（報告出品方/作者：光大證券，付天姿、王贇、趙越）

1、 縱觀 VR/AR 前景：VR 性能迭代放量加 速，AR 蘊藏潛力蓄勢待發

VR/AR 行業 2021 年以來重回風口，我們從 VR/AR 作為元宇宙入口領銜發力及 VR/AR 各有發展機會兩方面，認為當前時間節點關注 VR/AR 具備重大意義：巨頭持續加碼元宇宙，VR/AR 作為元宇宙第一流量入口，潛力值得關注。2021 年成“元宇宙元年”，大事件頻出，市場關注度大幅提升。海外，“Facebook 更名為 Meta”、“微軟收購暴雪”體現巨頭深耕元宇宙硬件及內容的決心；國 內，“字節跳動收購 Pico”有望開啟國產 VR 一體機終端大規模推廣的序幕。VR/AR 作為元宇宙時代信息的入口和載體，有機會成為下一代互聯網的智能終 端，搶先布局硬件具備戰略意義。硬件突破驅動應用需求產生，VR/AR 硬件將是元宇宙率先起勢的領域。復盤智 能手機的發展歷程，其前期主要由硬件技術進步推動，設備性能提升和功能增 加，才能給內容和應用的創新帶來更多可能。2007 年 iPhone 1 多點觸控屏幕 幫助擺脫物理鍵限制，重新定義智能手機，移動游戲、視頻等新興應用開始逐 步盛行。我們認為，只有 VR/AR 硬件出現并成熟，實現二維屏幕到三維空間的 躍進，才能在此基礎上開發游戲、社交、辦公等多元應用和生態，開啟元宇宙 序幕。

虛擬現實（Virtual Reality，VR）與增強現實（Augmented Reality，AR）均 有望成為元宇宙入口，但存在諸多差異。1） 應用：VR 強調虛擬沉浸，與現實世界隔絕，適用于大段休閑時間的泛娛樂 和泛社交場景，如游戲、視頻、直播、展覽、教育培訓等；AR 強調虛實融 合和可移動性，可幫助解放雙手，用于與現實相關的大多數場景，如工業 生產、醫療、信息提示等；2） 市場潛力：VR 因沉浸、交互特性定位為媒介載體，有望對游戲機、投影儀、 電視等娛樂電子設備進行取代，進而滲透至健身、醫療、教育等場景進行 輔助，我們預期長期出貨量有望達 4000 萬臺到數億臺；AR 因連接現實應 用更廣泛，最終一體機形式有望取代手機成為新一代生產力工具，因此更 具市場發展潛力；3） 硬件：兩者諸多技術互通，但 AR 光學系統更復雜，且輕量化要求與性能矛 盾更大，尚待零部件迭代，目前蘋果、Meta 等海外巨頭皆尚未完成產品定 義，仍處于硬件發展早期階段；VR 發展基本成熟，目前聚焦硬件性能升級 和軟件生態建立。

我們認為，VR 和 AR 在當下各具發展機遇：VR 進入硬件性能爬升階段；更具 潛力的 AR 有望 2025 年完成 C 端的產品定義，開啟 C 端滲透序幕。1） VR：中短期（2022-2025 年）為 VR 硬件性能爬升期，VR 頭顯將增加多樣 化功能并增強性能以提升用戶體驗，2025 年有望達到硬件成熟期。2020 年，Meta Quest 2 完成產品定義和 C 端滲透。此后，VR 硬件聚焦功 能增多和性能升級，驅動上游零部件和技術模塊迭代、采用新技術路徑；2022 年，受新品推遲發布和 Meta 上調價格等短期因素影響，出貨增長暫 緩；我們預計，2023 年，隨著 Meta、蘋果、索尼等眾多重磅 VR 頭顯的發布， 市場有望再次活躍，推動全行業技術升級和出貨量持續提升；2025 年，隨著 Micro LED 顯示技術、更高性能 XR 芯片和重要感知交互功 能等的成熟，VR 設備走向成熟，硬件性能迭代基本完成；2025 年后，VR 發展重心轉移至內容端，進入應用生態發展期，更多內容 和場景的出現提升市場需求，出現下一增長拐點。

