

Vison

Pro搭載雙芯片方案資料來源:鈦極客公眾號,天風證券研究所芯片型號M2驍龍XR2驍龍XR1AMD

6800UIntel

i7-1260P核心頻率3.49GHz1.8GHz1.7GHz2.9GHz2.1GHzCPU核心數量晶體管數量制程8核200億顆第二代5nm8核7nm8核10nm8核131億顆6nm12核210+億顆10nm頭顯芯片參數對比111.2.2硬件端:Micro

OLED+3P

Pancake

光學方案蘋果Vision

Pro的外屏為柔性AMOLED,內屏則是搭載了兩塊1.42英寸Micro

OLED顯示屏。據蘋果官方的數據,這組Micro

OLED顯示屏的像素密度約為3400

PPI,擁有2300萬+像素,可提供單目4K級分辨率。相較于其他技術路徑,Micro

OLED顯示屏具有自發光、能耗低和體積小等特性,可實現更高色域、分辨率及發光效率等優勢,天然適配于近眼顯示設備。究其原因,Micro

OLED采用單晶硅晶圓為背板,是在用造芯片的技術造屏幕。Vision

Pro擁有2300萬像素資料來源:VRPinea公眾號,深圳市平板顯示行業協會公眾號,MicroDisplay公眾號,天風證券研究所表現LCDMini-LED

RGBMini-LED

+L亮度(cd/m^2)50030001發光效率低高能耗中XR顯示技術分類和特點OLED Micro-LED1000 10^7中 高中 低低對比度中(~1000:1)響應時間ms(>10000:1) 非常高

(>10M:1)

非us ns工作溫度/℃0~60-20~70

-50圖像殘留低高壽命中低透明性低折疊性很差成本適應尺寸到達解121.2.2硬件端:Micro

OLED+3P

Pancake

光學方案蘋果Vision

Pro的光學方案,選用的是目前逐漸成為主流的Pancake折疊光路透鏡,不一樣的點是,Vision

Pro采用了3P

Pancake設計。XR光學透鏡發展路徑基本可以視作單一路徑的不斷演化:非球面透鏡——菲涅爾透鏡——Pancake折疊光路。Pancake較之菲涅爾透鏡,更加輕薄化,成像效果更好。相比于1P、2P

Pancake,3P

Pancake可實現清晰度更高、畸變/鬼影更低、色差更小。VR

行業常用每

視野中像素點(角分辨率,PPD)綜合評判頭戴設備的顯示效果,達到人眼的效果需要到

60。現在的設備普遍只有20

左右,而

Vision

Pro做到了

40。資料來源:維深

Wellsenn

XR公眾號,晚點Late

Post公眾號,天風證券研究所Vision

Pro在虛擬環境中呈現的圖像更清晰光學方案對比非球面透鏡菲涅爾透鏡折疊光路Pancake多疊折返式自由曲面異構微透鏡陣列液晶偏振全息超表面/超透鏡常規FOV90°-180°90°-120°70°-100°80°-100°150°-180°60°-100°80°-150°常規TTL40-50mm40-50mm15-20mm40-45mm20-30mm5-10mm1-2mm成像質量邊緣成像好容易產生偽影和畸變邊緣成像質量好但容易產生偽影容易產生畸變視場角超大但容易產生偽影和畸變FOC和Eyebox色差小優點成本便宜較輕薄便宜輕薄成像質量好有利于眼動元器件布置輕薄超大視場角超薄可實時變焦超薄光路可定制量產價格5-10元15-20元120-180元50-100元---發展階段淡出市場主流選擇即將大規模應用小眾市場前沿研究前沿探索前沿探索代表產品VR盒子PSVR等MetaQuest2Piconeo3等華為VRGlass蘋果MR等Lynx暫無暫無暫無131.2.3硬件端:12攝像頭+5傳感器,多傳感器為感知和交互提供基礎由于蘋果Vision

