vrar行业产业链 性能提升落地加速

（报告出品方/作者：光大证券，付天姿、王贇、赵越）

1、 纵观 VR/AR 前景：VR 性能迭代放量加 速，AR 蕴藏潜力蓄势待发

VR/AR 行业 2021 年以来重回风口，我们从 VR/AR 作为元宇宙入口领衔发力及 VR/AR 各有发展机会两方面，认为当前时间节点关注 VR/AR 具备重大意义： 巨头持续加码元宇宙，VR/AR 作为元宇宙第一流量入口，潜力值得关注。2021 年成“元宇宙元年”，大事件频出，市场关注度大幅提升。海外，“Facebook 更名为 Meta”、“微软收购暴雪”体现巨头深耕元宇宙硬件及内容的决心；国 内，“字节跳动收购 Pico”有望开启国产 VR 一体机终端大规模推广的序幕。 VR/AR 作为元宇宙时代信息的入口和载体，有机会成为下一代互联网的智能终 端，抢先布局硬件具备战略意义。 硬件突破驱动应用需求产生，VR/AR 硬件将是元宇宙率先起势的领域。复盘智 能手机的发展历程，其前期主要由硬件技术进步推动，设备性能提升和功能增 加，才能给内容和应用的创新带来更多可能。2007 年 iPhone 1 多点触控屏幕 帮助摆脱物理键限制，重新定义智能手机，移动游戏、视频等新兴应用开始逐 步盛行。我们认为，只有 VR/AR 硬件出现并成熟，实现二维屏幕到三维空间的 跃进，才能在此基础上开发游戏、社交、办公等多元应用和生态，开启元宇宙 序幕。

虚拟现实（Virtual Reality，VR）与增强现实（Augmented Reality，AR）均 有望成为元宇宙入口，但存在诸多差异。 1） 应用：VR 强调虚拟沉浸，与现实世界隔绝，适用于大段休闲时间的泛娱乐 和泛社交场景，如游戏、视频、直播、展览、教育培训等；AR 强调虚实融 合和可移动性，可帮助解放双手，用于与现实相关的大多数场景，如工业 生产、医疗、信息提示等； 2） 市场潜力：VR 因沉浸、交互特性定位为媒介载体，有望对游戏机、投影仪、 电视等娱乐电子设备进行取代，进而渗透至健身、医疗、教育等场景进行 辅助，我们预期长期出货量有望达 4000 万台到数亿台；AR 因连接现实应 用更广泛，最终一体机形式有望取代手机成为新一代生产力工具，因此更 具市场发展潜力； 3） 硬件：两者诸多技术互通，但 AR 光学系统更复杂，且轻量化要求与性能矛 盾更大，尚待零部件迭代，目前苹果、Meta 等海外巨头皆尚未完成产品定 义，仍处于硬件发展早期阶段；VR 发展基本成熟，目前聚焦硬件性能升级 和软件生态建立。

我们认为，VR 和 AR 在当下各具发展机遇：VR 进入硬件性能爬升阶段；更具 潜力的 AR 有望 2025 年完成 C 端的产品定义，开启 C 端渗透序幕。 1） VR：中短期（2022-2025 年）为 VR 硬件性能爬升期，VR 头显将增加多样 化功能并增强性能以提升用户体验，2025 年有望达到硬件成熟期。 2020 年，Meta Quest 2 完成产品定义和 C 端渗透。此后，VR 硬件聚焦功 能增多和性能升级，驱动上游零部件和技术模块迭代、采用新技术路径；2022 年，受新品推迟发布和 Meta 上调价格等短期因素影响，出货增长暂 缓； 我们预计，2023 年，随着 Meta、苹果、索尼等众多重磅 VR 头显的发布， 市场有望再次活跃，推动全行业技术升级和出货量持续提升； 2025 年，随着 Micro LED 显示技术、更高性能 XR 芯片和重要感知交互功 能等的成熟，VR 设备走向成熟，硬件性能迭代基本完成； 2025 年后，VR 发展重心转移至内容端，进入应用生态发展期，更多内容 和场景的出现提升市场需求，出现下一增长拐点。

根据上述各年的 VR 驱动因素，预测 VR 在中短期 3-4 年的出货量数据。VR 出货量整体增长趋势受硬件性能迭代、内容生态改善等因素推动，各年出 货预测则参考待出新品数量、新品突破水平以及具体发售时间等因素。一 方面预测增长率，参考 2020 年 Meta Quest 2 头显带动 VR 行业，给予多 产品待出的 2023 年和 2025 年较高增速；另一方面统计各 VR 头显品牌当 前销量和布局，分别预测各品牌未来出货水平。两个维度进行交叉验证和 数据调整，得到 2022 年-2026 年中短期阶段相对合理的 VR 出货量预测。 VR：长期（2026 年后）有望对游戏机、电视机等当下的电子设备形成替代 效应，出货量潜力空间或在上亿级。现阶段 VR 应用场景主要集中于游戏， 也出现少量视频、直播应用。未来，VR 应用有望向社交、办公等领域拓展 渗透，并为教育、医疗、工业设计等提供辅助支持。应用场景拓展驱动长 期 VR 出货量进一步增长。 我们认为，未来 VR 头显将对游戏机、电视机等当前硬件设备进行替代，同 时对相应的应用场景进行渗透。因此，针对各应用场景，我们参考游戏机、电视机当前出货量，以及社交、健身、设计等应用的覆盖用户数量，结合 设备使用年限（即换机频率），测算 VR 硬件的需求上限；参考 VR 头显当 前渗透率和传统硬件设备渗透率水平，分别假设远期 VR 硬件对各行业应用 的渗透率。通过详细测算，VR 出货量有潜力从 4-5 千万增长至上亿级。

2） 高移动性、解放双手，AR 具备相比 VR 更大的市场潜力。AR 具备虚实融合、 赋能现实的特性，使其定位为未来的生产力工具和计算平台，可适用于大 多数 B 端和 C 端场景；同时 AR 眼镜作为轻量化穿戴设备，具备移动性和 解放双手作用。硬件发展初期预计将以手机配件形式发行，可类比 TWS 耳 机和智能手表等可穿戴设备；未来一体机成熟后，将取代手机，拥有十亿 级出货量的广阔市场空间。 AR 短期受限于零部件不成熟，2025 年后有望完成 C 端产品定义、向 C 端 渗透。AR 硬件因光波导等零部件技术和轻量化要求掣肘，尚未推出相对成 熟能大规模放量的 C 端产品。我们认为，2022-2025 年为 AR 零部件加速 研发、技术积累阶段，光波导、显示、交互等众多技术模块有望取得突破 实现量产。2025 年前后，苹果和 Meta 预计将推出 AR 眼镜，两者市场地 位和技术积累强，有望完成 AR 眼镜的产品定义，开启 C 端渗透序幕，AR 进入硬件成长期。 VR/AR 行业长期战略意义突出，行业增速相对明确，我们下文分别分析 VR/AR 行业的发展现状，详细拆分产业链核心零部件，并从技术性能和量产制造两个 角度比较各种技术方案，预判短期、中期和长期各零部件的技术路径选择。梳 理 VR/AR 行业上下游产业链，对比各厂商技术水平和产线布局，挖掘可能抢占 行业发展红利的重点关注公司。

2、 VR：硬件基本成熟，零部件技术方案迭 代加快头显放量

2020 年 Meta Quest 2 发布后，因高性价比和良好均衡性能，VR 头显在 C 端 开始加速渗透，2021 年出货量超千万台，产业链各零部件方案选择趋于统一， VR 完成产品定义、基本成熟。VR 市场的升温引来更多上游零部件厂商和下游 内容生产者的加入，一方面在硬件端实现性能跃升，搭载功能增多和零部件技 术升级；另一方面在内容端实现应用场景拓展、内容丰富度提升，软硬协同发 展走向良性生态循环。因此，未来 VR 头显有望快速放量。

2.1、 产业链与相关公司梳理

VR 芯片成本占比近半，光学和显示承担图像呈现功能。以 Pico neo 3 VR 一体 机为例，芯片独立计算和存储，算力和编解码要求高，占总成本的 45%。显示 屏发出图像光线，由光学模组放大后耦入人眼，两者分别占总成本的 3%和 18%。目前光学使用菲涅尔透镜（成本 5 美元），若切换至超短焦（成本约 30-40 美元）有望将光学占比提升至 10%以上。感知交互成本主要来自于摄像 头，与光学产业链有部分重叠。除零部件性能迭代外，VR 需兼顾沉浸感、交互 性、舒适性和经济性，工程化设计实现全局最优。

2.2、 VR 现状：硬件、应用和资本共同发力，看好 VR 行业维持较快发展

2020-2021 年 VR 高速放量，2022 年出货量因产品周期、宏观经济影响，增速 放缓。根据 IDC 数据，2021 年全球 VR 出货量达 1095 万台，同比增速 63%， 年出货量首次突破千万，迎来行业进入复苏阶段的拐点。其中，Oculus Quest 2 出货量为 880 万台，占比 79%。然而，市场对 2022 年 VR 出货量相对悲观， 预计其可能难以保持高增速，据 36 氪 22M6 披露，Meta 对原有出货量预期调 低 10%-20%。主要原因包括全球宏观经济恢复不及预期，以及 Meta 因核心广告业务衰退打算削减成本从而影响对 VR 的补贴、硬件投入和研发项目，以及 多款备受瞩目产品发布时间推迟至 2023 年及以后。 VR 产业并不会“昙花一现”，我们仍对 VR 中长期发展保持乐观。考虑到：1） 硬件：性能提升带来更佳体验，产业链成熟实现更多供应；2）内容：丰富度 和应用场景拓展带来更强需求 ；3）巨头布局进行产业链延伸，生态体系逐步 完善，随着软硬件螺旋上升相互推动，VR 产业将持续稳健发展至成熟阶段。

2.2.1、硬件：形态和技术路径统一，尚存优化空间激发市场潜力

制造：功能和技术路径趋于统一，供应链成熟助力成本下降。 1） 产品形态：除智能终端厂商如索尼和华为仍对原有分体式 VR 产品系列迭代， 具备独立算力、显示和交互的一体式 VR 头显成为 VR 主流形态；2） 产品功能：当前产品交互功能趋同，普遍搭载 4 个摄像头、采用 insideout 空间定位技术以及头部和双手 6DoF 追踪位移；支持瞳距和屈光度调节， 适配不同脸型和近视人士；同时，一体化头显采用 Wi-Fi 6 连接技术，实现 无线串流功能； 3） 技术方案：处理器、光学透镜、显示屏等核心元器件方案基本统一。高通 骁龙 XR2 成为主力芯片；菲涅尔透镜光学 Fast LCD 显示方案成熟支持大 规模量产，超短焦光学 Micro-OLED/LED 显示的技术迭代方向清晰。 Oculus Quest 2 的畅销使其他厂商效仿采用其零部件，推动供应链完善。 我们认为，以上趋同趋势，在供应端，有助于上游核心零部件规格统一，促进 产业链逐步成熟，有利于降低零部件及整机成本的生产成本；在需求端，成本 降低助力新头显价格持续下降，有望进一步提升消费级市场渗透率。

