元宇宙興起，VR/AR技術(shù)能否打破虛擬與現(xiàn)實世界的邊際？

    據(jù)The Verge報道，F(xiàn)acebook CEO扎克伯格于6月末向公司內(nèi)部員工宣布了打造“元宇宙”概念的最新計劃，扎克伯格認(rèn)為“元宇宙”概念或?qū)⑹且苿踊ヂ?lián)網(wǎng)的下一階段形態(tài)，而虛擬現(xiàn)實技術(shù)將會是實現(xiàn)元宇宙的重要組成部分。7月26日扎克伯格宣布公司將在VR實驗室團隊下成立“元宇宙”產(chǎn)品團隊，持續(xù)研究VR/AR技術(shù)用以進一步打造完善“元宇宙”概念，至2025年公司有可能完成從社交媒體平臺公司至“元宇宙”概念公司的轉(zhuǎn)型。

    反觀國內(nèi)，截至2020年，我國互聯(lián)網(wǎng)普及率已經(jīng)高至70%，高度的移動互聯(lián)網(wǎng)覆蓋率使得網(wǎng)絡(luò)巨頭們紛紛開啟對互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容形式以及消費場景的新的探索，其中騰訊等網(wǎng)絡(luò)巨頭已經(jīng)紛紛進入布局狀態(tài)，旨在搶得先機。

    元宇宙究竟有怎么樣的魅力？本文主要參考華西證券《電子行業(yè)大光學(xué)VR/AR系列深度之六：洞察VR/AR藍(lán)海，解鎖上游供應(yīng)格局》和國盛證券《區(qū)塊鏈行業(yè)：元宇宙（二），算力重構(gòu)，通向Metaverse的階梯》，內(nèi)容主要有三部分：第一部分，解析元宇宙的定義、第二部分，元宇宙如何參與進人們的生活、第三部分，VR/AR行業(yè)現(xiàn)狀的簡介與相關(guān)標(biāo)的。

    行業(yè)分析

    01元宇宙是什么？

    元宇宙的概念最早來源自1992年科幻小說《雪崩》，作者在其中構(gòu)建了一個平行于現(xiàn)實世界的虛擬世界。后來著名電影《黑客帝國》，《頭號玩家》，大熱動漫ip《刀劍神域》等影視作品紛紛在此概念上進行續(xù)用與改進。

    從字面來看，元宇宙 （Metaverse ）由 Meta（超越）+Universe（宇宙）兩部分組成，即通過技術(shù)能力在現(xiàn)實世界的基礎(chǔ)上搭建一個虛擬的世界，使現(xiàn)實世界中的人們通過數(shù)字化的形式能在虛擬世界中生活，同時此虛擬世界還存在社交，經(jīng)濟等一些列相對完善的系統(tǒng)。

    元宇宙行業(yè)目前仍處于初級階段，針對于元宇宙的核心要素目前市場上并沒有統(tǒng)一完整的定義。但是綜合國外最早最權(quán)威的開展元宇宙概念之一的公司Roblox的CEO給出的元宇宙必要的八大要素，和騰訊研究院羅列的虛擬世界的七大特征可以得出元宇宙的理想狀態(tài)，即一個擁有極度沉浸式體驗，超時空的社交體系，豐富多彩的內(nèi)容生態(tài)，虛實結(jié)合的經(jīng)濟系統(tǒng)和能映射真實人類社會文明的超大型數(shù)字社區(qū)。

    02元宇宙如何到來？

    隨著市場對于元宇宙的理解逐漸加深，可以肯定的是從消費互聯(lián)網(wǎng)到產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)都將在未來迎接線上線下一體化的元宇宙時代。市場主流觀點認(rèn)為元宇宙模式將會是全新的泛娛樂模式，元宇宙所特有的沉浸，實時，多元的特色模式會更受到市場的歡迎與肯定。

    目前元宇宙概念面臨的最大問題仍然是技術(shù)層面的問題。元宇宙超時空的社交需求和高強度的沉浸式體驗需要能穩(wěn)定持續(xù)的處理海量即時數(shù)據(jù)的通訊技術(shù)和運算能力。5G通訊技術(shù)所帶來的傳輸速率大幅提升，時延減少以及連接數(shù)提升等通訊能力升級，以及GPU浮點計算能力，云計算能力，邊緣計算能力等算力上的不斷升級都將推動元宇宙的發(fā)展。

    從硬件技術(shù)層面來看，普通的手機端和pc端現(xiàn)今都無法良好的完成元宇宙所需的擬真與沉浸的任務(wù)。因此VR/AR技術(shù)所能擁有的的3D顯示，高分辨率水準(zhǔn)，大視場角的設(shè)備基礎(chǔ)，進一步提升了直觀體感交互，是目前最佳的現(xiàn)實與虛擬世界接口。因此VR/AR技術(shù)的發(fā)展直接影響到元宇宙行業(yè)的現(xiàn)狀。