Pro選擇采用手、眼、口結合的自然交互方式,以及對于VST透視功能的較強需求,Vision

Pro在傳感器上足足配置了12路攝像頭和5路專用傳感器。傳感器包括以下幾類:RGB攝像頭,紅外攝像頭,dToF激光雷達,結構光相機,以及魚眼紅外攝像頭。AppleVision

Pro部分傳感器分布圖Vision

Pro傳感器統計資料來源:靈明光子公眾號,VR陀螺公眾號等,天風證券研究所傳感器朝向功能數量RGB攝像頭正前方支持前向拍攝和VST2魚眼紅外攝像頭斜下方6DOF追蹤2魚眼紅外攝像頭左右兩側6DOF追蹤2紅外攝像頭下方支持軀干追蹤和手勢追蹤2紅外攝像頭內側眼球追蹤、虹膜識別、眼部圖像信息采集4dToF

LiDAR正前方3D環境感知建模1TrueDepthCamera正前方支持FaceTime應用的面部掃描功能和前向區域的精細手勢追蹤2紅外激光器-輔助紅外攝像頭和魚眼紅外攝像頭對相應區域內活動單元的捕捉2總計17141.3.1

設計端:眼動+裸手+語音,趨于直覺的交互方式Vision

Pro,采取的是“手+眼+口”的自然交互模式,且這套交互模式是自成體系,相互可協同的。手勢交互:不僅限于去手柄,更是脫離視覺范圍的交互。基于多方位攝像頭,用戶把手放在腿上,Vision

Pro也能識別操作指令。手勢操作被設計的簡單自然,捏合手指就能選擇,輕拂可以滾動,手眼的組合還能呈現出用意念控制一般的感覺。眼動追蹤:當眼睛注視到瀏覽器搜索框時,搜索框即進入聽寫輸入狀態,此時只需語音說出想要檢索的內容,即可自動鍵入文本,進而進行搜索。從深層次的交互邏輯來說,Vision

Pro采取了趨于直覺的交互方式:傳統的手柄操控模式下,“查找”、“選擇”、“確認”等人機交互,只能單線程處理,即查找應用、選中圖標、點擊確認,是需要按流程一步步完成的。但就正常的人類交互邏輯來看,這些事情是可以多線程同步完成的。Vision

Pro致力的人機交互邏輯,則是通過三維的交互方式,實現一步到位。Quest3(左圖)與Vision

Pro(右圖)手勢識別對比眼動+Siri語音控制資料來源:VRPinea公眾號,深圳灣公眾號,天風證券研究所151.3.2

設計端:旋鈕調節+VST方案,防止現實信息丟失Vision

Pro可以通過轉動數碼旋鈕,調節沉浸程度。就連UI界面也特地采用磨砂玻璃質感的底色,就是為了削弱虛擬內容與現實交融的“突兀感”,透過磨砂玻璃般的界面看現實環境,能給用戶一種既有認知順延的感覺。MR頭顯其實就是在VR頭顯的基礎上增加視頻穿透(VST)技術實現虛實交互,這是MR與AR的核心區別,通過攝像頭將外部環境的光學信息轉化為數字信息,并與虛擬世界的數字信息融合,實現虛實數字結合,產生一個全新的視覺信息給到人眼中。Vision

Pro宣傳畫面,同時把握虛擬與現實信息資料來源:VRPinea公眾號,萬有引力GravityXR公眾號,天風證券研究所OST與VST方案示意圖161.3.3

設計端:Eyesight功能,打破傳統社交隔閡Eyesight

的設計則是為了打破傳統VR設備的社交隔離問題。不僅戴上眼鏡的用戶能看到環境,環境中的人/物也應該能看到戴上眼鏡的用戶。Eyesight功能的實現主要運用了柱鏡光柵的技術,眼鏡的外屏顯示系統生成的眼神圖像。為支持裸眼3D,該圖像實際上包含了多個不同角度的眼神圖像。Eyesight功能會將佩戴者眼睛顯現出來Vision柱鏡光柵(裸眼3D)資料來源:三次方AIRX公眾號,脈曦咨詢-AR圈,天風證券研究所171.4.1