技术：VR 头显性能仍有优化空间，体验升级有望加速出货，市场潜力可观。 VR 头显的沉浸感、交互性和舒适性仍待提升，眩晕和疲劳问题突出。VR 输入 输出系统模拟真实五感认知，促使人在虚拟世界产生身临其境感。一方面，分 辨率、视场角等视觉感受应趋向人眼级别；另一方面，刷新率和网络时延尽可 能小，保证交互实时精确，实现视觉和用户的行动、操作的匹配。设备笨重、 低真实度、流畅度差以及动作和视觉的割裂均导致眩晕症和视觉疲劳。 为提升用户体验和解决尚存问题，各技术仍在积极研发和迭代： 1） 核心零部件迭代现有性能参数。当前，已量产 VR 头显达到“部分沉浸”要 求，仍有较大提升空间。芯片提升帮助加快计算速度、降低响应时间，光 学和显示零部件综合视觉效果和轻薄外形持续改进，5G 通信网络和电池续 航等外部技术的升级也对 VR 头显舒适性的提升至关重要； 2） 听觉、嗅觉、触觉等五感交互技术的需求，从另一个方向驱动零部件数量 增加和性能增强。现有 VR 头显更关注视觉，若想实现颠覆性的 3D 传播， 需实现全感 VR，增加空间追踪定位、眼动追踪、手势识别、面部识别、语 音输入和沉浸声场等交互功能。软件方面，苹果、Meta 等巨头积极研发相 关算法；硬件方面，更丰富的感知交互功能要求更多传感器和更强算力芯 片的参与，目前芯片可搭载 7 颗摄像头，苹果在研 MR 硬件或将采用自研 芯片，支持更多摄像头数量。

多款重磅 VR 产品待出，期待 2023 年后出货量快速增长。2023 年左右，多款 VR 头显待出，产品性能跃升。光学和显示方面，技术方案由菲涅尔透镜 Fast LCD 向超短焦 Mini LED/Micro OLED 演进；交互方面，手势追踪、眼动追踪 和面部追踪等功能成为标配，并探索触觉反馈。重点关注 Meta Quest Pro 和 Apple MR 这两款高端头显，有望带动全行业技术升级，更优性能助力出货量 可持续增长。同时，Meta Quest 3 和 Pico 4 作为爆款续作也可能拉高出货量。 VR 头显国产化趋势显现，Pico 等国产 VR 品牌崛起带动国产产业链。Pico 已 成为自 Meta Quest 后的第二大 VR 整机厂商，2021 年出货量超 50 万台，据 AR 圈 22M5 披露，2022 年目标出货 180 万台。国产 VR 厂商也在积极布局出 海。根据 Counterpoint 数据，大朋 VR 20Q4 在新加坡、马来西亚、日本的业 务占比超 30%，同时 Pico 已进军欧洲消费市场，开始向英国、德国、法国等 市场销售。国内消费电子厂商也向 VR 领域延伸布局，如创维数字于 22 年 7 月 25 日发布采用超短焦光学的 PANCAKEXR VR 一体机。国产 VR 品 牌的崛起利好国内产业链的建立，惠及零部件等上游厂商。

2.2.2、应用：VR 游戏已进入良性循环，积极激发新媒体需求

当前 VR 头显出货量受内容短板的掣肘，应用软件的丰富度提升和 VR 应用场景 的拓展能为 VR 硬件创造更多需求；另一方面，硬件性能提升利好应用形式和 范围的拓展。硬件和软件协同发展，双螺旋推动。 VR 虚拟视觉、高沉浸和强交互的特性使其适配游戏、流媒体、社交、办公等 C 端文娱场景和工业设计等少数 B 端应用，定位下一代媒介形式与流量入口。 游戏内容生产进入良性循环，优质 VR 游戏拉动效果明显。标杆性游戏《半衰 期:爱莉克斯》带动硬件出货量，该游戏上线后 Steam 平台 VR 接入数量一个月 内新增 95 万，增至 270 万台。VR 头显用户保有量提升，游戏开发者开始盈利， 截至 22 年 2 月，Oculus Quest 营收超 10 亿美元，其中 8 款游戏销售额超2000 万美元。目前 VR 游戏头部效应突出，短期优质内容主要来源知名 IP 的 VR 化续作，随着硬件-内容良性循环的建立，看好未来游戏丰富度进一步提升。

VR 应用场景拓展至社交、办公等，逐步激发新需求。因变现能力强和沉浸交互 特性适配，VR 应用短期内多集中在游戏、影视、直播等文娱领域。Meta 因自 身社交产品积累，积极拓展社交和办公领域应用，建立 Horizon 虚拟平台，虚 拟形象有望帮助 VR 向演唱会、观影、办公、购物等诸多日常场景延伸。B 端 需求散点化，但 VR 能够帮助教育和商业展示等场景降本增效，需求明确。我 们认为，随着硬件性能提升，VR 将解锁创新性玩法，在更多应用场景中创造出 新需求，如表情重塑和手势识别让虚拟会议更贴近真实会议场景，相对传统二 维会议存在效益提升。

2.2.3、巨头布局进行产业链延伸，软硬件协同发展打造良性生态

复盘苹果在智能手机时代占据主导地位的原因： 1） 以科技创新为导向引领市场风向：苹果 2007 年突破电容触屏和多点触控技 术，确立触摸屏标准，重新定义了智能手机。之后，苹果通过自研和收购技术，坚持每年迭代出新，将前置摄像头、屏幕指纹解锁、语音助力、 NFC 手机支付、面部解锁、全面屏等发扬光大，引领技术发展； 2） 软硬件适配实现最优性能： 2010 年，iPhone 4 首次搭载自研 A4 处理器， 并每年对制造工艺和性能进行升级。针对软件和系统打造适配芯片，节省 成本，提高性能，GeekBench 跑分测试中，A 芯片位居第一； 3） iOS AppStore 构建软件生态护城河：建立封闭 iOS 操作系统，整合硬件 提升运行流畅度；严格审核管理，相比开源安卓平台应用质量和安全性更 高，并将开发者锁定在 iOS 生态系统中，成长为世界最大的软件销售渠道 之一，2021 年 AppStore 开发者分红超 600 亿美元，以 App Store 抽成为 主的服务收入成为目前苹果收入和毛利率的重要拉动力。

效仿苹果成功经验，诸多 VR 厂商注重软件和硬件协同布局。各厂商凭借自身 基因，VR 布局由原有优势领域开始进行产业链上下游延伸： 1） 苹果（AAPL.O）、华为凭硬件基因，注重硬件底层零部件和技术模块的积 累和整合，开展软硬适配，发展操作系统、内容生产工具等软件底层技术； 2） 软件服务起家的巨头中，国外厂商微软（MSFT.O）和谷歌（GOOG.O）对 硬件有所涉足但目前较为局限，更多围绕原有业务开展 VR 化尝试；腾讯 （0700.HK）凭借社交和游戏生态、百度集团（9888.HK）凭借智能云 AI 技术，提供 VR 内容应用和解决方案。各公司均积极布局云计算、大数据、 人工智能等新型基础设施，未来将有助于 VR 业务的开展； 3） Meta（META.O）和字节跳动通过收购抢占硬件入口，分别拥有全球和中 国最大头显厂商 Oculus 和 Pico。其中，Meta 针对硬件和软件全产业链布 局，围绕硬件逐步建立软件生态。字节跳动或跟随 Meta 路线开展布局；

2.3、 光学：超短焦基本成熟，厂商布局加速量产制造

光学模组实现近距离成像，是 VR 与手机等 2D 屏幕的主要区别。以下性能指标 被光学模组决定，影响沉浸感和舒适性，成为选择光学方案的关键考量： 1） 视场角 FOV，即视野范围。视场角是最为关键的 VR 参数之一，人类双眼 视场角最大可达 200°，为实现完全沉浸 VR 头显的视场角应接近人眼； 2） 光学效率。光线穿过透镜、反射、折射直至入眼的过程，未被损耗的比例； 3） 透镜厚度。舒适性需求要求头显轻薄化，对透镜的厚度和重量带来要求； 4） 成像质量。出现图像畸变（变形，与实物不符导致失真感）和杂光现象 （除成像光线，其他非成像光线在光学系统上面扩散，导致光斑）等问题。

2.3.1、超短焦方案性能优越，量产制造暂存掣肘

超短焦方案技术领先，相比菲涅尔透镜帮助性能提升，具体表现在 1）更加轻 薄，增强舒适性；2）拉高 FOV、分辨率上限；3）改善成像质量。 传统透镜-菲涅尔透镜-超短焦的技术路径，VR 轻薄化趋势明显。现阶段 VR 头 显多采用菲涅尔透镜和短焦两种方案，传统透镜已被淘汰。菲涅尔透镜减去传 统透镜除边缘齿纹以外的冗余光学元件，实现减重和体积缩小。超短焦方案使光线在镜片、延迟片、反射式偏振片中多次折返后耦出，将光路压缩至 2-3 片 偏振片这一更窄空间内，打破菲涅尔透镜对焦距的要求，帮助头显重量降至 200g 以内，厚度缩减至传统终端的三分之一，大幅提升佩戴舒适性。

提升视场角、分辨率的理论上限，改善成像质量，技术潜力可观。超短焦方案 能在轻薄外观的同时，获得更清晰的画面以及更大视场角，分辨率理论无上限， 视场角理论上限也由菲涅尔透镜的 140°提升至 200°。目前 2P 超短焦方案视场 角为 95°-100°，未来 3P 超短焦方案将进一步提升超过现有菲涅尔透镜水平。 同时，超短焦方案没有边缘画质模糊和画面畸变等缺陷，成像效果更佳。 超短焦性能上限优于菲涅尔透镜，技术迭代后仍有较大提升空间，因此超短焦 取代菲涅尔透镜的技术发展路径清晰。但超短焦也有缺陷待解决：1）每次光路 折叠将损失 50%能量，低光效特点需搭配高亮度显示屏，如 Micro OLED/LED 显示；2）多次反射折射，导致杂光和鬼影问题，需使用高精度反射式偏振片。

超短焦目前量产制造方面仍在爬坡期，实际性能、量产能力、制造成本仍距市 场预期有提升空间，多应用于高端和企业级 VR 头显。光路设计复杂，目前制 造工艺导致视场角和轻薄冲突，实际表现距离理想性能存在差距；另一方面， 偏振膜门槛高，在材料、耐热性、精密加工上存在问题，多片镜片贴合难度大、 精度要求高，导致量产良率低，成本相比菲涅尔透镜高近 10 倍。3P 等多片式 超短焦方案能提升性能，但对产能、成本和良率等制造工艺提出更大挑战。菲 涅尔透镜制造工艺成熟，能以低廉价格大规模量产，存在一定制造端的优势。