根據上述各年的 VR 驅動因素，預測 VR 在中短期 3-4 年的出貨量數據。VR 出貨量整體增長趨勢受硬件性能迭代、內容生態改善等因素推動，各年出 貨預測則參考待出新品數量、新品突破水平以及具體發售時間等因素。一 方面預測增長率，參考 2020 年 Meta Quest 2 頭顯帶動 VR 行業，給予多 產品待出的 2023 年和 2025 年較高增速；另一方面統計各 VR 頭顯品牌當 前銷量和布局，分別預測各品牌未來出貨水平。兩個維度進行交叉驗證和 數據調整，得到 2022 年-2026 年中短期階段相對合理的 VR 出貨量預測。VR：長期（2026 年后）有望對游戲機、電視機等當下的電子設備形成替代 效應，出貨量潛力空間或在上億級。現階段 VR 應用場景主要集中于游戲， 也出現少量視頻、直播應用。未來，VR 應用有望向社交、辦公等領域拓展 滲透，并為教育、醫療、工業設計等提供輔助支持。應用場景拓展驅動長 期 VR 出貨量進一步增長。我們認為，未來 VR 頭顯將對游戲機、電視機等當前硬件設備進行替代，同 時對相應的應用場景進行滲透。因此，針對各應用場景，我們參考游戲機、電視機當前出貨量，以及社交、健身、設計等應用的覆蓋用戶數量，結合 設備使用年限（即換機頻率），測算 VR 硬件的需求上限；參考 VR 頭顯當 前滲透率和傳統硬件設備滲透率水平，分別假設遠期 VR 硬件對各行業應用 的滲透率。通過詳細測算，VR 出貨量有潛力從 4-5 千萬增長至上億級。

2） 高移動性、解放雙手，AR 具備相比 VR 更大的市場潛力。AR 具備虛實融合、 賦能現實的特性，使其定位為未來的生產力工具和計算平臺，可適用于大 多數 B 端和 C 端場景；同時 AR 眼鏡作為輕量化穿戴設備，具備移動性和 解放雙手作用。硬件發展初期預計將以手機配件形式發行，可類比 TWS 耳 機和智能手表等可穿戴設備；未來一體機成熟后，將取代手機，擁有十億 級出貨量的廣闊市場空間。AR 短期受限于零部件不成熟，2025 年后有望完成 C 端產品定義、向 C 端 滲透。AR 硬件因光波導等零部件技術和輕量化要求掣肘，尚未推出相對成 熟能大規模放量的 C 端產品。我們認為，2022-2025 年為 AR 零部件加速 研發、技術積累階段，光波導、顯示、交互等眾多技術模塊有望取得突破 實現量產。2025 年前后，蘋果和 Meta 預計將推出 AR 眼鏡，兩者市場地 位和技術積累強，有望完成 AR 眼鏡的產品定義，開啟 C 端滲透序幕，AR 進入硬件成長期。VR/AR 行業長期戰略意義突出，行業增速相對明確，我們下文分別分析 VR/AR 行業的發展現狀，詳細拆分產業鏈核心零部件，并從技術性能和量產制造兩個 角度比較各種技術方案，預判短期、中期和長期各零部件的技術路徑選擇。梳 理 VR/AR 行業上下游產業鏈，對比各廠商技術水平和產線布局，挖掘可能搶占 行業發展紅利的重點關注公司。

2、 VR：硬件基本成熟，零部件技術方案迭 代加快頭顯放量

2020 年 Meta Quest 2 發布后，因高性價比和良好均衡性能，VR 頭顯在 C 端 開始加速滲透，2021 年出貨量超千萬臺，產業鏈各零部件方案選擇趨于統一， VR 完成產品定義、基本成熟。VR 市場的升溫引來更多上游零部件廠商和下游 內容生產者的加入，一方面在硬件端實現性能躍升，搭載功能增多和零部件技 術升級；另一方面在內容端實現應用場景拓展、內容豐富度提升，軟硬協同發 展走向良性生態循環。因此，未來 VR 頭顯有望快速放量。