應用端:我們預計開發者生態+蘋果全家桶或是最大護城河移植蘋果生態:Vision

Pro搭載的VisionOS建基于MacOS、iOS和iPadOS之上,這一點為Vision

Pro可以正常使用蘋果生態內的App提供了天然優勢。Vision

Pro的開發團隊也一直在致力于使AppStore中“數以百萬計”的應用程序能夠兼容VisionOS。值得一提的是,前些日子的微信iOS版本更新中,也明確表示可visionOS

1.0系統。開發者生態:目前,全球共有8個Vision

Pro開發者實驗室投入使用,所在地包括:上海、庫比蒂諾、倫敦、慕尼黑、新加坡、東京、紐約和悉尼。ARKit:7年時間已為蘋果儲備超過14000款AR應用。我們認為背后培養的大量

AR開發者,以及所完成的用戶教育,將成為蘋果

MR眼鏡內容生態的巨大財富。微信iOS版本Build信息界面資料來源:VRpinea公眾號,天風證券研究所“Apple

Vision

Pro

Developer

Labs”官網截圖181.4.1

應用端:我們預計開發者生態+蘋果全家桶或是最大護城河資料來源:靈明光子公眾號,深圳灣公眾號,天風證券研究所蘋果通過Vision

Pro和其他蘋果設備的互動來拓展使用場景。比如在iPadPro,iPhone

12

Pro,iPhone

13

Pro,iPhone

14

Pro等設備上都搭載了dToF

LiDAR激光雷達,用于3D功能。同時還有各種基于iPhone所開發的3D應用,可以看出蘋果公司在消費電子產品上對3D功能的規劃和長期布局。戴上

Vision

Pro

看向桌面上自己的MacBook

時,經過簡單的識別,MacBook

界面就能進入

Vision

Pro虛擬現實場景,成為大畫布中的一個界面。iPhone

12Pro的LiDAR處于后攝模組的右下角MacBook

界面進入

Vision

Pro

虛擬現實場景各種基于iPhone所開發的3D應用空間計算:歷史新起點219請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明202.1.1

空間計算:人機交互由2D升維到3D資料來源:愛范兒公眾號,天風證券研究所類比Mac將用戶帶入到個人計算時代,Iphone將用戶帶入移動計算時代,我們預計Apple

Vision

Pro有望帶領用戶進入空間計算時代。空間計算(spatial

computing)技術可以參照現實的物理世界構建一個數字孿生世界,將現實的物理世界與數字的虛擬世界連接在一起。使我們能夠進入并且操控

3D

空間,并用更多的信息和經驗來增強現實世界。通俗點說,就是人機交互由2D升維到3D,現實+虛擬+人三者進行交互,本質上是拓展信息輸入和輸出的邊界。我們認為,空間計算的基礎是強感知+強交互+強計算+強顯示。iPhone

的多點觸控,讓交互更加自然、直觀和高效,讓智能手機成為新一代計算中心Mac的圖形界面讓人機交互不局限代碼輸入,大大降低使用門檻,拓寬了使用場景212.1.1空間計算:Vision

OS,專為空間計算打造的操作系統Vision

OS,基于macOS、iOS和iPad

OS的基礎構建。新增了空間計算支持:實時執行引擎-可擔當高性能需求任務;多應用3D引擎-讓不同的應用同時在一個3D空間中運行;動態注視點渲染管線-確保每一幀眼鏡注視的地方都有最優的圖像質量;給現有應用支持空間體驗做拓展。定位:徹底為空間計算打造的操作系統。Vision