2.3.2、技术预判：短期两方案共存，中长期超短焦逐步取代路径 已明晰

综合技术性能和制造能力，我们对 VR 光学模组的技术路径选择进行预判： 1） 短期：超短焦方案理论性能优秀，但受限于材料、镀膜和加工精度等制造 问题，实际效果欠佳，产能和成本面临挑战。我们认为，短期，部分中低 端 C 端产品仍采用菲涅尔透镜；中高端和企业级产品将搭载先进的超短焦 技术，目前已出现华为 VR Glass、HTC VIVE Flow 和创维 PANCAKEXR 等 规模量产的超短焦成熟 VR 头显，头部厂商 Pico 和 Meta 的最新产品也已 公布将使用 pancake 方案； 2） 中长期：随着制造改善、重要产品采用超短焦，看好未来产业链成熟和规 模效应降低成本，渗透至 VR 全品类，实现对菲涅尔透镜的全面替代。

2.3.3、公司梳理：重点布局超短焦，制造和偏振片成为竞争关键

超短焦因优越性能和未来潜力，成为市场布局重点。菲涅尔透镜市场格局稳定， 舜宇光学、歌尔股份和玉晶光电等把握千万级订单。因 Meta、苹果、Pico 等 核心 VR 品牌的待出产品均采用超短焦技术，VR 光学市场迅速向超短焦方案迁 移，吸引三类厂商加快布局：1）光学厂商利用光学积累，精细处理偏振光片； 2）组装厂商如歌尔从整机向上游关键光学零部件延伸；3）反射式偏振片在技 术上维持偏振态消除鬼影，在制造上技术门槛高、良率低，因此成为 Pancake 中高价值量的关键部件，偏振片厂商将成为 Pancake 主要受益者。 VR 光学国产产业链完善，多家重点厂商为中国大陆、中国台湾和中国香港的上 市公司，Pico、创维等国产 VR 品牌进一步推动国产化趋势。

2.4、 显示：Fast LCD 先行、Micro OLED 过渡，Micro LED 有望 25 年铺开

显示屏影响沉浸感，其中清晰度和视觉暂留等相关指标最为重要： 1） 清晰度指标：图像清晰将提高沉浸感，指标①分辨率，即水平像素和纵向 像素的数量，理想应达到 8K 或 12K 以上；②像素密度（ppi），VR 显示 屏面积有限，反映每英寸面积像素数的像素密度比分辨率更重要，800ppi 将有效缓解“纱窗效应”，达到 2000ppi 以上才可呈现肉眼般的清晰度；2） 视觉暂留指标：视觉暂留（Persistence）是视网膜产生的视觉在光停止后， 仍保留一段时间的现象，又称“余晖效应”，是致使眩晕的原因之一。低 余晖技术包括①提高刷新率，帮助减少动画中各静态图片的重影，画面变 化流畅，理想指标为 150-240Hz；②降低响应时间，液晶对输入信号转暗 或转亮的时间应尽可能短。显示屏的延迟由两者的短板项决定； 3） 对比度：是屏幕最白和最黑亮度的比值，决定屏幕呈现的色彩饱和程度； 4） 亮度：亮度高有利于提升对比度，丰富图像细节，电视屏亮度多在 200- 500nit，日光下应达到 700nit。但 VR 的入眼亮度由屏幕亮度和光学效率 决定，因此，若采用光效低的光学方案，应搭配高亮度的显示屏； 5） 功耗：低功耗的显示屏，可减少散热，延长续航时间，提升舒适性需求。 除以上重要指标外，显示屏的色域、寿命、重量和厚度等也可做辅助参考。

2.4.1、Fast LCD 助力 C 端渗透，但显示性能存在很大提升空间

我们认为，Fast LCD 是目前 C 端 VR 头显大规模量产的主流显示技术，但性能 仅处于初级水平，仍需研发新的显示技术促进体验升级。 Fast LCD 因低成本和良好性能助力 VR 的消费级渗透。早期 VR 沿用其他消费 级设备的 AMOLED 屏幕，但存在纱窗效应和高成本问题。2019 年，Fast LCD 因制造成熟，大幅降低成本，进入 VR 厂商视野。Fast LCD 显示性能良好，双 眼分辨率提升至 4K，有效缓解“纱窗现象”；铁电液晶材料和超速驱动技术， 将刷新率提升至 90Hz。2020 年，Meta Quest 2 采用 Fast LCD，爆款产品促 进产业链整合，近两年 VR 显示屏方案选择趋于统一。

Fast LCD 下层为背光源，电流操控中层的液晶分子改变背光源光线照在上层彩 色滤光片的比例，产生色彩。Fast LCD 的显示原理致使诸多显示性能较差： 1） 亮度低，功耗大：背光源永远全亮，和滤光片带来的能量损耗，使屏幕亮 度低、功耗大。Fast LCD 难以满足低光效的超短焦方案所需的亮度； 2） 对比度差：背光源特性使屏幕无法呈现纯黑，对比度差，存在漏光现象； 3） 刷新率低：工作原理导致刷新率远低于 OLED 等方案，且难以提升； 4） 清晰度受限：驱动电路放置于像素间隙，像素间隔限制分辨率和 ppi 提升。

2.4.2、过渡期新技术已量产，Micro OLED 因显示优越最受期待

显示厂商大力研发投入，涌现出多种显示方案，其中可分为基于 Fast LCD 进行 背光源改造的 Mini LED 和 QLED，以及自发光的 Micro OLED，均搭载 VR 头 显实现规模量产，成为过渡期的显示技术。 Mini LED 将背光源分区调控，有效改善对比度、刷新率和亮度。Mini LED 将 Fast LCD 的整块 LED 背光源改为数万个 LED 灯珠，各区域可单独控光，提升 对比度，实现 HDR 效果，画面质量媲美 AMOLED。同时，亮度和刷新率大幅 提升，目前最高可实现局域亮度 2000 Nit。京东方、鸿利智汇等多家公司进行 量产，Pimax、Varjo、创维等已推出搭载 Mini LED 的 VR 设备，Meta Quest Pro 也采用 Mini LED 背光。 Mini LED 仍有 LCD 固有缺陷，良率提升使原本高昂的成本快速下降。LCD 存 在可视角度差和色域窄的固有缺陷。实际制造时，受限于 LED 灯珠尺寸，背光 分区数量少，出现屏幕模块化、黑白画面不均等问题。同时数万灯珠导致良率 处于爬坡阶段，模组打件和检测费用高，推高成本。目前 Mini LED 整体良率提 升至 90%，随着制造工艺的不断完善，预计每年成本降低 20%-30%。 QLED 是 Mini LED 的高色域版本，多用于高端设备。QLED 将 Mini LED 的白 光 LED 背光源转换成蓝光，并加入量子点强化膜，产生纯净的红、绿、蓝光， 大幅减少亮度损失，并拉高色域至 110%以上，色彩效果鲜艳饱和。但量子点 膜增加成本，常用于高端 VR 上。

Micro OLED 融合硅晶圆和 OLED 优势，将像素点置于硅晶圆上，硅晶圆作为 驱动背板。全然不同于 LCD 的显示原理，使其突破 LCD 局限，显示性能跃升： 1） 高清晰度：硅晶圆帮助像素尺寸缩小至原来的 1/10，同时取消驱动电路， 像素密度提升明显，ppi 高达 3000 ，HTC、松下等已推出 5K VR 头显； 2） 高刷新率：OLED 材料使响应时间小于 1μs，刷新率进一步提升； 3） 功耗低：OLED 自发光，各像素点独立开关光线，功耗相比 LCD 降低 20%； 4） 高对比度：自发光实现高色域和对比度，arpara5K 头显对比度高达 10M:1； 5） 轻薄：单晶硅为基底将减少器件的外部连线，相比其他方案减重 50 %。

制造工艺复杂且门槛高，但可复用半导体和 OLED 成熟产业链。Micro OLED 融合 CMOS 与 OLED 的制造工艺，CMOS 采用光刻技术，由晶圆代工厂制造； OLED 因有机材料易受水和氧气影响的材料特性，真空镀膜机和金属遮罩封装 至关重要。半导体制造设备一次性投入大，制作工艺复杂，推高了企业进入门 槛和制造成本，但 OLED 和 CMOS 产业链成熟，不存在产能和良率问题。 对比 Mini LED 和 Micro OLED 两方案，Micro OLED 在核心显示参数均有更好 表现。然而，Mini LED 落地场景更为广泛，覆盖笔电、电视、车载等众多领域， 厂商布局快速制造水平，良率和产能更优；Micro OLED 专注小尺寸领域，市 场相对局限，规模化水平偏低。但随着 Meta、苹果等 VR/AR 龙头厂商的重视， 有望吸引众多显示屏厂商投入和布局。 我们认为，中短期阶段（2022-2025 年），随着搭载 Micro OLED 屏幕的新产 品发布以及 VR/AR 出货量持续提升，规模效应将逐渐体现，Micro OLED 将凭 借其更优性能成为继 Fast LCD 后的过渡期主要显示技术。

2.4.3、Micro LED 全面优越，量产突破后有望成为现实终极技术

Micro LED 补齐 Micro OLED 短板，各性能指标理想。Micro LED 采用全新显 示原理，将背光源薄膜化、微小化、阵列化，缩小像素尺寸至 50 微米以下， 单独驱动无机材料自发光。这使 Micro LED 在具备 Micro OLED 高分辨率、高 PPI、高刷新率和高对比度等优点的同时，拥有无机物特性，将响应时间、功耗、 色域等性能进一步提升，并有效改善 Micro OLED 亮度低、寿命短的缺陷。 Micro LED 制造工艺面临技术瓶颈，尚处研发阶段，短期难以规模量产。一方 面，成本高昂。巨量转移问题，即微米级 LED 在硅晶圆上制造后移植到屏幕基 板上的过程，要求高精度和高转移速率，造成产能和良率很低；封装测试、检 测、维修面临挑战，均推高制造成本。另一方面，无法彩色显示。仅单绿色具 备规模量产能力，目前市面上屏幕仅显示绿色图像。22 年上半年，JBD 宣布难 度最高的单红色量产取得突破，待单红色规模量产后，全彩 Micro LED 仍需 2 年研发量产技术，预计 2025 年有望看到可规模量产的全彩 Micro LED。

虽制造量产难度高，Micro LED 理论制造成本低廉。一方面，结构简单，系统 设计和集成难度小；另一方面，制造流程简单，不同于 LCD 或 OLED，Micro LED 无需对大基板进行光刻或蒸镀，也不需复杂制程来转换颜色和防止亮度降 低。待巨量转移和全彩显示等问题解决后，未来制造成本有望骤降。 我们认为，Micro LED 的卓越性能和理论低廉成本使其成为行业公认的终极显 示技术，市场空间潜力值得期待。看好长期阶段（2025 年后）Micro LED 突破 制造限制后，对 Micro OLED 实现取代，推动消费端 VR 头显的放量。