2.1、 產業鏈與相關公司梳理

VR 芯片成本占比近半，光學和顯示承擔圖像呈現功能。以 Pico neo 3 VR 一體 機為例，芯片獨立計算和存儲，算力和編解碼要求高，占總成本的 45%。顯示 屏發出圖像光線，由光學模組放大后耦入人眼，兩者分別占總成本的 3%和 18%。目前光學使用菲涅爾透鏡（成本 5 美元），若切換至超短焦（成本約 30-40 美元）有望將光學占比提升至 10%以上。感知交互成本主要來自于攝像 頭，與光學產業鏈有部分重疊。除零部件性能迭代外，VR 需兼顧沉浸感、交互 性、舒適性和經濟性，工程化設計實現全局最優。

2.2、 VR 現狀：硬件、應用和資本共同發力，看好 VR 行業維持較快發展

2020-2021 年 VR 高速放量，2022 年出貨量因產品周期、宏觀經濟影響，增速 放緩。根據 IDC 數據，2021 年全球 VR 出貨量達 1095 萬臺，同比增速 63%， 年出貨量首次突破千萬，迎來行業進入復蘇階段的拐點。其中，Oculus Quest 2 出貨量為 880 萬臺，占比 79%。然而，市場對 2022 年 VR 出貨量相對悲觀， 預計其可能難以保持高增速，據 36 氪 22M6 披露，Meta 對原有出貨量預期調 低 10%-20%。主要原因包括全球宏觀經濟恢復不及預期，以及 Meta 因核心廣告業務衰退打算削減成本從而影響對 VR 的補貼、硬件投入和研發項目，以及 多款備受矚目產品發布時間推遲至 2023 年及以后。VR 產業并不會“曇花一現”，我們仍對 VR 中長期發展保持樂觀。考慮到：1） 硬件：性能提升帶來更佳體驗，產業鏈成熟實現更多供應；2）內容：豐富度 和應用場景拓展帶來更強需求 ；3）巨頭布局進行產業鏈延伸，生態體系逐步 完善，隨著軟硬件螺旋上升相互推動，VR 產業將持續穩健發展至成熟階段。

2.2.1、硬件：形態和技術路徑統一，尚存優化空間激發市場潛力

制造：功能和技術路徑趨于統一，供應鏈成熟助力成本下降。1） 產品形態：除智能終端廠商如索尼和華為仍對原有分體式 VR 產品系列迭代， 具備獨立算力、顯示和交互的一體式 VR 頭顯成為 VR 主流形態；2） 產品功能：當前產品交互功能趨同，普遍搭載 4 個攝像頭、采用 insideout 空間定位技術以及頭部和雙手 6DoF 追蹤位移；支持瞳距和屈光度調節， 適配不同臉型和近視人士；同時，一體化頭顯采用 Wi-Fi 6 連接技術，實現 無線串流功能；3） 技術方案：處理器、光學透鏡、顯示屏等核心元器件方案基本統一。高通 驍龍 XR2 成為主力芯片；菲涅爾透鏡光學+Fast LCD 顯示方案成熟支持大 規模量產，超短焦光學+Micro-OLED/LED 顯示的技術迭代方向清晰。Oculus Quest 2 的暢銷使其他廠商效仿采用其零部件，推動供應鏈完善。我們認為，以上趨同趨勢，在供應端，有助于上游核心零部件規格統一，促進 產業鏈逐步成熟，有利于降低零部件及整機成本的生產成本；在需求端，成本 降低助力新頭顯價格持續下降，有望進一步提升消費級市場滲透率。

技術：VR 頭顯性能仍有優化空間，體驗升級有望加速出貨，市場潛力可觀。VR 頭顯的沉浸感、交互性和舒適性仍待提升，眩暈和疲勞問題突出。VR 輸入 輸出系統模擬真實五感認知，促使人在虛擬世界產生身臨其境感。一方面，分 辨率、視場角等視覺感受應趨向人眼級別；另一方面，刷新率和網絡時延盡可 能小，保證交互實時精確，實現視覺和用戶的行動、操作的匹配。設備笨重、 低真實度、流暢度差以及動作和視覺的割裂均導致眩暈癥和視覺疲勞。為提升用戶體驗和解決尚存問題，各技術仍在積極研發和迭代：1） 核心零部件迭代現有性能參數。當前，已量產 VR 頭顯達到“部分沉浸”要 求，仍有較大提升空間。芯片提升幫助加快計算速度、降低響應時間，光 學和顯示零部件綜合視覺效果和輕薄外形持續改進，5G 通信網絡和電池續 航等外部技術的升級也對 VR 頭顯舒適性的提升至關重要；2） 聽覺、嗅覺、觸覺等五感交互技術的需求，從另一個方向驅動零部件數量 增加和性能增強。現有 VR 頭顯更關注視覺，若想實現顛覆性的 3D 傳播， 需實現全感 VR，增加空間追蹤定位、眼動追蹤、手勢識別、面部識別、語 音輸入和沉浸聲場等交互功能。軟件方面，蘋果、Meta 等巨頭積極研發相 關算法；硬件方面，更豐富的感知交互功能要求更多傳感器和更強算力芯 片的參與，目前芯片可搭載 7 顆攝像頭，蘋果在研 MR 硬件或將采用自研 芯片，支持更多攝像頭數量。