    03關(guān)于VR/AR

    VR與AR是兩種不同形態(tài)的的產(chǎn)品

    VR：虛擬現(xiàn)實，產(chǎn)品定義為在密閉空間環(huán)境下輸出視頻等內(nèi)容。因此VR設(shè)備不具有很強的移動性——用戶需要在封閉空間小范圍移動，以此確保用戶的安全。

    AR：增強顯示，產(chǎn)品定義為在現(xiàn)實的開放環(huán)境下，輸出相關(guān)視頻等內(nèi)容，同時需要與現(xiàn)實環(huán)境進行實時互動。

發(fā)展歷程

    VR/AR產(chǎn)業(yè)共經(jīng)歷了三個不同的時期：

    2012-2016年屬于期望膨脹期，彼時VR/AR概念剛進入大眾視野，受到了過高的期望;

    2017-2018年的產(chǎn)業(yè)低谷期。產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)了硬件不斷升級和內(nèi)容不斷累積的重要過程，打破了產(chǎn)業(yè)內(nèi)部“內(nèi)容匱乏—泡沫破滅—硬件銷售萎靡—無人投資”的惡性循環(huán)。

    2018-2019VR/AR產(chǎn)業(yè)進入復(fù)蘇期，隨著網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的升級，光學(xué)技術(shù)的迭代，VR/AR產(chǎn)品性價比不斷提升，優(yōu)質(zhì)內(nèi)容也開始走入大眾視野。

    如今VR和AR行業(yè)進入高速發(fā)展期，設(shè)備出貨量和市場規(guī)模有望實現(xiàn)高速增長。從2019年起，隨著光學(xué)技術(shù)的迭代、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境升級、產(chǎn)品體驗升級同時性價比提升以及熱門VR內(nèi)容的推出，驅(qū)動VR/AR行業(yè)重回增長快車道。根據(jù)IDC預(yù)測，2020年全球AR和VR出貨量達(dá)706萬臺，而未來4年CAGR有望達(dá)到81.5%。同時根據(jù)BCG和Mordor Intelligence預(yù)測，2024年全球AR和VR市場規(guī)模有望擴張至2969億美元，2021-2024年CAGR可達(dá)113%。

VR/AR產(chǎn)業(yè)鏈

    VR/AR行業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)和智能手機大體相似，包括硬件、軟件、內(nèi)容制作與分發(fā)以及應(yīng)用與服務(wù)四個環(huán)節(jié)，主要區(qū)別在于智能手機應(yīng)用面向個人消費者，VR/AR除個人消費者外，還滲透到各行各業(yè)的應(yīng)用中，因此在應(yīng)用環(huán)節(jié)相對復(fù)雜很多。

    硬件環(huán)節(jié)：按照功能劃分可分為終端設(shè)備、配套外設(shè)以及上游的核心器件三部分。終端設(shè)備分為PC 端設(shè)備、移動端設(shè)備和一體機三種類型。配套外設(shè)包括手柄、攝像頭（全景攝像頭、）和體感設(shè)備（數(shù)據(jù)衣、指環(huán)、觸控板、觸/力覺反饋裝置等）等。上游核心器件則包括芯片（CPU、GPU、移動SOC 等）、傳感器（圖像、聲音、動作捕捉傳感器等）、顯示屏（LCD、OLED、AMOLED、微顯示器等顯示屏及其驅(qū)動模組）、光學(xué)器件（光學(xué)鏡頭、衍射光學(xué)元件、影像模組、三維建模模組等）和通信模塊（射頻芯片、Wi-Fi/藍(lán)牙芯片、NFC 芯片等）等。

    軟件環(huán)節(jié)：包括支撐軟件和軟件開發(fā)工具包。支撐軟件包括UI、OS（安卓、Windows等）和中間件（Conduit、VRWorks等）。軟件開發(fā)工具包包括SDK 和3D引擎。

    內(nèi)容制作與分發(fā)環(huán)節(jié)：內(nèi)容制作包括虛擬現(xiàn)實游戲、視頻、直播和社交內(nèi)容的制作。內(nèi)容分發(fā)則是指應(yīng)用程序平臺（商店）。

    應(yīng)用和服務(wù)環(huán)節(jié)：包括制造、教育、旅游、醫(yī)療商貿(mào)、娛樂等多領(lǐng)域。

    VR市場進入放量階段

    整體來看，VR產(chǎn)業(yè)鏈上游供應(yīng)鏈已經(jīng)趨于完整，光學(xué)、微型現(xiàn)實、主芯片、結(jié)構(gòu)件以及代工廠等都可以提供成熟穩(wěn)定的產(chǎn)品供應(yīng)。VR下游生態(tài)日漸完善，各類游戲大作推動VR活躍用戶增加。