OS專為空間計算打造的操作系統資料來源:少數派公眾號,AI前線公眾號,天風證券研究所Vision

OS

模擬器提供多種場景供開發者測試222.2

可能涌現Killer

App的賽道空間視頻/相機:盡管還未發售,但一眾開發者、媒體人在體驗過Vision

Pro之后,大部分人都不約而同提到了一個概念:Vision

Pro的空間視頻,更像是回憶而不是視頻。簡單來說,Vision

Pro并不像傳統VR頭顯那樣過分強調虛擬現實的沉浸感,空間視頻是以真實空間為核心,以“真”亂真。Iphone15

pro+三方軟件,將為空間視頻帶來平民時代。以往

3D

拍攝需要專業的設備和技術,只有影視制作公司或專業機構、攝影師才能完成,而且成本高昂,播放方式也受限。這導致了

3D

視頻內容的供給相對稀缺,主要以

PGC(專業生產內容)為主,而

UGC(用戶生產內容)近乎沒有,很少流通。iPhone

15

Pro

空間視頻拍攝功能的出現,打破了這種局面,讓

3D

拍攝的門檻降低到了手機,讓普通用戶也可以輕松拍攝出具有立體感和逼真感的視頻,從而有利于促進

UGC

的發展,不僅可以豐富視頻內容的多樣性,也可以激發用戶的創造力和參與度。WWDC上展示的3D視頻資料來源:VR陀螺公眾號,果粉之家公眾號,天風證券研究所Iphone拍攝空間視頻232.2

可能涌現Killer

App的賽道自然交互:蘋果想要通過Vision

Pro實現的,是基于其自然交互邏輯,重塑XR頭顯的交互邏輯。這一點上,蘋果有過很成功的先例,在物理按鍵/功能機的時代,成功依靠觸摸屏/智能機闖出了一條通天大道。《水果忍者》、《憤怒的小鳥》、《神廟逃亡》,這些耳熟能詳的手機游戲,也正是乘著觸摸屏新奇交互模式的東風大火的。當然,這些游戲能夠獲得那些成績,肯定不止這一個方面的推動,但不可否認,智能觸屏的交互方式,是其中的一大重要因素。現如今,蘋果再度推出了一套迥異于市場主流產品的自然交互邏輯。那么,能夠適配Vision

Pro這套交互體系的原生應用,或者說,能夠最大限度呈現這種交互方式魅力的應用,未嘗不可能成為下一個《水果忍者》。《水果忍者》游戲畫面資料來源:VRPinea公眾號,天風證券研究所242.2

可能涌現Killer

App的賽道視頻流:基于Vision

Pro強悍的視聽效果,以視頻流為核心的應用同樣有很大潛力成為爆款。上個月,蘋果在tvOS

17.2新版本的AppleTV

Store中,上架了一系列兼容3D播放模式的電影作品;將現有2D作品進行三維化呈現,隨身IMAX影音巨幕。AppleTV+的賽事直播,在Vision

Pro的加持下,臨場感將躍升一個臺階。Apple

TV與NBA、美職聯等均簽訂有直播合同,提供體育賽事的沉浸式觀賽體驗。WWDC發布會當天,迪士尼宣布與蘋果公司就新款

Vision

Pro混合現實頭顯達成合作。迪士尼的流媒體服務

Disney

+

將隨同

VisionPro推出。《奪寶奇兵》/

AppleTVStore資料來源:VRPinea公眾號,央宇宙公眾號,天風證券研究所迪士尼與Vision

Pro合作252.2

可能涌現Killer

App的賽道基于空間計算的電商服務:空間計算并不僅僅是簡單引入立體感,而是能夠實現真實空間與虛擬內容無縫融合的全新交互。基于此,無論家居、服飾、美妝還是其他,“真人實景”的電商服務,能夠提供的體驗,都會是遠超當前的。Snap平臺的AR濾鏡、宜家的AR購物等,都可以看做這種新型電商服務的初級模式,因為Vision

Pro所能提供的體驗,不是現有設備可以比擬的。虛擬場景選購家居資料來源:M三六零公眾號,天風證券研究所虛擬試裝穿透關鍵零部件,洞察未來趨勢326請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明273.穿透關鍵零部件,洞察未來趨勢?