2.4.4、公司梳理：龙头布局全面，部分公司深耕特有新技术领域

显示厂商集中在日韩、中国台湾和中国大陆，国产厂商呈现壮大趋势。各厂商 针对 Micro OLED、Mini LED 和 Micro LED 三类新兴技术积极投入： 1） Fast LCD：多为老牌厂商，竞争围绕产能和成本。京东方因物美价廉和扩 大产能，市占率第一；VR 方面，夏普因 Meta Quest 2，收入大幅提升； 2） Mini LED：旺盛需求促进产能和销量高速增长，但 VR 非重点应用。作为过 渡期显示技术，三星、夏普、索尼等海外厂商积极布局，但多针对电视和 车载。国产厂商京东方、TCL 科技、长信科技、鸿利智汇等覆盖 VR，其中 长信和京东方有潜力获得 Meta Quest 3 和 Pro 的订单，获得 VR 红利；3） Micro OLED：小尺寸适配 XR 产品，索尼龙头地位明显，国产公司受吸引 入局。小尺寸，故适配热成像取景器、XR 等。海外的索尼、eMagin、 Kopin 等存在先发，其中索尼因成熟量产成垄断态势；但因无法广泛应用 于电视、笔电等，盈利差，三星、夏普等龙头未入局。国产厂商京东方积 极扩产，视涯科技、湖畔光电、昆山梦显等初创公司被 XR 等吸引入局； 4） Micro LED：各终端终极显示方案，海内外厂商布局火热，但量产未成熟。 Micro LED 有望成为电视、笔电、VR/AR、车载等的终极显示方案，海外龙 头三星、夏普、JDI 和国内龙头京东方、TCL 科技均高度重视。国内 JBD 表现活跃，已实现绿色规模量产，并开始研发全彩微显。但制造水平距离 全彩规模量产仍有一定差距，市面少数 Micro LED 的 VR 多为概念产品。

2.5、 芯片：算力与交互是关键，高通迭代&厂商自研并 进

特有功能和更高性能要求，促使主控芯片向 XR 专用芯片发展。主控芯片 SoC 是 VR 产品实现运行控制和数据处理的核心，早期 VR 产品多采用移动消费级芯 片，但 XR 设备对芯片有更多特有需求，手机芯片无法完全满足： 1） 更高算力以支撑高品质图像处理：手机分辨率多在 1080p，然而因近眼显 示大视场角，VR 设备需在双眼 4K 以上才能有效缓解“纱窗效应”，这对 运算能力提出更高要求；VR 画面渲染负载、刷新率与时延要求比传统手机 高数倍，这对芯片的视频渲染能力提出更高要求，要求精细化渲染； 2） 丰富交互功能：要求搭载目前手机没有的眼球追踪、手势交互、空间定位、 动作追踪等众多复杂交互功能； 3） 多传感器信息融合：VR 头显要求搭载多摄像头，芯片要对信息融合处理； 4） 功耗和散热：考虑到 VR 头显的舒适体验，在保持芯片高算力的同时，需要 兼顾功耗和散热，以实现较好时间续航能力。

2.5.1、竞争格局预判：VR 龙头品牌自研入局，国产趋势有望在后 期出现

考虑到手机芯片与 VR 芯片存在一定复用性，且 AR/VR 被认为是智能手机后的 下一代计算平台，我们参照智能手机芯片的发展预判 VR 芯片的未来。 手机芯片厂商格局稳定，自研和第三方芯片提供商同时存在。初期手机芯片市 场，以第三方芯片提供商供应为主，高端机使用高通，中低端机使用联发科。 苹果、华为等凭借高端手机销量在芯片领域获得话语权，先后推出自研处理器 芯片并搭载自身手机产品出货。国产化趋势逐步显现，随着国产手机厂商地位 的稳固，国产芯片渗透率提升，紫光展锐份额不断增加，同时国产手机厂商如 OPPO、Vivo 和小米等跟随华为步伐，针对关键场景自研芯片。

目前，VR 头显出货量保持增长趋势，部分科技厂商在 XR 芯片领域抢先布局。 其中苹果、高通、三星、华为海思均为手机芯片龙头，瑞芯微和全志科技则从 AIoT 芯片延伸至 VR 芯片领域。

2.5.2、手机芯片巨头高通技术优势突出，多年深度布局 XR 芯片

高通（QCOM.O）芯片产品众多，覆盖低中高全产品线，成为当前绝对龙头。 高通骁龙 820、骁龙 835、骁龙 845 为手机芯片，并伴随具备交互功能的 VR 开发套件，多应用在中低端 VR 一体机上。因高通看好 XR 产品大力布局，相继 发布 VR 专用芯片骁龙 XR1 芯片和 XR2，其中骁龙 XR1 芯片定位中低端，目标 是拉低价格打入消费级市场，性能表现弱，仅在几年前搭载松下 MeganeX 和 大朋 VR 一体机 P2 消费版等少数中低端产品；而高端旗舰芯片骁龙 XR2 性能 明显提升，成为目前中高端一体机的首选。

高通积极迭代出新，参数逐年提升。高通两款专用 VR 芯片对手机芯片进行改 良，弱化通信功能，强化图形处理、交互等能力，并对底层 CPU、GPU 等优化 降低功耗。刨除中低端定位的骁龙 XR1，性能每年提升明显，一方面，更新 CPU、GPU 架构，采用更小制程，实现算力提升，以提供更强的图形处理和视 频渲染能力；另一方面，融入计算机视觉算法，提供丰富复杂的交互功能。最 终在骁龙 XR2 实现大幅跃升，成为支撑 VR 一体机的关键基础。制程工艺上从 三星转向技术更优的台积电，以保证芯片的出货量和高质量。

高通骁龙 XR2 芯片成为 VR 一体机的绝对主力芯片，得益于 1）性能强大；2） 骁龙 XR2 平台打造完善开发者生态。 骁龙 XR2 性能强大，相比前代众多产品提升显著。骁龙 XR2 在 CPU 和 GPU 性 能、视频处理能力、显示分辨率输出能力、AI 算力等方面实现数倍提升。视觉 方面，AI 算力达到 15 TOPS，GPU 以 1.5 倍像素填充率和 3 倍纹理速率，实现 高效高品质的图形渲染，支持视频 8K 和 4K 高帧率输出。交互方面，支持 7 路 并发摄像头，高精度实时追踪用户的头部、嘴唇和眼球，并支持 26 点手部骨骼 追踪，搭载更多硬件加速模块支撑更复杂算法，因此具备眼动追踪、表情追踪、 语音输入、3D 建模、注视点渲染等众多新型复杂交互功能。

长期重视生态建设，融合算法模块和加强战略合作，降低应用开发难度。高通 相继推出骁龙 XR1 平台和骁龙 XR2 5G 平台，在软件算法、空间计算、用户感 知、空间感知等方面，提供底层软件、算法、整套设计等支持，降低开发者难 度，如 XR2 平台融合头部 6DoF 功能。推出 XR HMD 加速器计划、XR 眼镜适 配计划、XR 企业计划等生态建设计划，其中 HMD 加速器计划旨在吸引零部件 厂商或者技术合作伙伴共同研发设计，实现各厂商技术的整合和融通，如眼动 追踪厂商七鑫易维与高通底层框架打通，将自身功能集合到芯片平台上。

高通骁龙下一代 XR 芯片在研，参考最新手机芯片参数，看好其性能得到大幅 提升。2022 年 10 月发布的 Meta Quest Pro 高端 VR 头显搭载新一代芯片高通 骁龙 XR2 Gen1 芯片。游戏巨头 Valve 公司在研 VR 一体机项目，相比之前分 体式设备增加内置处理器，根据泄露的代码，该处理器来自高通，架构为四大 核 八小核，超过现有骁龙 XR2 的八核处理器，或为高通下一代 XR 芯片。骁龙 XR2 运算能力与手机芯片骁龙 865 相当，目前高通已推出骁龙 888 和骁龙 8 Gen1 等迭代产品，在运算能力上实现近一倍提高，看好下一代 VR 专用芯片性 能实现大增。根据资深 XR 行业分析师 Brad Lynch，下一代芯片高通骁龙 XR 2 Gen 2 将基于尚未发布的高端手机芯片高通骁龙 8 Gen 2，Meta Quest 3 和 Pico 5 有望搭载。

2.5.3、VR 整机龙头战略意识强，Meta 和苹果布局自研芯片

苹果（AAPL.O）凭借高端手机龙头的地位，首款产品有望搭载自研系列芯片， 算力高于高通现有产品。优秀的软硬件结合度一直是苹果的亮点，在 MR 设备 上也有望有所展现。苹果 MR 设备有可能采用 M1 作为高端处理器，再额外配 置一个专门处理传感器数据的低端处理器。M 系列芯片性能强大，目前高通骁 龙 XR2 性能与手机芯片骁龙 865 相当，尚不及苹果 M1 的一半，而 M2 芯片配 置 10 核 GPU、16 核核心神经引擎、媒体处理引擎和 ProRes 视频引擎，运算 能力和硬件加速编解码能力进一步提升，苹果 M1 和 M2 超越高通 XR2 成为最 强 VR 芯片。

Meta（META.O）自研芯片进展不顺，近期继续搭载高通处理器芯片。此前 Meta 有意效仿智能手机时代的苹果，为其 AR/VR 产品开发专用处理器，代号 为巴西利亚项目，以摆脱对高通芯片的依赖，并实现更优性能和个性化功能。 但 22M10 发布的 Meta Quest Pro 和待发布 Meta Quest 3 等 Meta 近期 VR 头 显均搭载高通处理器芯片，预计 Meta 处理器芯片的研发距离实际落地仍需更 长时间。同时，Meta 在专用于 AI 处理的定制加速器芯片 RISC-V 上取得进展， 集成至一款 VR 原型机上，但尚未量产发售。 考虑到苹果芯片全自用的先例，预计以上厂商自研芯片未来不会对外售卖，但 苹果、Meta 等作为未来 XR 设备的主要供应商，未来有可能降低第三方芯片的 市场份额，对高通在 VR 芯片的霸主地位提出挑战。

2.5.4、国产芯片尚未针对 VR 重点布局，展望中长期国产化发展 前景

国产芯片性能仍较落后，实际搭载 VR 机型很少。目前，全志科技、瑞芯微、 华为海思等国内芯片厂商，逐步把业务扩展至 VR 一体机的主控芯片领域，然 而性能与高通芯片差距明显。较差性能导致国产 XR 芯片仅搭载早期几款中低 端 VR 一体机，如采用全志 VR9 的电信天翼小 v 一体机，仅满足低端观影等简 单功能，近几年新推出 VR 产品基本不使用国产芯片。

国产芯片是中国“卡脖子”环节，且目前国内 VR 市场规模小，国产芯片厂商 并未重点布局 VR 领域，导致国产 VR 芯片在设计能力和制程工艺上均无竞争力。 但芯片国产化替代浪潮下，随着 AIoT 和 VR 等下游市场规模的增长和国产芯片 进步，我们看好未来国产芯片向 VR 主控芯片领域不断渗透。