    受益宅經(jīng)濟，VR產(chǎn)業(yè)在20年迎來爆發(fā)式增長，2020年全球VR出貨量670萬臺，同比增長72%。21年預(yù)計全球出貨量達(dá)到約800萬臺，22年預(yù)計1480萬臺，邁過最重要門檻。

    VR未來作為重要的家庭娛樂終端，主打游戲功能的沉浸式VR在C端的市場空間可近似比擬游戲主機市場。預(yù)計VR在未來五年出貨量也有望達(dá)到5000萬臺。除主打游戲市場沉浸類VR外，觀影類VR以及各類B端應(yīng)用落地場景逐漸成熟，特別是觀影類VR，潛在目標(biāo)人群6億左右，目前行業(yè)正在快速成長。

    目前市場主要VR廠商有Oculus、DPVR、Pico和HTC等。其中Facebook旗下的Oculus市占率超過50%，而HTC和SONY份額下降較快。主要原因在于當(dāng)前兩公司的在售產(chǎn)品款式較老，同時又即將發(fā)布新款產(chǎn)品，導(dǎo)致大部分消費者選擇觀望。憑借Sony在游戲行業(yè)內(nèi)多年的積累以及出色內(nèi)容產(chǎn)出，其可能是Oculus短期內(nèi)最有力競爭者之一。

AR市場遭遇瓶頸期

    AR行業(yè)與VR不同，AR產(chǎn)業(yè)鏈上游還未攻破核心零部件和技術(shù)的瓶頸期。微顯示方面因為AR需要與現(xiàn)實環(huán)境的高互動性，所以需要高亮度的微顯示功能產(chǎn)品，目前全球產(chǎn)品端中Micro LED為最佳解決方案，但是Micro LED還處于技術(shù)攻克階段，無論是襯底、外延材料還是單片、集成驅(qū)動都還未有成熟的解決方案。主芯片方面目前市場主流使用高通驍龍8系列芯片，并沒有針對于AR技術(shù)設(shè)計的主芯片。

    下游產(chǎn)業(yè)也并不成熟，產(chǎn)品缺乏核心定位，產(chǎn)品策略也因為C端銷量的不達(dá)預(yù)期逐漸走向B端。大部分廠商紛紛調(diào)轉(zhuǎn)方向至產(chǎn)品應(yīng)用市場。雖然目前AR行業(yè)處于瓶頸期，但是蘋果，F(xiàn)acebook等科技巨頭依舊認(rèn)為其是未來的重點方向。蘋果自2006年起申請數(shù)百項AR相關(guān)產(chǎn)品專利并陸續(xù)收購十幾家AR相關(guān)科技企業(yè)。Facebook于2017年宣布AR眼鏡計劃，并正在研究AR眼鏡配套腕帶等相關(guān)產(chǎn)品。

    VR/AR行業(yè)的發(fā)展前景

    隨著5G技術(shù)的突破，與VR/AR產(chǎn)業(yè)相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施逐漸完善，“硬件＋軟件＋內(nèi)容＋應(yīng)用”系統(tǒng)越發(fā)成熟同時也大量拉動了出貨量。受疫情影響，2021年產(chǎn)業(yè)鏈上游各個環(huán)節(jié)的缺貨現(xiàn)象仍然存在。根據(jù)IDC數(shù)據(jù)顯示，F(xiàn)acebook等主要公司面臨的全球性半導(dǎo)體短缺現(xiàn)象預(yù)計將影響未來2-3個季度的硬件出貨程度。

    根據(jù)以上因素，海通證券預(yù)測2021年全年VR頭顯出貨量將突破1000萬大關(guān)，2021-2023年出貨量復(fù)合增長率達(dá)40%、VR市場規(guī)模復(fù)合增長率達(dá)31%，AR眼鏡出貨量復(fù)合增長率將達(dá)52%，AR市場規(guī)模復(fù)合增長率達(dá)39%。VR/AR市場整體規(guī)模2021-2023年市場復(fù)合增長率將達(dá)32%。VR行業(yè)奇點將至，AR行業(yè)靜待爆發(fā)。

