虚拟显示产业分析报告( 72 页)

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目录

1. 虚拟显示产业风起云涌，多家巨头将发布新产品，苹果MR 预计2022 年下半年入场 5

1.1. 苹果长期收购虚拟显示相关一级项目以及大量研发相关专利 ............ 7

1.2. 苹果MR 设备供应链拆解及硬件预测 ........... 21

1.3. 增强现实AR：Magic Leap 预计2021 下半年发布二代产品 ............. 22

1.3.1. Magic Leap 虚拟显示相关专利产出速度不断增长 ............ 24

1.4. 增强现实AR: Nreal 太若科技将发售一体机 ........ 25

1.4.1. Nreal 布局成像装置相关专利，提高图像对比度 ...... 26

1.5. 虚拟现实VR：SONY 预计2022 年发布PSVR2 ........... 27

1.5.1. SONY 积极布局全身动捕、控制器、自动驾驶等多个虚拟显示专利 ............. 27

1.6. 虚拟显示市场主要玩家：脸书全球占比过半，我国Pico、大朋位列全球前五 .... 29

2. 虚拟显示产业链终端器件占比四成，助力产业技术快速革新 ....... 29

2.1. 核心器件为摄像头、光学器件、微投影器件、传感器、触觉设备、AI 芯片等.... 30

3. 虚拟显示技术日渐成熟，痛点逐个击破，用户体验升级 ...... 34

3.1. 虚拟显示核心技术持续攻坚, 有望取得重大突破 ....... 34

3.2. 近眼显示技术价值量可观：微显示+光学占VR 价值量50%，AR 70% ............. 35

3.3. 近眼显示技术-微显示：轻薄短小的Micro-OLED 成为终端的主流技术选择 ...... 36

3.3.1. Micro-OLED 以单晶硅芯片为基底，增加可靠性，实现轻量化 ............. 36

3.3.2. Micro-OLED 工艺制程：CMOS 技术与OLED 技术的紧密结合 ..... 38

3.3.3. Micro-OLED 器件结构：驱动背板+OLED 显示前端组成 ........ 40

3.3.4. Micro-OLED 公司：我国视涯科技、京东方、梦显电子从事研发和中试 .... 41

3.4. 近眼显示技术-光学：衍射光波导实现二维扩瞳，提高可视角度，实现轻量化 .. 42

3.4.1. 衍射光波导分类1：表面浮雕光栅量产达到较好均一性能，但成本较高... 45

3.4.2. 衍射光波导分类2：体全息光栅具有更好的成像效果，未来前景可期 ....... 47

    3.4.2.1. 体全息光栅在满足布拉格条件下，衍射效率可以达到100% ...... 47

    3.4.2.2. 体全息光栅的制造，SONY、Dilgilens 开发激光干涉曝光工艺 .......... 48

    3.4.2.3. DigiLens 开发了新体全息光栅波导印刷工艺进一步提高生产效率 ............. 50

3.5. 近眼现实技术-可变焦显示为解决辐辏调节冲突的关键 ............ 50

3.6. 渲染计算技术：云渲染、人工智能与注视点技术显著提升用户沉浸度 ......... 50

3.7. 感知交互技术：眼动手势追踪、沉浸声场、环境理解等进一步提升沉浸感 ......... 53

3.7.1. 眼动追踪技术成为虚拟显示终端的新标配 ........ 53

4. 市场步入高速增长期，政策频吹春风、应用百花齐放、5G+云VR 提供发展保障 ...... 55

4.1. 全球终端出货量与市场规模步入高速发展期，AR 与一体式成为首要增长点 ....... 55

4.2. 中国有望成为市场主宰，在AR 市场优势显著 ............ 55

4.3. 政策频吹春风，国家部委及地方政府积极推动产业发展 .......... 57

4.4. 创新应用百花齐放，开启互动视频、无界办公、智慧教育、沉浸会展等场景 .... 58

4.4.1. 虚拟显示+文娱休闲：游戏的市场占有率将持续领跑 ............. 59

4.4.2. 虚拟显示赋能工业价值链：智能化升级需求高涨，AR 占比更高 ......... 61

4.4.3. 虚拟显示赋能智慧出行：汽车抬头AR 导航开启未来驾驶新模式 ........ 62

4.4.4. 虚拟显示+教育培训：教学模式由被动接受向自主，课堂体验升级 ............ 63