對比Meta

Quest3/Pro和Pico

4,可以看出Apple

Vision

Pro綜合成本構成中主要差異的部件在于屏幕和芯片。芯片絕對成本并不比其他旗艦頭顯低,但自研仍有一定優勢,同時Vision

Pro加大了對顯示硬件的投入。資料來源:維深Wellsenn

XR公眾號,天風證券研究所MetaQuest3

綜合成本構成Meta

Quest

Pro綜合成本構成Pico

4

綜合成本構成Vision

Pro

綜合成本構成283.1

屏幕:Micro

OLED為中短期主流方案,12寸成本優勢明顯Vision

Pro的屏幕像素顯著升級,但距離理想的XR屏幕仍有較大差距。以單目像素趨近8K,PPD接近人眼標準60的水平來看,當前方案仍有2-3年距離對于VR頭顯來說,Micro

OLED更高的PPD、高亮度、高分辨率、高填充系數、更高的效率和更長的壽命能力更能滿足屏幕的需求。YOLE預測,在VR/AR顯示技術上,2026年之前很難有相對成熟的Micro

LED商業方案落地。XR屏幕升級主線資料來源:脈曦咨詢-AR圈,硬氪公眾號,YOLE,天風證券研究所YOLE預測2026年之前Micro

LED難以落地293.1

屏幕:Micro

OLED為中短期主流方案,12寸成本優勢明顯12英寸(300mm)成本優勢明顯資料來源:集邦化合物半導體公眾號,鑄成投資公眾號,勢銀膜鏈公眾號,深圳市平板顯示行業協會公眾號,天風證券研究所12英寸產線成本優勢明顯:一方面,晶圓尺寸越大,在單片硅片上制造的屏幕數量越多,單位屏幕的成本隨之降低。另一方面,晶圓尺寸越大,在圓形硅片上制造矩形屏幕造成的邊緣無法被利用的損失會越小,有利于進一步降低屏幕的成本。基于現實來看,12英寸晶圓切割效率比8英寸晶圓高2到3倍,在成本方面具有更大的競爭優勢,所以12英寸的硅基OLED生產線將逐漸成為主流。Micro

OLED國內廠商產能企業應用領域產線尺寸產線進展產能情況奧雷德軍事應用、醫療器械、工業控制8英寸2010年量產計劃募資新建一條產線現產能6.5萬片顯示器(2500片晶圓)新產線設計產能60萬片顯示器/年京東方(云南創視界)消費電子8英寸2019年8月投產投資11.5億元12英寸2019年12月開建,分三期建設,建設中一期已投產,設計總產能為1萬片晶圓/月合肥視涯消費電子12英寸一期2019年11月投產現產能0.9萬片晶圓/月,對應約為2000萬片顯示器清越科技消費電子8英寸2020年4月開建2022年開始量產,計劃產能6萬片/年熙泰智能消費電子8英寸蕪湖產線2019年6月開建,建設中一期年產芯片20萬顆計劃在湖州新建產線總投資120億元,設計產能25萬片晶圓年12英寸2022年11月廠房封頂設計月產能1萬8片湖畔光電消費電子≤8英寸2017年建設,2018年10月投產投資3億元,設計年產20萬微顯示芯片12英寸23年5月開建總投資50億元,一期投資30億國兆光電(中電科55所)軍事應用,初步進入民用≤8英寸2019年1月成立后,擴建產線設計年產晶圓1.5萬片芯視佳消費電子2023年6月硅基OLED工廠動工一期投資15億,計劃2025年量產宏禧科技消費電子12英寸成立于2019年,從事硅基Micro

OLED

微型顯示器件和模組研發、設計以及制造2023年9月“0.7英寸全高清硅基MicroOLED微型顯示器進入量產階段進入量產階段303.2光學方案:Pancake由單透鏡向貼合式三透鏡演進Pancake光學方案是一種折疊光路方案。基于Pancake光學方案的VR眼鏡,顯示屏發出的光束進入半反半透功能的鏡片BS(分束鏡/半反半透膜)之后,光線在鏡片、四分之一波片以及反射式偏振膜之間多次折返,最終從反射式偏振膜射出進入人眼。相比傳統的三片式Pancake光學方案,AVP的貼合三片式Pancake光學方案的間距更小。從AVP的Pancake結構圖中,有兩片透鏡采用非規則設計,靠近顯示屏的透鏡頂部薄、中間厚,中間的透鏡頂部厚、中間薄,并且這兩個透鏡都具有旋轉對稱性。3P