多款重磅 VR 產品待出，期待 2023 年后出貨量快速增長。2023 年左右，多款 VR 頭顯待出，產品性能躍升。光學和顯示方面，技術方案由菲涅爾透鏡+Fast LCD 向超短焦+Mini LED/Micro OLED 演進；交互方面，手勢追蹤、眼動追蹤 和面部追蹤等功能成為標配，并探索觸覺反饋。重點關注 Meta Quest Pro 和 Apple MR 這兩款高端頭顯，有望帶動全行業技術升級，更優性能助力出貨量 可持續增長。同時，Meta Quest 3 和 Pico 4 作為爆款續作也可能拉高出貨量。VR 頭顯國產化趨勢顯現，Pico 等國產 VR 品牌崛起帶動國產產業鏈。Pico 已 成為自 Meta Quest 后的第二大 VR 整機廠商，2021 年出貨量超 50 萬臺，據 AR 圈 22M5 披露，2022 年目標出貨 180 萬臺。國產 VR 廠商也在積極布局出 海。根據 Counterpoint 數據，大朋 VR 20Q4 在新加坡、馬來西亞、日本的業 務占比超 30%，同時 Pico 已進軍歐洲消費市場，開始向英國、德國、法國等 市場銷售。國內消費電子廠商也向 VR 領域延伸布局，如創維數字于 22 年 7 月 25 日發布采用超短焦光學的 PANCAKEXR VR 一體機。國產 VR 品 牌的崛起利好國內產業鏈的建立，惠及零部件等上游廠商。

2.2.2、應用：VR 游戲已進入良性循環，積極激發新媒體需求

當前 VR 頭顯出貨量受內容短板的掣肘，應用軟件的豐富度提升和 VR 應用場景 的拓展能為 VR 硬件創造更多需求；另一方面，硬件性能提升利好應用形式和 范圍的拓展。硬件和軟件協同發展，雙螺旋推動。VR 虛擬視覺、高沉浸和強交互的特性使其適配游戲、流媒體、社交、辦公等 C 端文娛場景和工業設計等少數 B 端應用，定位下一代媒介形式與流量入口。游戲內容生產進入良性循環，優質 VR 游戲拉動效果明顯。標桿性游戲《半衰 期:愛莉克斯》帶動硬件出貨量，該游戲上線后 Steam 平臺 VR 接入數量一個月 內新增 95 萬，增至 270 萬臺。VR 頭顯用戶保有量提升，游戲開發者開始盈利， 截至 22 年 2 月，Oculus Quest 營收超 10 億美元，其中 8 款游戲銷售額超2000 萬美元。目前 VR 游戲頭部效應突出，短期優質內容主要來源知名 IP 的 VR 化續作，隨著硬件-內容良性循環的建立，看好未來游戲豐富度進一步提升。

VR 應用場景拓展至社交、辦公等，逐步激發新需求。因變現能力強和沉浸交互 特性適配，VR 應用短期內多集中在游戲、影視、直播等文娛領域。Meta 因自 身社交產品積累，積極拓展社交和辦公領域應用，建立 Horizon 虛擬平臺，虛 擬形象有望幫助 VR 向演唱會、觀影、辦公、購物等諸多日常場景延伸。B 端 需求散點化，但 VR 能夠幫助教育和商業展示等場景降本增效，需求明確。我 們認為，隨著硬件性能提升，VR 將解鎖創新性玩法，在更多應用場景中創造出 新需求，如表情重塑和手勢識別讓虛擬會議更貼近真實會議場景，相對傳統二 維會議存在效益提升。