4.4.5. 虚拟显示助力商贸会展、医疗健康、地产营销行业智慧化发展 ........... 64

4.4.6. 虚拟显示+元宇宙：创造独立于现实世界的虚拟数字第二世界............. 65

4.5. 云VR+5G 提供发展保障：云VR 降低性能要求、5G 高带宽低时延提升体验 ..... 66

4.5.1. 云VR 有望降低终端成本、助力头显轻量、无线化 ......... 67

4.5.2. 相较于本地VR，云VR 成本低、轻量化，但体验指标受到更高的挑战...... 67

4.5.3. 大带宽、高可靠及低时延的5G 网络是云VR 良好体验的保障, 加速产业普及 ......... 68

5. 投资建议： ..... 70

图表目录

图1：虚拟现实VR、增强现实AR 定义及区别 ............ 6

图2：混合现实位于虚拟现实与增强现实之间 ............. 6

图3：虚拟显示发展部分里程碑事件 ..... 7

图4：苹果收购全息光波导元件研发公司Akonia ..... 21

图5：苹果MR 设备预测 ........ 21

图6：苹果供应链可能性推测 ....... 22

图7：Magic Leap One 外观结构及显示器专利......... 22

图8：Magic Leap1 拆解 ........ 23

图9：Magic Leap2 预测 ......... 23

图10：Magic Leap 专利中的高分辨率光纤显示器 ............ 24

图11： Magic Leap 专利中的光纤投影方式 ...... 24

图12：Nreal Light 产品图 ..... 25

图13： Nreal Light 一体机 ............ 25

图14：Nreal Light 专利 .......... 26

图15：Nreal Light 专利 .......... 26

图16：索尼PSVR1 .......... 27

图17：索尼PSVR1 芯片 ......... 27

图18：Nreal Light 专利 .......... 27

图19：Nreal Light 专利 .......... 27

图20：索尼申请Valve Index 控制器风格的PSVR 控制器专利 ....... 28

图21：索尼申请自动驾驶AR/VR 专利，提供沉浸式驾乘娱乐体验 ...... 28

图22： 索尼申请自动驾驶AR/VR 专利，提供沉浸式驾乘娱乐体验 ............. 28

图23：全球虚拟显示2020 年终端公司情况 ...... 29

图24：我国虚拟显示2019-2020 年终端公司情况 ............ 29

图25：虚拟显示产业链 .......... 30

图26：虚拟显示终端器件情况 ..... 31

图27：核心器件部分主要公司 ..... 32

图28：XR 相关芯片 ........ 33

图29：3 种主流3D Sensing 方案对比 ......... 33

图30：虚拟显示技术成熟度曲线 ......... 34

图31：2022 年虚拟显示创新应用占比 ....... 34

图32：近眼显示、网络传输、渲染处理、感知交互技术协同发展帮助用户获得最佳体验............. 34

图33：近眼显示技术相关公司产品汇总 ............. 35

图34：微显示技术汇总 .......... 36

图35：微显示技术对比 .......... 37

图36：Micro OLED 与OLED 制程差异 ........ 38

图37：2021-2027 全球Micro OLED 出货预测 .......... 38

图38：Micro OLED 器件制造路线图 ............ 38

图39：Micro OLED 显示器制程 ............ 39

图40：Micro OLED 制造流程与设备示意图 ....... 39

图41：MicroOLED 器件实现路线图 ............. 40

图42：MicroOLED 器件实现路线图 ............. 40

图43：Micro OLED 生产商 ............ 41

图44：光学领域技术1 ........... 42

图45：光学领域技术1 ........... 42

图46：光波导分类及比较 ..... 43

图47：光波导的基本原理 ..... 44