Pancake方案示意圖資料來源:脈曦咨詢-AR圈,天風證券研究所Pancake建模仿真對比313.2光學方案:Pancake由單透鏡向貼合式三透鏡演進Pancake光學的關鍵工藝是貼膜,反射偏振膜和1/4相位延時片的質量、以及貼膜的工藝是成像質量的關鍵因素。目前,高質量的達標的反射式片正膜和1/4相位延時片以海外為主,包括3M、旭化成等,成本高昂,一組透鏡的貼膜材料成本達到70-100元。當前擁有Pancake專利或者模組廠商分幾種類型,包括原光學廠商、屏幕廠商、整機廠商以及ODM/OEM廠商等。光學廠商,早期在光學設計、加工有長期的經驗積累和優秀的研發設計團隊,例如舜宇光學、歐菲光、多噪、惠牛、耐德佳、水晶光電、雙瑩光電、多普光電、鴻蟻光電等。屏幕廠商,這類廠商生產微型高分辨率的屏幕,例如美國硅基OLED廠商kopin,中國硅基OLED廠商視涯,TCL華星光電等,都有擁有Pancake的相關專利或模組。部分Pancake光學模組參數資料來源:維深Wellsenn

XR公眾號,天風證券研究所Pancake核心方案廠商光學廠商歐菲光(002456.SZ)舜宇光學(02382.HK)多哚(未上市)惠牛(未上市)耐德佳(未上市)多普光電(未上市)水晶光電(002273.SZ)雙瑩光電(未上市)屏幕廠商kopin(KOPN.O)視崖科技(未上市)TCL(1070.HK)323.3

芯片:協處理器優勢明顯從交互算法到數據傳輸再到顯示渲染,協處理器將會顯著改善VR/AR設備的延遲與功耗。延遲這一參數主要取決于3個因素,一是交互算法,其中頭部空間定位主要取決于SLAM技術;二是數據傳輸;三是顯示渲染。在有協處理器的情況下,SLAM視覺鏈路延遲會降低至13-14毫秒,這帶來最大的好處是IMU積分的時間大幅縮短,對于諸如加速度器這樣需要二次積分的傳感器來說,不僅能提升傳輸精度,還能有效降低抖動。有無協處理器的SLAM視覺鏈路延遲時間(毫秒)資料來源:VR陀螺公眾號,中國通信標準化協會擴展現實產業及標準推進委員會《擴展現實設備芯片需求白皮書》,天風證券研究所XR主芯片+協芯片原型平臺視覺延遲曝光時間Readout特征提取、匹配相關基于滑窗的非線性優化或者濾波器方式解算6Dof的空間定位合計延遲傳統XR一體機約3約7約15約10約35分體機80(新增中間傳輸時間)加入協處理器約3約7無需緩存圖像,過程隱藏在Readout時間內約3約13333.3

芯片:協處理器優勢明顯資料來源:

耀宇視芯

MESIONTECH公眾號,萬有引力GravityXR官網,天風證券研究所蘋果R1芯片本質上是一個數字信號處理器(DSP),據外媒稱,R1采用了集成更多晶體管的

5nm

芯片工藝,從而提高芯片的性能和效率,并且集成了1GB

DRAM

以支持高速處理。目前,XR

芯片廠商主要分兩大類:一類是產品未出,芯片先行的品牌廠商們,另一類則是瞄準XR

增量市場的三方芯片廠商的卷入。國外的高通、三星,國內的耀宇視芯、萬有引力等都在積極推進產品落地。23年10月,耀宇視芯推出自主研發的協處理芯片“啟明”,是國內首顆空間定位協處理芯片。在雙目100fps+1000Hz

IMU條件下,功耗維持在193mw左右;在VR典型場景下,四目30fps條件下功耗維持在200mw以內。耀宇視芯A1088芯片萬有引力GravityXR??