2.6、 感知交互：技术繁多，巨头推动手势识别、眼动 追踪等前沿技术逐步落地

感知交互提供多维感官体验，突破二维屏幕限制，交互性和沉浸感升级促进内 容创作范围的拓展。相比二维手机屏幕，VR 可同时接收肢体动作、听觉、触觉、 嗅觉等多维信息，感知交互方式的增多可实现更高的交互性和沉浸感。同时， iPhone 4“超大屏幕 多点触控”取代传统手机的单一按键交互，引发内容创 作和手机出货量的增加，而 VR 具有更多维度感知的加持，将同智能手机交互 升级一样，生成更新和丰富的 VR 内容，打破现有内容创作限制。 感知交互需要传感器、芯片和算法三方参与，与众多技术协同发展。VR 交互流 程需要利用含摄像头在内的传感器精准实时捕捉用户行为，多传感器融合和校 准后，使用芯片强大算力支撑算法打造多维感知效果，最后利用屏幕等设备呈 现给用户。感知交互与近眼显示、渲染计算、内容制作、网络传输等关键领域 的技术协同发展，其技术效果主要依赖：1）传感器（精度、响应速度、覆盖范 围、价格、体积等）；2）芯片运算能力（能否支撑众多复杂算法）；3）算法 精度（改进算法模型本身、足够多高精度数据集）。

2.6.1、公司梳理：感知交互细分领域多，科技巨头作为核心厂家 推进发展

感知交互的细分领域众多，部分技术不成熟。感知交互覆盖肢体动作、视觉、 听觉、触觉、嗅味觉等感官，技术种类名目繁多。其中，追踪定位已成熟落地， 部分技术仍存难点等待突破，触觉等非视听技术、以及终极方案神经感知和脑 机交互等研究尚浅甚至尚未涉及，距离实际商用差距遥远。 繁杂技术吸引初创工作室入场，行业技术进步依赖巨头积极研发布局。感知技 术细分赛道众多，市场规模有限，且多数处于前沿研究阶段尚未落地，因此参 与玩家主要为： 1） 国外初创企业涌现，择一赛道持续深耕，代表企业如 Tobii（TOBII.SS）； 2） 国内缺乏技术牵头人，企业研发投入力度和战略敏感性不足，发展不及海 外成熟，技术水平稍有落后； 3） 巨头积极布局，成为行业领导者。感知交互与众多领域协同发展，各技术 需要整合集成至整机发挥作用，故巨头具备优势；同时因感知交互能大幅 提升头显体验，巨头投资并购活动密集，并投入大量资金用于自身实验室 研究工作，提前开展专利布局，其中 Meta（META.O）和苹果（AAPL.O） 基本实现全领域布局。

2.6.2、追踪定位 inside-out 方案成主流，头手 6DoF 成熟商用

追踪定位是 VR 设备最基础的交互技术，目前已基本成熟，搭配摄像头 IMU （惯性测量单元）的 inside-out 方案可实现头手 6DoF，成为消费级 VR 一体 机的标配。

价格成为消费级渗透关键，驱动定位技术由 outside-in 向 inside-out 演进。追 踪定位原理是“信号源 传感器”，其中 outside-in 需设外置基站作信号源， inside-out 则将信号源和传感器集成至头显处。无额外基站的 inside-out 方案 具备价格优势和便捷性，成为主流方案。多传感器融合和算法升级，帮助 inside-out 性能趋近 outside-in。不同于 outside-in 在激光、红外和可见光等 技术路径中择一使用，inside-out 集成黑白、RGB、深度相机等摄像头，使用 超声、激光、电磁、惯性等多种传感器融合定位，加上 SLAM 算法的日渐精进， 帮助提高精度和降低功耗，效果趋近 outside-in，实现头手 6DoF 效果。

实现头部和手部 6DoF，全身追踪技术仍待研究。因高通 XR2 集成头部 6DoF 视觉追踪算法，故头显自带头部 6DoF 功能。手柄 6DoF 需自研，有视觉、超 声波、电磁波等方案，视觉方案可在追踪头手时共用摄像头，自 Meta Quest 2 推出后成为主流。但 inside-out 方案置于头显的摄像头，受视角限制无法覆盖 腿部，厂商偏好选择算法拟合腿部姿势的技术路径以维持低成本，而非复用 outside-in 方案。目前腿部应用场景少，重视程度低，未来内容应用需要更多 腿部交互时，VR 座舱、万向跑步机、全身动捕等技术才会开始重点布局。

2.6.3、手部交互兼顾动作捕捉和触觉反馈，裸手 控制器方案预计 共存互补

手部作为最重要的信息输出器官，众多交互模式围绕人手设计，如 PC 阶段的 键盘鼠标。目前 VR 的主要手部交互方案是手柄，但 1）裸手手势交互；2）独 立触觉手柄；3）触觉手套；4）肌电手环等多种技术路径也在积极研究中。 现有手柄方案存在动作受限制和额外配件成本等问题，各大厂商入局裸手手势 识别技术，有望在虚拟世界自然流畅地使用双手，做出复杂丰富的手部姿态。 裸手手势识别的原理是使用视觉方案识别出手部骨架的 21 或 26 个关键点，输 出 21/26*3 维的矢量，由算法计算分析出手部位置和姿态。这一过程与面部识 别技术相近，需要使用硬件（摄像头）和软件（算法）共同完成： 1） 硬件：手部关键点的识别需要摄像头，包括黑白摄像头、RGB 摄像头、3D 深度摄像头（光飞时间 TOF、结构光、双目视觉）等。目前手机的人脸识 别和手势识别功能多采用 3D TOF，但 TOF 延迟高（40-50ms）、视场角 小（~90°）、功耗和体积重量大，黑白/RGB 摄像头成为 VR 设备手势识别 功能的主流硬件选择； 2） 软件：更高精度追踪需要算法迭代，提升方法包括：①识别更多关节点， 如 Leap Motion 以及 Oculus 收购的 NimbleVR 可识别 22 个关节点 26 自 由度的手部运动信息；②改进算法模型实现更优预测；③足够多的高精度 数据用于训练模型，需要海量各异的人手运动数据以提高模型通用性。

巨头积累专利技术实现技术突破，裸手交互已搭载头显落地应用。计算机视觉 和机器学习助力手势识别的迭代。Meta 对现有 Quest 2 搭载的手势识别更新 2.0 版本，在追踪连续性、手部遮挡时补全轨迹和姿态、捏抓和戳识别上实现 阶跃式优化；并提出新算法思路，仅捕捉手部与目标对象距离等低维数据，使 用 ManipNet 自回归模型拟合对应的手指姿态细节。微软则针对选择难题，提 出速度作为触发条件、速度低于阙值才触发对物体的交互的新算法。

手柄除追求更优定位外，增加触觉反馈功能，推出振动、抓握等简单交互。现 有 VR 手柄复用游戏手柄技术，利用线性振动马达提供振动。各厂商正加紧研 究利用触觉传感器提供更丰富的触觉反馈，如 Meta Quest Pro 新搭配的独立 手柄，通过三个线性马达，在提供食指追踪、拇指压力感应等新功能的同时， 增强触觉反馈的复杂性、真实感和精确性；索尼 PS5 专用 VR 手柄搭载自适应 扳机，模拟拉弓和射击等的按压张力，并可提供不同纹理触感，模拟环境变化； 微软最新 VR 手柄 X-Rings 则被分成 5 个子模块，分别控制各子模块收紧或松 开的力度，模拟握持不同形状物体的触觉感受。 触觉手套提供目前更优的触觉反馈和手部追踪效果，但现存难点使其距离实际 商用落地差距甚远。触觉手套上搭载数百个小而密的执行器，保障了手势识别 的准确、灵活和流畅。同时，触觉手套是目前最能模拟细微触觉的设备之一， Meta、苹果、微软等均发布相关专利，实现对压力、纹理、振动、脉冲、皮肤 拉伸等触觉感知的模拟。但现有手套厚重且昂贵，Meta 等厂商目前正在研究微 流体处理器、柔性纤维材料等技术，使触觉手套在精准定位和触觉反馈的同时， 具备普通手套的便携、耐磨、轻薄、柔软等特性，向消费级落地改进。

人手作为最重要的操作工具，围绕其设计的交互技术众多。我们认为，裸手手 势交互作为人真实自然的手部操作，适合社交娱乐等类真实场合，是必然的发 展趋势。但裸手与非裸手交互并非替代关系，因为裸手难以实现触觉反馈，借 助介质在很多场景下是必要的，如射击游戏的扣动扳机。因此未来将呈现裸手 控制器等外设协同发展、共存互补的趋势，但未来控制器形式很有可能不再是 手柄，而是向手套、手环等其他形式进化。

2.6.4、眼动追踪提升视觉和交互表现，将成为待出 VR 新标配

眼睛兼具视觉和交互传达作用，眼动追踪应用领域众多。眼动追踪可定位瞳孔 进而锁定用户注视的对象，一方面可优化视觉效果，提高沉浸感（对 VR 更关 键）；另一方面可针对眼神进行交互，提高交互性（对 AR/VR 均关键）： 1） 视觉–注视点渲染：VR 显示理想需达到 12K 分辨率，芯片算力难以支撑， 并可能伴随功耗高、续航差、发热等问题。注视点渲染模拟人眼注视中心 点清晰、周边模糊的特性，仅对注视中心区域进行高精度渲染，合理分配 算力，根据 tobii 眼动追踪的测试结果，眼动追踪可实现帧率提升（78%）、 渲染时间缩短（3.6 倍）和能耗降低（10%）。有效解决 VR 一体机算力和 高分辨率的矛盾，是 VR 厂商积极布局的主要原因； 2） 视觉-瞳距自调节：定位瞳孔，计算用户瞳距实现自动调节，减少眼睛疲劳；3） 交互-眼动交互：确定 VR 显示屏上的用户目标对象，发出指令完成操作， 起到电脑上鼠标控制 “光标”的作用，此交互模式更灵活、快捷； 4） 交互-向虚拟形象（Avatar）提供眼神交流：捕捉瞳孔位置和注视点，为虚 拟形象提供更生动真实的眼神交流和表情呈现，更好实现情绪传达； 5） 用户行为分析：判断注视点，分析用户行为，优化、定制产品和游戏制作。

瞳孔角膜反射法成为眼动追踪主流技术路径，精度、通用性和成本待优化。眼 动追踪有三种技术方案，主流技术为主要玩家 Tobii 和七鑫易维采用的瞳孔角 膜反射法，即发射红外光在用户眼角膜形成闪烁点，眼动摄像头捕捉瞳孔和闪 烁点，并通过算法计算两者距离、进而估算用户注视点。目前眼动追踪主要技 术难点在于 1）精度低；2）个体和环境差异挑战模型通用性，导致稳定性和一 致性差；3）需配置额外光源、算法模块和摄像头，拉高 VR 头显成本。

虽技术突破面临困难，随着科技巨头和 VR 头显厂商重点布局，眼动追踪技术 在技术指标和制造成本上持续改善，未来将作为成熟技术成为 VR 头显标配。 巨头因重要战略作用积极布局眼动追踪领域，收购和自研以提升技术性能表现。 虽 Tobii 和七鑫易维等头部公司已实现量产落地，巨头很早便开始对关键眼动 追踪技术进行自研，均在 2016-2017 年收购相关初创公司，并利用其技术持续 深入研发，近几年频频发布相关专利，分别通过改进算法和硬件来提升精度、 降低功耗和成本以及增强针对不同人眼的适配性，并且在注视点渲染、视觉调 节、眼动交互、面部重塑等下游应用领域产生一定研发成果。