2.2.3、巨頭布局進行產業鏈延伸，軟硬件協同發展打造良性生態

復盤蘋果在智能手機時代占據主導地位的原因：1） 以科技創新為導向引領市場風向：蘋果 2007 年突破電容觸屏和多點觸控技 術，確立觸摸屏標準，重新定義了智能手機。之后，蘋果通過自研和收購技術，堅持每年迭代出新，將前置攝像頭、屏幕指紋解鎖、語音助力、 NFC 手機支付、面部解鎖、全面屏等發揚光大，引領技術發展；2） 軟硬件適配實現最優性能：2010 年，iPhone 4 首次搭載自研 A4 處理器， 并每年對制造工藝和性能進行升級。針對軟件和系統打造適配芯片，節省 成本，提高性能，GeekBench 跑分測試中，A 芯片位居第一；3） iOS+AppStore 構建軟件生態護城河：建立封閉 iOS 操作系統，整合硬件 提升運行流暢度；嚴格審核管理，相比開源安卓平臺應用質量和安全性更 高，并將開發者鎖定在 iOS 生態系統中，成長為世界最大的軟件銷售渠道 之一，2021 年 AppStore 開發者分紅超 600 億美元，以 App Store 抽成為 主的服務收入成為目前蘋果收入和毛利率的重要拉動力。

效仿蘋果成功經驗，諸多 VR 廠商注重軟件和硬件協同布局。各廠商憑借自身 基因，VR 布局由原有優勢領域開始進行產業鏈上下游延伸：1） 蘋果（AAPL.O）、華為憑硬件基因，注重硬件底層零部件和技術模塊的積 累和整合，開展軟硬適配，發展操作系統、內容生產工具等軟件底層技術；2） 軟件服務起家的巨頭中，國外廠商微軟（MSFT.O）和谷歌（GOOG.O）對 硬件有所涉足但目前較為局限，更多圍繞原有業務開展 VR 化嘗試；騰訊 （0700.HK）憑借社交和游戲生態、百度集團（9888.HK）憑借智能云 AI 技術，提供 VR 內容應用和解決方案。各公司均積極布局云計算、大數據、 人工智能等新型基礎設施，未來將有助于 VR 業務的開展；3） Meta（META.O）和字節跳動通過收購搶占硬件入口，分別擁有全球和中 國最大頭顯廠商 Oculus 和 Pico。其中，Meta 針對硬件和軟件全產業鏈布 局，圍繞硬件逐步建立軟件生態。字節跳動或跟隨 Meta 路線開展布局；

2.3、 光學：超短焦基本成熟，廠商布局加速量產制造

光學模組實現近距離成像，是 VR 與手機等 2D 屏幕的主要區別。以下性能指標 被光學模組決定，影響沉浸感和舒適性，成為選擇光學方案的關鍵考量：1） 視場角 FOV，即視野范圍。視場角是最為關鍵的 VR 參數之一，人類雙眼 視場角最大可達 200°，為實現完全沉浸 VR 頭顯的視場角應接近人眼；2） 光學效率。光線穿過透鏡、反射、折射直至入眼的過程，未被損耗的比例；3） 透鏡厚度。舒適性需求要求頭顯輕薄化，對透鏡的厚度和重量帶來要求；4） 成像質量。出現圖像畸變（變形，與實物不符導致失真感）和雜光現象 （除成像光線，其他非成像光線在光學系統上面擴散，導致光斑）等問題。

2.3.1、超短焦方案性能優越，量產制造暫存掣肘

超短焦方案技術領先，相比菲涅爾透鏡幫助性能提升，具體表現在 1）更加輕 薄，增強舒適性；2）拉高 FOV、分辨率上限；3）改善成像質量。傳統透鏡-菲涅爾透鏡-超短焦的技術路徑，VR 輕薄化趨勢明顯。現階段 VR 頭 顯多采用菲涅爾透鏡和短焦兩種方案，傳統透鏡已被淘汰。菲涅爾透鏡減去傳 統透鏡除邊緣齒紋以外的冗余光學元件，實現減重和體積縮小。超短焦方案使光線在鏡片、延遲片、反射式偏振片中多次折返后耦出，將光路壓縮至 2-3 片 偏振片這一更窄空間內，打破菲涅爾透鏡對焦距的要求，幫助頭顯重量降至 200g 以內，厚度縮減至傳統終端的三分之一，大幅提升佩戴舒適性。