仿生視覺芯片343.4

傳感器:新交互與新功能帶來新增量蘋果的手眼交互模式對傳感器數量有較高的要求。如前文所說,Vision

Pro的手勢互動不必要在頭顯正前方,這意味著傳感器的必然增加,比如向下的兩個紅外攝像頭,比如結構光相機用來支持前向區域的精細手勢追蹤。AVP的VST功能也對傳感器提出了新要求。通過前向高像素VST攝像頭代替人眼對外部真實環境進行拍攝,再通過VST技術將拍攝的畫面顯示在左右眼兩個顯示區域。為了實現VST和虛擬界面的最佳融合,虛擬陰影的最佳投射效果,需要由LiDAR提供外部真實環境的深度信息來實現最佳比例的透視關系。不僅僅是終端頭顯設備,上游的內容生產設備對3D影像硬件的需求也會隨之增加。比如蘋果公司早早的就在iPhone中加入dToFLiDAR和結構光相機,用以支持手機端生產3D內容。蘋果公司iPhone影像系統的ISP架構資料來源:靈明光子公眾號,天風證券研究所蘋果和索尼合作的dToF

LiDAR模組形態353.4

傳感器:新交互與新功能帶來新增量?

國內廠商主要在鏡頭、濾光片和模組環節具備優勢。國產供應鏈方面,方案商有華為、奧比中光、聚芯微電子、炬佑智能等;模組廠商有歐菲光、舜宇光學、丘鈦科技等;鏡頭供應商主要為大立光、水晶光電和舜宇光學等。主流VR頭顯傳感器供應商情況資料來源:維深Wellsenn

XR公眾號,TMT時報公眾號,天風證券研究所AppleVision

ProMeta

Quset3Pico

4VST攝像頭2顆VST高像素攝像頭,Lens由大立光提供,模組高偉電子Quest

3的RGB

VST攝像頭采用了索尼的IMX471CMOS,1600萬像素(4608x3456),像素寬度1微米。攝像頭封裝廠商為舜宇智能。在Quest3中主要用于透視功能中的圖像采集Pico

4

上線了RGB單目VST功能,攝像頭使用了一顆1600萬像素的索尼MX471

傳感器,像素寬度

1微米,傳感器尺寸

1/3.09英寸,FOV130°,攝像頭主要來自于丘鈦和舜宇追蹤攝像頭魚眼紅外攝像頭,索尼IMX418,Lens由大立光提供,模組高偉電子Quest3的頭部追蹤定位采用了4顆IR攝像頭做追蹤定位,其采用了豪威OV7251-1F圖像傳感器,30萬像素,640x480VGA分辨率,待機電流消耗僅為5mA。位于機身前面兩顆還與中間的VCSEL組合成雙目結構光,主要用于手勢識別頭顯4個邊角各放置了一顆VGA攝像頭,攝像頭模組供應廠商為舜宇光學,攝像頭采用豪威OVM7251傳感器,120fos、640x480VGA分辨率相機模塊深度傳感器Lens:大立光/模組:富士康Quest3采用了歐司朗旗下Vixar的

(垂直腔面發射激光器)VCSEL,由舜宇封裝,與左右兩顆IR攝像頭,搭配TS5231

定位芯片,構成整套雙目結構光方案,主要用于手勢識別環境光距離三合一傳感器,Sensor置于鏡片中間位置,僅使用了距離感應的功能,用于檢查設備是否佩戴從而控制屏慕自動亮滅。環境光感應功能未使用LiDAR索尼dToF

LiDAR,收光端SPAD面陣芯片方案為IMX

590,是蘋果公司與索尼的定制款芯片。發射端VCSEL芯片,由Lumentum和WIN

Semi提供。發射端鏡片由玉晶光提供,模組LG--363.5

瞳距調節:手動分段調節向電動無極調節演進瞳距調節是解決暈眩感和視野模糊問題的關鍵技術。頭顯終端是雙目獨立成像,良好3D效果的呈現需要通過調整鏡片之間的距離來匹配佩戴者的瞳距大小,保持光學中心的一致。獨立IPD調節模組固定于VR眼鏡框架,微型電機在接收到驅動電路的信號后旋轉,行星齒輪箱將電機輸出的旋轉提升力矩,并驅動絲杠旋轉,絲杠旋轉進一步驅動滑塊,將旋轉運動轉化為滑塊的直線運動,滑塊進而推動Pancake模組左/右移動,最終將Pancake調節到對準用戶瞳孔。蘋果IPD調節模組實物圖資料來源:脈曦咨詢-AR圈,天風證券研究所單目獨立IPD調節模組結構373.5