2.6.5、声音交互方面，语音输入成熟，沉浸声场效果仍需提升

除动作、视觉和触觉外，听觉也是提升 VR 设备沉浸感和交互性的重要感官。 从输入方面来说，语音输入技术成熟，帮助解放用户双手，拓展内容创作边界。 语音识别作为成熟的 AI 应用，科大讯飞（002230.SZ）等龙头公司已提供成熟 解决方案，并成功普及 AIoT 设备，正确率和精度已经达到很高水平。目前的 主要问题是将此技术较好地融入内容创作中，实现与具体应用的高效交互。 从输出方面来说，沉浸声场帮助生成全景声，实现听音辨位。佩戴头显致使 3D 全景声被“压扁”，这会出现因声音高低位置而导致的辨位失真问题。Meta、 微软、谷歌、苹果、高通和英伟达对沉浸声场积极投入，结合人体头部 3D 扫 描，实现 VR 中声音的私人定制。同时游戏等应用需要对房间声学中早期反射 和混响进行逼真模拟，Meta 的技术能在内存和算力可承受范围内，根据环境的 几何形状自动精准生成混响声。沉浸声场和混响声模拟帮助声音具备空间感， 保持与动作、视觉、触觉等其他感官的一致性。

3、 AR：光波导开始量产，AR 蓄势待发

AR 虚实结合的特性，以及从手机配件到取代手机成为下一代计算平台的产品定 位，使其相比 VR 更具市场潜力，吸引厂商战略布局。但虚实叠加和轻薄形态， 导致零部件要求更高、性能和体积功耗的矛盾更突出，至今未有成熟产品面市。 考虑到 2025 年光波导和 Micro LED 显示方案有望成熟落地，以及苹果和 Meta 预计发布 AR 眼镜产品，或能完成产品定义，开启 C 端渗透序幕。

3.1、 产业链与相关公司梳理

光学模组是 AR 眼镜的核心元器件，其余可复用 VR 和手机产业链。AR 除接收 显示屏的虚拟信息外，还需接收现实世界光线，故不能同 VR 一般将显示屏置 于人眼正前方，AR 显示屏多放置在额头等处，光线经光学模组反射、衍射入眼， 辅助放大、变焦等功能；同时，AR 轻薄外观对光学的体积重量要求更高。因此， AR 光学是难度最高、最为核心的零部件。除此之外，芯片、传感器、显示屏等 硬件与 VR 和手机通用，可直接对成熟产业链进行改进。

3.2、 AR 现状：应用潜力广阔，技术发展与商业落地远 落后于 VR

技术成熟度远低于 VR，2025 年后才有可能进行消费级渗透。AR 要确保虚拟信 息与真实图像的精准叠加，因此 AR 在面临 VR 相同技术难点之余，光学难度更 高，光波导仍在攻坚阶段。尚在研究且技术路径众多的光学方案，也使产业链 不完善，头显价格高昂，至今未推出成熟消费级产品，需 Meta 或苹果先完成 产品定义。但因虚实融合、赋能现实的特性，相比沉浸虚拟的 VR，AR 理论上 应用更广泛，战略价值更高，因此吸引厂商积极布局，加速技术突破。

3.2.1、应用：AR 定位新生产力工具，B 端需求相对明确，C 端高 价值应用待开发

AR 呈现 AR 头显和智能终端两种载体形态，前者赋能企业级场景，后者降低消 费级应用开发门槛，触达更多用户。 AR 在 B 端具备信息辅助、远程协作、模拟培训等明确应用需求，企业能承担 高昂 AR 头显价格。AR 在真实物体上实时信息标注，这种虚实融合特性帮助企 业工作效率提升，赋能实体经济。中国 AR 多应用于工业领域，且初具规模， 在信息辅助和远程协作（See What I See）等应用场景打造解决方案；同时类 似应用在工业的示范下，向医疗、教育等领域拓展。现有阶段，降本增效成为 AR 的主流应用， 企业端在效率驱动下承担 AR 头显的大部分出货量。

C 端应用多依赖手机等智能终端，AR 社交、AR 营销与辅助工具类应用具备发 展潜力。AR 游戏《Pokémon GO》一枝独秀，但玩法单一导致缺乏爆点。不 同于 VR，AR 的 C 端应用集中于手机中的小工具而非高价值应用程序中。滤镜 成为最主要应用，目前 Snapchat、Instagram 等社交软件均推出多款 AR 滤镜； 滤镜带来的社交属性，助力 AR 营销，目前可口可乐、宝洁等均推出交互性更 强的 AR 广告。同时，AR 带来更多信息量，使它在展示商品尺寸和效果、导航 以及测量等辅助工具方面具备发展潜力。

3.2.2、硬件： AR 眼镜 C 端渗透率低，2025 年有望完成产品定义

AR 初期因硬件和通信等技术所限，将作为手机外设配件（延伸屏幕）的形式过 渡；未来，将真正替代手机，成为下一代生产力工具和计算平台。

整机角度，轻薄需求导致 AR 眼镜中短期以分体式为主，光学、显示方案尚未 统一。AR 长时间佩戴，需要轻量化，与高算力和性能矛盾。因此功能强大的 AR 把计算和通信在手机上完成，分体式眼镜主要起显示功能，成为手机配件； 而一体式 AR 功能简单，多为信息提醒和观影等。轻薄设计同时限制底层光学、 显示、电池等发展，尚未形成如 VR 的统一路径，不利于产业链成熟。

零部件角度，光学等硬件技术成为 AR 的主要制约因素。光波导技术作为 C 端 设备渗透的关键，技术和制造仍不完善；显示搭配的 Micro LED 技术无法大批 量产全彩屏幕，芯片、通信等底层基础也难以支持 AR 的理想功能，导致 AR 设 备处于发展初期。

2025 年有望实现 C 端产品定义，开始加速渗透。现阶段 AR 设备集中于 B 端， 高昂定价限制出货，如微软出货量仅为十万级。C 端 AR 多为尝鲜，无法推动 实际渗透。Meta 和苹果有望先后在 2025 年前后发布 C 端 AR 眼镜，考虑到两 者技术积累，尤其是苹果拥有定义智能手机的先例和用户优势，我们认为消费 级 AR 将可能在 2025 年前后由苹果或 Meta 完成产品定义，真正作为手机配件 开始 C 端渗透。25 年前仍主要受 B 端驱动，需求增长相对缓慢，出货量预计 维持在 100-200 万台。

AR 最终将脱离手机成为独立计算平台，云 AR 或解决算力矛盾。25 年前后实 现 C 端分体式产品定义后，我们认为 AR 将逐渐从分体式向一体机过渡，最终 变成独立终端硬件，实现虚实三维融合，以丰富交互功能解放双手，实现对智 能手机的替代。这一过渡过程需要 5G、云计算等底层技术的发展，将渲染计算 导入云端，降低 AR 眼镜的零件要求、体积和成本，预计将花费 10-15 年时间， 即 AR 有望在 2032-2037 年的阶段成为下一代独立计算平台。

3.3、 光学：光波导发展趋势清晰，三大技术路径持续

技术迭代和制造精进 AR 光学相比 VR 难度大成熟度低，是 AR 头显落地的主要阻碍。AR 光学满足 VR 光学类似性能的基础上，具有两个额外特性，一方面 AR 更轻量和小型化， 形状趋于日常眼镜，对光学模组的厚度和重量要求更高；另一方面，由于同时 接收虚拟和现实信息，显示屏内容需经反射或衍射入眼，使成像效果和光学效 率性能变差，现实信息需穿过光学组件入眼，模组透光性也成为核心指标。 因此，AR 光学核心性能指标中，1）透镜厚度和重量至关重要，驱动 AR 光学 方案持续迭代，2）成像质量、3）光学效率、4）透光度在轻薄基础上尽可能 提高，同时应关注 5）视场角 FoV 和 6）眼动范围。

3.3.1、光波导解决视场角和轻薄矛盾，成 C 端渗透关键

AR 光学方案多样，经历离轴光学、棱镜、自由曲面、BirdBath 到光波导的演 进过程。其中自由曲面、BirdBath 目前量产成熟，但光波导因突出性能成为未 来 AR 的必然选择，技术持续突破，近年来已搭载多款先进 AR 眼镜落地。 离轴光学和棱镜作为早期方案，因笨重和小视场角已退出历史舞台。离轴光学 和棱镜结构设计和成像原理都很简单，量产和制造无难度。但简单结构导致离 轴光学厚重；而棱镜的视场角与光学模组厚度存在矛盾，轻薄眼镜将伴随超小 视场角和较差成像效果，无法满足沉浸性和交互感。

自由曲面和 BirdBath 小幅改善镜片厚度、其他性能良好、量产制造成熟，成 为近几年的过渡方案。 1） 自由曲面方案由表面形状不能被连续加工、具有传统加工成型的任意性曲 面担当反射镜，对显示屏光线进行准直和成像，因此成像质量较高，色彩 饱和度和光学效率表现优秀。但自由曲面结构局部精度低，带来低分辨率 和画面扭曲，使得现实世界和虚拟世界光线传递时存在畸变现象； 2） BirdBath 方案下，显示屏光线经 45 度角的分光镜反射至曲面镜弹射入眼， 而现实光线透过曲面镜和分光镜入眼。光学结构简单，光效高、视场角大； 但眼动范围受限，同时透射入眼面临图像畸变、光线透过率低的缺点。 自由曲面和 BirdBath 光学结构相对简单，一方面光效高，显示屏选择灵活， 另一方面制造难度低，可以较低成本规模量产，成为目前中低端或消费级 AR 眼镜的主要光学方案。但其他性能一般，存在畸变等问题，致命的是，为实现 可用视场角，镜片厚度压缩极限为 8mm，无法做到日常眼镜般的轻薄机身。

光波导解决体积和视场角矛盾，大幅压缩镜片厚度，众多性能优越。光波导将 微显示器的光线经光栅耦入波导片中，经过数次全反射，再将光束经光栅耦出 至人眼。过去光学方案利用光学结构来平衡镜片体积和视场角，光波导不受此 约束，可将厚度压缩至 3mm 以下，同时具备视场角大、透光度高、分辨率高、 眼动范围广等优秀性能，虽光效很低，但配合高亮度显示屏将有效缓解。 搭载光波导的 AR 眼镜才可真正渗透消费端，光波导成为大势所趋。消费级 AR 设备，为实现长时间佩戴需超轻薄；同时，不同于 B 端可专用于某一特殊场合 或流程，C 端 AR 眼镜应用多样，这要求镜片的视场角和眼动范围较大。因此， 只有光波导技术才可满足这两个矛盾需求，在光波导实现技术和量产突破前， AR 眼镜很难实现 C 端大规模落地。

3.3.2、技术性能：阵列光波导显示效果突出，体全息具备潜力

光波导优越性能吸引众厂商入局，已推出诸多技术路径。2021 年 Rokid、亮风 台、小米等 8 款 AR 眼镜采用光波导，根据原理差异，光波导可分成几何和衍 射两类，几何光波导利用传统光学元器件实现全反射，而衍射光波导使用更平 面的衍射光栅。而根据耦入和耦出光栅材料的不同，将延伸成四类技术路径。 光学元器件与材料差异使得不同技术路径的技术性能和量产制造情况不同， 首先对比各路径的技术性能表现。因四类技术路径均满足轻薄需求（<3mm）， 我们主要比较包括成像质量、光效、眼动范围和视场角在内的其他性能。