但要實現(xiàn)VR/AR沉浸式體驗，仍有以下痛點亟待解決：

    VR/AR設(shè)備的視覺舒適度是長久以來的痛點，電子和光學(xué)元件的升級有望進一步提升；

    除了視覺提升外，需要增加觸覺或腦機接口；

    進一步輕量無線簡便化，包括無線傳輸擺脫鏈接束縛、更加輕便提升佩戴體驗；

    內(nèi)容端生態(tài)仍需不斷豐富。

    公司梳理

    01歌爾股份（002241）

    高端VR新品推出加速行業(yè)增長率

    歌爾股份起家于聲學(xué)，不斷向多方面拓展業(yè)務(wù)，目前主打聲光電精密零組件以及精密結(jié)構(gòu)件、智能整機、高端設(shè)備的研發(fā)、制造和銷售，是全球布局的科技創(chuàng)新企業(yè)。2016年公司營收達(dá)200億元，3年復(fù)合增速達(dá)到26%，同年歌爾股份進入VR/AR領(lǐng)域。公司主要生產(chǎn)VR/AR可穿戴設(shè)備，其中包括VR/AR頭顯設(shè)備，VR手套，游戲手柄以及4K360°影像設(shè)備等，同時在精密零組件等垂直設(shè)備中歌爾股份供應(yīng)相關(guān)產(chǎn)品包括VR光學(xué)器件及模組，AR光學(xué)器件等。2020年公司擬配套募集資金10億元投入年產(chǎn)350萬套VR/AR設(shè)備項目以及年產(chǎn)預(yù)計500萬片精密光學(xué)鏡片及模組設(shè)備。

    02京東方A（000725）

    布局VR/AR領(lǐng)域MicroOLED和FastLCD

    京東方成立于1993年，目前已經(jīng)成為全球半導(dǎo)體顯示龍頭企業(yè)。公司在智能手機液晶顯示屏，筆記本顯示屏，平板電腦顯示屏，電視顯示屏，顯示器顯示屏等五大應(yīng)用領(lǐng)域銷量均位列全球第一。

    2020年，公司集團確立了物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新企業(yè)戰(zhàn)略目標(biāo)，建立以半導(dǎo)體顯示事業(yè)為核心，Mini LED、傳感器及解決方案、智慧系統(tǒng)創(chuàng)新、智慧醫(yī)工事業(yè)融合發(fā)展的“1+4+N”航母事業(yè)群。

    公司VR/AR系列產(chǎn)品主打MicroOLED顯示模組和FastLCD模組，具有公司一貫的高分辨率，高刷新率，快速響應(yīng)等特點。其中MicroOLED顯示模組已建成主動式OLED微型顯示器生產(chǎn)線公司，2019年擬增資24億用于建設(shè)12寸硅基OLED項目，預(yù)計年產(chǎn)量可達(dá)523萬片。FasltLCD屏幕已在華為，小米，愛奇藝等公司中得到普遍應(yīng)用。

    03舜宇光學(xué)科技（2382.HK）

    投資＋自研AR光導(dǎo)波技術(shù)

    舜宇光學(xué)成立于1984年，是全球領(lǐng)先的綜合光學(xué)零件以及產(chǎn)品制造商。公司主營業(yè)務(wù)包括光學(xué)零件/光學(xué)鏡頭、光學(xué)模組和光學(xué)儀器三大板塊。終端應(yīng)用領(lǐng)域覆蓋手機，數(shù)碼相機，車載成像及傳感系統(tǒng)，安防監(jiān)控系統(tǒng)以及最新開展的VR/AR業(yè)務(wù)。

    VR/AR領(lǐng)域公司重點布局于光學(xué)元件產(chǎn)品包括VR/AR光學(xué)器件，VR/AR光學(xué)傳感器，VR/AR系統(tǒng)模組。其中VR端公司生產(chǎn)的菲涅爾透鏡相比于傳統(tǒng)透鏡有更輕更薄的便利優(yōu)勢，更貼近終端產(chǎn)品所需的小型輕薄需求。AR方面公司投資光波導(dǎo)模組廠商鯤游光電、靈犀微光。并且公司在2020年完成AR衍射光波導(dǎo)單色波導(dǎo)片的研發(fā)，值得關(guān)注。

    04韋爾股份（603501）

    LCOS芯片核心供應(yīng)商

    韋爾股份，中國芯片設(shè)計的龍頭公司之一，擁有豪威科技、韋爾半導(dǎo)體、思比科三大品牌，提供圖像傳感解決方案，觸摸顯示解決方案，電源及接口管理解決方案等，產(chǎn)品主要應(yīng)用于消費電子、汽車電子、安防和醫(yī)療等領(lǐng)域。

    公司在2017年成功建立全球第一條12英寸硅基投影顯示芯片（LCOS）封測生產(chǎn)線并投入量產(chǎn)，同時可實現(xiàn)60萬顆的LCOS芯片年產(chǎn)量。2018年公司成功推出行業(yè)內(nèi)首款1080PLCOS微顯示器，為頭戴式顯示MR/AR應(yīng)用設(shè)計，該微顯示器具有緊湊設(shè)計和低功耗等特點，成功提升產(chǎn)品性價比。公司旗下的豪威科技已經(jīng)可以為相關(guān)產(chǎn)業(yè)提供成熟的設(shè)計，制作及測試技術(shù)，并具有良品率高，成本低等特點。