瞳距調節:手動分段調節向電動無極調節演進在XR產品中,IPD調節主要通過調整雙眼光學模組間距來實現對人員瞳距的適配,目前以Quest2為代表的產品均采用手動機械調節的方式,而2022年9月發布的PICO4將電動調節引入主流產品,使得IPD調節過程更加便捷準確。其技術發展方向是手動到自動、分段到無極,實現用戶無感操作,達到透鏡距離準確匹配瞳距。單目調節模組示意圖資料來源:脈曦咨詢-AR圈,艾為之家公眾號,威爾克通信實驗室公眾號,VR陀螺公眾號,雷科技公眾號,天風證券研究所主流型號頭顯調節方案品牌型號價格(¥)手動/自動電機驅動分段/無極是否雙目獨立調節時間蘋果Vision

Pro2.5萬自動調節Yes無極調節雙目獨立調節2023年6月PICO4

Pro~3.8千2022年9月PICO4~2.7千手動調節-2022年9月MetaQuest

Pro~8千No2022年10月PICONeo3~2千3檔可調2021年5月MetaQuest

2~3.6千2020年9月383.6

散熱:石墨烯性能優異,從手機進入頭顯資料來源:果粉之家公眾號,清楓資本公眾號,天風證券研究所散熱性能是影響頭顯體驗的核心要素之一。越是計算性能強悍的芯片,其發熱問題就越需要引起重視,M2芯片帶來強力算力的同時,Vision

Pro的散熱也越發需要引起重視。蘋果專門設計了一套能夠有效降噪的散熱管理系統,設備內部分設支撐件,可以通過流道將部件中的熱量向外引出,并且在降溫過程中產生的聲調噪音將被支撐件自身頻率中抵消或是掩蓋。自2018年首次被華為應用于Mate20X手機后,石墨烯散熱膜逐漸被包括榮耀、努比亞、小米、OnePlus、OPPO、ROG、聯想等眾多手機廠商接受并使用,特別是在旗艦機和游戲機上,也拓展應用到平板電腦等電子產品,已經成為主流熱管理方案之一。蘋果散熱管理系統示意圖Quest3

使用石墨烯散熱膜附錄439請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明XR概念產業圖譜硬件光學與顯示模塊交互資料來源:VR陀螺公眾號,小財研究社公眾號,天風證券研究所7聲學其他硬件傳感芯片空間定位虛擬動點(未上市)奇景光電(未上市)閃耀現實(未上市)凌云光(688400.SH)遠行時空(未上市)悉見科技(未上市)念通腦機交互優腦銀河(未上市)云瑞智能(未上市)臻泰智玩出華弘度量手勢交互幻境科技(未上市)Ultraleap(未上市閃耀現眼動追蹤TOBII(TOBII.SS)七鑫易維(未上市)阿貝斯全身動捕瑞立視(未上市)青瞳視覺(未上市)諾亦騰語音交互科大訊飛(002230.SZ)

度量云知聲(未上市)思必馳體感設備諾亦騰(未上市)微動Vidoo(未上市)PrimeSense(未上市)Vicon(VCON.OO)凌感科技(未上市)MaVR設備終端創維數字(000810.SZ)

索尼(SON字節跳動(未上市) 億Meta(META.O)大朋VR(未HTCAR設備終端微軟(MSFT.O)谷歌(GOOGL.O)Rokid硬件設備顯示屏視崖科技(未上市)京東方A(000725.SZ)熙泰科技(未上市)索尼(SONY.N)夏普(6753.T)三星(005930.KS)LG(066570.KS)芯視元(未上市)愛普生(

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