综合当前各性能指标，阵列光波导表现最优。和两个衍射光波导技术性能相反， 阵列在成像效果占优，但面临眼动范围窄的问题。但成像质量和光效指标更为 重要，且二维扩瞳技术实现突破、逐渐落地，将缓解阵列光波导眼动范围不佳 的缺陷。体全息光波导目前在三者中表现较落后，但其中远期理想性能使其备 受关注，积极布局。

阵列光波导利用镜片阵列，成像质量和光效突出。光线经过由多个镜面组成的 阵列时，光线分部分通过各层镜片，逐渐被反射出瞳，这使得光线和色彩被 “调整”均匀，在成像效果上具备突出优势： 1） 色彩：全反射下光的信息是连续量，光学设计上对红绿蓝三色的效率存在 解析解，因此保障色彩的精准度和均匀性，色彩丰富，对比度高； 2） 色散：光的全反射不存在色散问题； 3） 光效：光的全反射不造成光路损耗，因此光效水平高。 阵列光波导缺陷在于眼动范围受限，二维扩瞳不完善且制造难度加大。多个镜 面将光束分批反射，但仅在一维 x 轴扩瞳，而 y 轴信息有限，导致眼动范围水 平大、垂直小。考虑到 C 端应用场景丰富，眼动范围需要在 x 轴和 y 轴均有较 大活动范围，因此消费级 AR 的镜片需要具备二维扩瞳技术。目前厂商在积极 研发二维扩瞳，取得一定进展，但会使技术设计和制造工艺难度增大。

衍射光波导中，表面浮雕光波导二维扩瞳扩大眼动范围，但成像质量问题严重。 体全息光波导理论上可兼容阵列和表面浮雕光波导优点，但现有性能较差，距 离实现理想情况还需技术和制造两方面长期投入。 直接向衍射光栅操作，衍射光波导在光学设计和生产制造上更简单灵活。衍射 光波导利用衍射光栅材料引起折射率发生周期性变化，起到改变光线方向的作 用，同时纳米级光栅为平面结构，更好压缩镜片厚度，现阶段衍射光栅分成 “表面浮雕光栅(SRG)”和“全息体光栅(VHG)”两大类。不同于多镜面组合结 构复杂的阵列光波导，衍射光栅在光学设计上简单灵活，可直接修改材料折射 率等调整衍射光波导效果，进而在生产制造上也相对容易。 衍射光栅可在更大自由度上操纵光线，二维扩瞳技术成熟。同时在 x 和 y 轴实 现扩瞳，将帮助眼动范围在竖直方向延伸，对不同脸型、鼻梁高度的人群兼容 性增强。两类衍射光栅均可实现二维扩瞳，一是用包括转折光栅在内的三个区 域光栅将 x 轴光线反射到 y 轴传播；另一个是直接使用二维光栅，光线经过光 栅将同时在 x 和 y 两方向扩束。目前两方式均有产品实际搭载。

衍射光波导的成像质量因其物理原理存在固有缺陷，厂商不断迭代来缓解优化 但不能完全消除。衍射光栅将光线分成多个衍射级，单个衍射级效率无法达到 100%，同时衍射光栅对角度和颜色存在选择性，这造成： 1） 色彩不均匀。衍射光栅对不同波长光线的衍射角度不同，造成蓝、绿和红 光的耦出数量不同，色彩分布不均，引发“彩虹效应”。因此单片衍射光 栅无法实现效果优秀的全彩显示，目前 HoloLens 通过三片衍射光栅分别 传导蓝、绿和红光三个单色叠加形成全彩，这增加了镜片厚度和成本； 2） 色散现象严重。衍射角度和效率造成小部分光会向其他方向传播，造成色 散和外侧漏光，这不利于搭载 C 端眼镜出货，因为用户周边人能看到外漏 图像，造成 AR 眼镜用户的隐私泄露； 3） 光效极低。部分光向其他方向传播，衍射效率低，光效仅为 0.3%-1%。 目前通过三片光栅叠加应对彩虹效应，优化光栅设计和材料等提升衍射效率， 选用超高亮度微显示器如 Micro LED 缓解光效低问题，但提升效果有限，理论 上阵列的显示效果好于衍射光波导。

理论上体全息光栅能实现优秀画面呈现，集几何和衍射光波导优秀性能于一身。 体全息光栅在满足布拉格条件时，衍射效率趋于 100%，因此成像效果佳、光 效好；同时作为衍射光波导，体全息可轻松实现二维扩瞳和大眼动范围。技术 壁垒和材料限制使当前体全息性能差于表面浮雕，距离理想情况还需技术研发。 一方面，对入射光的角度和波长要求苛刻，目前技术无法获得稳定的高衍射效 率，成像不佳；另一方面，材料受限导致其在视场角、清晰度性能较差。

3.3.3、量产：表面浮雕或为中短期出货主力，最优方案体全息仍 受材料掣肘

光学方案选择需要综合考虑制造因素。制造工艺会影响实际性能，并且量产产 能、良率和制造成本也至关重要。阵列光波导因流程复杂，限制其量产能力并 且成本难以降低，表面浮雕光波导在制造端更具优势。

阵列光波导的制造工艺非常复杂，给产能、良率和成本带来挑战。制造工序包 括切割、研磨、镀膜、胶合四步，前两步为传统光学冷加工，但镀膜工艺复杂 且精度要求高，单个棱镜镀几十层膜后，再将 5-7 个不同反射比透镜进行胶合， 胶合过程需保证多层波导片平行排列和各波导片的间隔厚度均匀。复杂制作流 程涉及数十个步骤，多数关键工艺需要人工操作，目前产能限制严重，只有很 强制造经验的厂商才能实现较高良率，这推高了制造成本。而要实现 C 端需要 的二维扩瞳阵列光波导，制造工艺难度将进一步提升数倍。

理论上，表面浮雕量产难度和制造成本显著低于阵列光波导。母版制备和批量 生产过程，主要采用纳米压印等半导体技术，在更大的硅晶片上旋涂 UV 树脂 以印刷更多模板，再使用多图案模具来批量生产表面浮雕光栅。复用半导体成 熟的制造工艺，理论上规模量产能力强，已实现大规模量产出货，规模效应下 成本降低，成本低于阵列光波导。然而，受制于中国半导体产业相对落后，海 外厂商更具技术先发优势，中国厂商特别是小型企业竞争能力差。

3.3.4、技术选择：中短期阵列和表面浮雕共存，长期体全息成为 主流之选

结合三种光波导在技术和制造上的优劣势，并考虑 B 端和 C 端应用场景的核心 需求，我们对 AR 光学镜片的未来技术路径进行分析讨论。 中短期（2022-2025 年）：阵列和表面浮雕光波导共存。BirdBath 和自由曲面 因价格便宜，仍搭载少量低端设备出售，但因尝鲜产品必将淘汰，因此不重点 展开。阵列显示效果最优，但复杂且高人工的制造工艺使其量产能力差，目前 全球产能仅为十万级；最高良率虽提升至 85%，但若想渗透 C 端，必须二维扩 瞳，但更难工艺使其最高良率仅为 30%-40%，全球年产能在万级。表面浮雕 存在色散和漏光问题，隐私泄露阻碍消费级渗透，三层光栅贴合导致相对厚重， 但复用半导体，可实现百万级大规模出货，随产能落地出货量爬升，制造优势 让其成为备选。考虑 B 端 AR 设备仍占主流，我们推演了 3 种可能情形： 1） 乐观：若一维和二维阵列光波导均实现高产能（超几十万），因其显示效 果优越、更轻薄和无漏光，阵列光波导占据 C 端和中高端 B 端产品；表面 浮雕光波导仅凭借量产价格优势搭载中低端 B 端眼镜； 2） 中性：若一维阵列产能高、二维产能低，则一维阵列光波导应用于 B 端， 二维阵列搭载高端 C 端产品，而表面浮雕作为中低端 C 端眼镜的补充； 3） 悲观：若一维和二维阵列光波导产能均受限（仍在十万级），则一维和二 维阵列分别应用于高端 B 端和 C 端 AR 设备，而表面浮雕凭借高产能占据 剩余中低端市场。 长期（2025 年后）：待体全息光波导材料突破后，有望成为规模量产的主力技 术。体全息在技术和制造两方面优越，是 AR 眼镜千万级以上大规模出货的理 想选择。阵列光波导或因最佳显示搭载高档 AR 出货，但预计市场占比低。

3.3.5、公司梳理：国内公司凭借光学技术积累和制造优势切入阵 列和表面浮雕

海内外厂商积极布局阵列、表面浮雕和体全息光波导。我们认为，整体海外公 司实力雄厚，特别在更前沿的体全息上抢先深入布局；光学是中国优势领域， 技术积累丰富，相关制造产业链成熟，国产厂商以此逐渐实现国产化替代。

3.4、 显示：显示方案选择与光学深度绑定，理想屏幕 Micro LED 成布局热点

不同于 VR 头显，AR 眼镜对沉浸性相关的显示指标要求低。一方面，AR 更注 重赋能现实，并非如 VR 般欺骗人眼打造身临其境体验，本身对沉浸显示要求 低；另一方面，AR 眼镜发展仍在落地早期，AR 眼镜主要功能多为简单的信息辅助和屏幕共享等，特别是 C 端设备多为翻译、消息、标注等文字类图像，主 要在解决消费级产品的“可用”，尚未追求图像的沉浸真实。同时，AR 追求轻 便和长久佩戴，使得更注重 AR 显示屏的功耗和寿命等指标。 AR 显示和光学的绑定搭配，显示屏亮度成为选择关键。入眼光线亮度在 100- 300nit 为正常亮度，若想在强日光下看清图像，入眼光线亮度应在 500-700nit。 AR 光学中，因未来主流技术光波导光学效率极低（最低至 0.3%-1%），需显 示屏提供很高亮度才能保障正常入眼亮度，因此呈现光学方案和显示屏方案搭 配使用、深度绑定的局面。

3.4.1、VR 驱动 Micro OLED 产业链建立，成为自由曲面和 BirdBath AR 标配显示屏

Micro OLED 兼顾 OLED 和半导体 CMOS 优势，除亮度外各种显示性能优越， 适配自由曲面和 BirdBath。Micro OLED 结合 OLED 显示技术和 CMOS 工艺， 具备 OLED 自发光特性带来的低功耗、高对比度、高刷新率、响应速度 快等优点，和 CMOS 半导体精细工艺带来的高清晰度和轻薄特性。唯一 技术缺陷是亮度低，适合搭配光学效率高的光学方案，目前已成为自由 曲面或 BirdBath 光学方案的标配显示屏。 Micro OLED 成为中短期 VR 主流显示方案，缓解量产制造的瓶颈，惠及 AR 显示。优良性能吸引 VR 厂商，苹果、Meta 等后续 VR 头显均意向采 用 Micro OLED，吸引索尼、LGD、京东方等兴建这种专门应用于 VR/AR 的小型屏幕产线，2020 年中国产线投资规模超 200 亿元。投资 和研发的火热帮助优化系统和设计水平、改进半导体设备、大规模出货 降低制造成本，大幅度改善量产制造这一 Micro OLED 主要困境，AR 眼 镜可直接享用 VR 推动下的 Micro OLED 发展成果。