图48：衍射光波导分类 .......... 45

图49：不同头显视场角FOV ......... 45

图50：Hololens1 光波导方案 ....... 45

图51：Hololens2 光波导方案 ....... 45

图52：Magic Leap 波导显示方案 ........ 46

图53：Magic Leap 波导显示方案 ........ 46

图54：Cameron 团队的头盔显示波导方案 ........ 47

图55：SONY SED-100A ......... 47

图56：Digilens 使用全息型聚合物分离液晶使用全息型聚合物分离液晶提高了视场角.... 48

图57：体全息光学设计单元 .......... 49

图58：体全息光栅波导卷对卷工艺流程 ............. 49

图59：卷对卷单元曝光过程 .......... 50

图60：虚拟现实沉浸度体验 .......... 51

图61：虚拟显示渲染技术汇总 ..... 52

图62：注视点技术 .......... 52

图63：眼动追踪瞳孔——角膜反射法原理图 ............. 53

图64：感知交互技术汇总 ..... 54

图65：全球虚拟显示终端出货量(万台） ............ 55

图66：2022、2024 一体式、非一体式出货情况 ...... 55

图67：虚拟显示国家增长情况2017-2022 ......... 56

图68： 2017-2022 国家 AR 相关收入 ....... 56

图69： 2017-2022 国家 VR 相关收入 ....... 57

图70：虚拟显示相关国家政策 ..... 57

图71：2 虚拟显示创新应用 ........... 58

图72：2022 年虚拟显示创新应用占比 ....... 59

图73：文娱休闲相关应用领域及企业 ......... 60

图74：BEAT SABER 游戏销量超400 万套 ........... 61

图75：华为河图（AR 地图）一夜走红 ....... 61

图76：虚拟显示+工业市场规模 ........... 61

图77：虚拟显示+工业细分领域 ........... 61

图78：虚拟显示+工业应用案例 ........... 62

图79：虚拟显示+工业相关企业 ........... 62

图80：传统HUD 与AR -HUD 优缺点对比 ........ 62

图81：2022 年虚拟显示创新应用占比 ....... 63

图82：典型的VR 教育案例 .......... 63

图83：学习金字塔理论 .......... 63

图84：虚拟显示+商贸会展应用 ........... 64

图85：虚拟显示+商贸会展相关企业 ........... 64

图86：虚拟显示+医疗应用 ........... 64

图87：虚拟显示+医疗相关企业+实体应用 ....... 64

图88：虚拟显示+地产营销应用 ........... 65

图89：虚拟显示+地产营销相关企业 ........... 65

图90：Metaverse 概念影视作品-头号玩家-元宇宙Oasis ....... 65

图91：伯克利大学于Minecraft 中举行毕业典礼 ...... 65

图92：虚拟显示是元宇宙的技术基础 ......... 66

图93：5G+云VR 解决用户痛点 ........... 66

图94：运营商云VR 项目 ....... 67

图95：本地VR 与云VR 对比 ........ 68

图96：网络指标与云VR 体验指标之间的关系 .......... 68

图97：中国5G 网络建设速度 ...... 69

图98：5G 云VR 终端节约的成本规模 ........ 69

表1 苹果虚拟显示近眼显示技术相关专利汇总 ............ 8

表2 苹果虚拟显示传感器相关专利汇总 ...... 10

表3 苹果虚拟显示感知交互技术相关专利汇总 .......... 14

表4 苹果虚拟显示抬头显示导航（HUD）及其他导航相关专利汇总 ............. 17

表5 苹果虚拟显示头显结构相关专利汇总 .......... 18

表6 苹果虚拟显示头显结构相关专利汇总 .......... 18

表7 苹果虚拟显示其他专利汇总 ........... 19

表8 苹果虚拟显示相关一级项目汇总 .......... 20

表9：Micro OLED 终端........... 41