3.4.2、光波导搭配显示屏由 LCOS/DLP 转向终极 Micro LED

光波导早期搭配 LCOS 或 DLP 显示屏，仅满足基本亮度，其他显示性能相较 Micro OLED 较差。Micro LED 有望成为终极搭配，电视、VR 等其他下游驱动 制造技术突破，有望在两年内实现相关高端 AR 眼镜的规模出货。

硅基液晶（LCOS）是 LCD 与 CMOS 集成电路有机结合的反射型显示技术， 反射式技术将光利用率提高至 40%，亮度提升至 10000nit 以上；LCOS 以单晶硅为基板驱动，实现高电子移动率和电路微细化，解析度较高。 结构中使用的零部件，制造工艺和产业链成熟，因此具备量产能力高、 低成本的制造优势。 数字光处理（DLP）的关键是数字微设备芯片（DMD），是一块多达 130 万个微镜组成的矩形阵列，每个微镜控制一个像素，通过控制微镜 “开”和“关”的比例，操纵各像素的亮度。DMD 芯片由德州仪器提出 并实现垄断。DLP 投影系统以镜片为基础，所以光利用率高；但架构复 杂，设计难度高，提高了生产成本，此技术早已广泛应用于投影机。 LCOS 和 DLP 亮度提升和制造成熟的优势，使其在早期成为光波导的搭 配屏幕。通过提高光利用率，两方案亮度超 10000nit，结合光波导入眼 亮度勉强合格。两方案虽结构复杂，但均为成熟应用，产业链完善、量 产能力强、成本相对低。然而，背光源的设计，导致 LCOS 和 DLP 在对 比度、分辨率、功耗、响应速度等重要显示指标上均差于 Micro OLED。

Micro LED 凭借全面优越性能和理论制造优势，有望成为搭配光波导的 终极显示技术。Micro LED 将 LED 阵列化、微小化，使其既拥有 Micro OLED 的高分辨率、高刷新率、高对比度等优势，也拥有 LCOS 高亮度、 寿命长等优势，并在 AR 关键的亮度、功耗、屏幕体积等性能实现大幅 度升级，成为光波导的终极搭档。同时全新原理带来简单结构，使其理 论上量产能力强，制造成本低。 卡点在制造环节，电视、VR 等下游驱动 Micro LED 产业化，AR 受益。 制造工艺上，巨量转移等难点使实际产能低、成本高昂；且全彩显示待 量产突破。但作为次世代显示技术广泛应用于电视、笔电、VR 等领域， 下游市场的需求倒逼显示厂商积极布局。AR 眼镜享受 Micro LED 行业 发展红利，2021 年后陆续发布搭载 Micro LED 光波导的 AR 产品，但 小米和雷鸟 AR 眼镜为概念机，OPPO Air Glass 限量发售。随着三星、 京东方、JBD、友达等的技术突破和产线建成，MicroLED 逐渐量产出货， 搭载 Micro LED 的高端 AR 眼镜有望在 2025 年左右发售。

3.4.3、Micro LED 乘 C 端 AR 崛起之风，相关厂商收割红利

综合考虑显示和对应光波导的技术性能和制造量产能力，我们认为， 1） 中短期（2022-2025 年）：光波导基本成熟并初步量产，自由曲面 /BirdBath Micro OLED 的产品组合会更多搭载低功能尝鲜 AR 产品，市 场占比持续压缩。Micro LED 将在 2025 年左右成熟量产，因此早期仍使用 LCOS 等较差显示屏，Micro LED 的全彩显示和巨量转移逐渐突破后，从高 端 AR 眼镜开始逐步向下渗透； 2） 长期角度（2025 年后）：2025 年后，随光波导的成熟落地，搭配自由曲 面/BirdBath 的 Micro OLED 会基本消失；Micro LED 将完成量产技术突破， 凭借其基本完美的显示性能，加速替代 LCOS 和 DLP，从高端 AR 产品渗 透至全品类，最终成为统一且稳定的 AR 光波导显示屏选择。

3.5、 芯片：低要求下多元芯片选择和国产化机会，AR 云发展助力 AR 一体机远景

3.5.1、高通骁龙 XR 是主力芯片，物联网芯片、国产芯片等其他

芯片方案仍存 AR 芯片相比 VR 性能要求低，更注重功耗。VR 追求沉浸和交互性，搭载强劲 编解码能力和丰富交互模块，驱动 VR 芯片算力不断迭代。而 AR 追求更轻量化， 降低算力要求，提高功耗和续航需要。一方面，当前 AR 应用简单，多为信息 提示场景，无需逼真图像和视频编解码，因此对 CPU 要求高，对 GPU 要求低； 另一方面，轻薄机型大多采用分体式设计，将部分复杂运算传输至手机端完成。 高通（QCOM.O）骁龙芯片承担主力，但 AR 芯片方案相比 VR 更多元。VR 绝 大多数采用最强的高通骁龙 XR2，但因成本和功耗，部分 AR 眼镜采用算力和 交互较差的 XR1 芯片，甚至选择适用于可穿戴设备的高通 2500 或 4100。AR 芯片宽松的性能要求，让很多 AR 初创企业积极尝试其他芯片方案，呈现出 1） 可穿戴芯片推动消费级渗透；2）国产芯片相比 VR 更易搭载 AR 的现状。

3.5.2、定制芯片与云 AR 双路径发展，云 AR 或成终极方案

AR 功能和应用场景将不断拓展，并逐步摆脱手机成为独立一体机形态，这要求 AR 在保持低功耗同时提升运算能力，形成了两种发展路径，即 1）定制芯片追 求性能最大化；2）AR 上云，在云端完成计算任务。 定制芯片实现软硬协同，提升 AR 眼镜性能和竞争力。目前针对手机、物联网、 VR 等的通用芯片被应用到 AR 中，出现功能冗余、AR 特定功能（如交互）无 法实现的情况，且难以满足 AR 对小体积、低功耗的需要。AR 厂商针对使用场 景和应用功能定制芯片，追求“自研芯片 自主 OS”软硬一体的高度协同，性 能和功耗表现会强于通用芯片，有效缓解 AR 产品的限制。同时，根据苹果凭 借定制 M1 芯片在 PC 市场取得差异化优势的历史经验，软硬结合助力 AR 的复 杂交互和个性化功能更好实现，实现产品领先。

AR 处理能力从本地转移至云端，提升图像质量，降低终端要求。AR 云能真正 解决终端低功耗和高性能的矛盾，成为未来一体机崛起的关键。通过串流协议， 三维渲染由云端 GPU 负责，终端成为高清显示屏。这一方面在很低功耗下实现 高清图像，利好一体机；另一方面无计算模块，降低 AR 眼镜的性能需求，助 力消费级渗透。当前 AR 云问题是延迟，需要 5G 通信、云计算等基础设施的发 展升级，还需要数年时间，一体机在 2030 年前难普及。 AR 云实现位置共享，助力万物互联，吸引巨头积极布局。现阶段手机软件实现 信息互联，目前向万物互联发展。AR 云的运算和应用都在云端，帮助终端地理 位置的云端互通。现在基于位置的服务（LBS）已在游戏、广告营销取得进展， 广阔的应用场景吸引众多巨头布局，目前 AR 云主要依赖手机，待 AR 眼镜相对 成熟后，将向更适合的 AR 眼镜过渡。

3.6、 感知交互：复用 VR 交互，但需优化算法和传感 器以应对 AR 轻薄化硬件限制

整体思路是复用苹果（AAPL.O）、Meta（META.O）、微软（MSFT.O）等科 技巨头相对成熟的 VR 感知交互技术，但受轻量化、功耗和成本限制，现搭载 功能有限，空间交互、手势识别将最先应用。AR 面临的难点是在使用较少数量 传感器的情况下，保持高自由度和高精度，现阶段通过提升算法、传感器和软 硬适配进行效果优化。

现阶段 C 端 AR 眼镜对交互做减法，以头控、触控和语音交互为主，缺少 VR 般的强交互功能。消费级 AR 眼镜追求轻薄和低价以拓展市场，多用于观影和 信息提示等简单应用场景，大多只利用陀螺仪、触摸屏和麦克风阵列捕捉头动、 触控和声音，实现点击、选择和滑动等传统交互功能。 AR 目标实现虚实融合，这要求感知空间和分辨场景，因此空间定位是必要交互 功能；AR 将成为未来生产力工具，手部交互至关重要，手势识别因成本低、移 动便捷备受瞩目。目前投屏式 AR 眼镜仅为过渡期产品，具备空间定位、手势 识别等复杂交互功能是 AR 眼镜未来两三年的趋势和目标。

空间定位和手势识别方案基本成熟，C 端 AR 逐渐复用。空间定位的多目摄像 头 IMU SLAM 算法，手势识别的关节捕捉和算法，已在手机、VR 上积累专利 丰富，应用成熟。但 AR 眼镜相比 VR，高性能和轻薄、低功耗的矛盾突出，搭 载传感器数量的限制，一方面限制搭载更多交互，如眼动追踪；一方面降低精 度和自由度，如 HoloLens 2 仅能识别特定设置的手势，无法对各关节进行全 自由度追踪。C 端 AR 眼镜的交互难点，不是前沿交互技术的研发，而是在硬 件限制的情况下尽可能保持高精度和灵活性。现有解决思路包括： 1） 硬件端：通过硬件共用、增强传感器标定和提高软硬系统设计来提升性能。 不同于四目定位的 Quest 2 VR 头显，AR 大多使用 1-2 个摄像头，苹果 ARKit、谷歌 ARCore 等均推出单目空间定位 SDK。而易现 EZXR 手势识别SDK 可共用 SLAM 摄像头，无需为手势识别增加额外硬件。AR 无法堆叠传 感器，这要求提升传感器水平，实现高精准和稳定的标定；算法和传感器 软硬有机结合，发挥更佳效果； 2） 软件端：优化 SLAM 等算法。点云数量可提升精度和效果，通过数据预处 理、特征描述、点云配准和分割、图优化等方面优化现有算法；3） 生态端：开源平台降低交互功能开发门槛。2021 年高通发布 Spaces 开发 者平台，使用高通芯片驱动的 XR 设备可享受空间定位、环境识别、手势追 踪等 SDK；Rokid 推出操作系统 YodaOS-XR，提供空间感知和环境理解。 开源平台可降低应用门槛和开发成本，加速 AR 交互升级进程； 4） 未来路径：肌电手环或能解决根本矛盾。肌电感应具备高灵敏度和精度， 相比视觉方案数据处理量很小、功耗和算力需求低。相比 VR，肌电手环的 应用对注重轻薄机型的 AR 眼镜更为重要。随着科技发展，脑机接口和机电 手环等终极感知交互手段有望逐步替代现有交互方式。

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）

精选报告来源：【未来智库】。系统发生错误

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