提升視場角、分辨率的理論上限，改善成像質量，技術潛力可觀。超短焦方案 能在輕薄外觀的同時，獲得更清晰的畫面以及更大視場角，分辨率理論無上限， 視場角理論上限也由菲涅爾透鏡的 140°提升至 200°。目前 2P 超短焦方案視場 角為 95°-100°，未來 3P 超短焦方案將進一步提升超過現有菲涅爾透鏡水平。同時，超短焦方案沒有邊緣畫質模糊和畫面畸變等缺陷，成像效果更佳。超短焦性能上限優于菲涅爾透鏡，技術迭代后仍有較大提升空間，因此超短焦 取代菲涅爾透鏡的技術發展路徑清晰。但超短焦也有缺陷待解決：1）每次光路 折疊將損失 50%能量，低光效特點需搭配高亮度顯示屏，如 Micro OLED/LED 顯示；2）多次反射折射，導致雜光和鬼影問題，需使用高精度反射式偏振片。

超短焦目前量產制造方面仍在爬坡期，實際性能、量產能力、制造成本仍距市 場預期有提升空間，多應用于高端和企業級 VR 頭顯。光路設計復雜，目前制 造工藝導致視場角和輕薄沖突，實際表現距離理想性能存在差距；另一方面， 偏振膜門檻高，在材料、耐熱性、精密加工上存在問題，多片鏡片貼合難度大、 精度要求高，導致量產良率低，成本相比菲涅爾透鏡高近 10 倍。3P 等多片式 超短焦方案能提升性能，但對產能、成本和良率等制造工藝提出更大挑戰。菲 涅爾透鏡制造工藝成熟，能以低廉價格大規模量產，存在一定制造端的優勢。

2.3.2、技術預判：短期兩方案共存，中長期超短焦逐步取代路徑 已明晰

綜合技術性能和制造能力，我們對 VR 光學模組的技術路徑選擇進行預判：1） 短期：超短焦方案理論性能優秀，但受限于材料、鍍膜和加工精度等制造 問題，實際效果欠佳，產能和成本面臨挑戰。我們認為，短期，部分中低 端 C 端產品仍采用菲涅爾透鏡；中高端和企業級產品將搭載先進的超短焦 技術，目前已出現華為 VR Glass、HTC VIVE Flow 和創維 PANCAKEXR 等 規模量產的超短焦成熟 VR 頭顯，頭部廠商 Pico 和 Meta 的最新產品也已 公布將使用 pancake 方案；2） 中長期：隨著制造改善、重要產品采用超短焦，看好未來產業鏈成熟和規 模效應降低成本，滲透至 VR 全品類，實現對菲涅爾透鏡的全面替代。

2.3.3、公司梳理：重點布局超短焦，制造和偏振片成為競爭關鍵

超短焦因優越性能和未來潛力，成為市場布局重點。菲涅爾透鏡市場格局穩定， 舜宇光學、歌爾股份和玉晶光電等把握千萬級訂單。因 Meta、蘋果、Pico 等 核心 VR 品牌的待出產品均采用超短焦技術，VR 光學市場迅速向超短焦方案遷 移，吸引三類廠商加快布局：1）光學廠商利用光學積累，精細處理偏振光片；2）組裝廠商如歌爾從整機向上游關鍵光學零部件延伸；3）反射式偏振片在技 術上維持偏振態消除鬼影，在制造上技術門檻高、良率低，因此成為 Pancake 中高價值量的關鍵部件，偏振片廠商將成為 Pancake 主要受益者。VR 光學國產產業鏈完善，多家重點廠商為中國大陸、中國臺灣和中國香港的上 市公司，Pico、創維等國產 VR 品牌進一步推動國產化趨勢。

2.4、 顯示：Fast LCD 先行、Micro OLED 過渡，Micro LED 有望 25 年鋪開

顯示屏影響沉浸感，其中清晰度和視覺暫留等相關指標最為重要：1） 清晰度指標：圖像清晰將提高沉浸感，指標①分辨率，即水平像素和縱向 像素的數量，理想應達到 8K 或 12K 以上；②像素密度（ppi），VR 顯示 屏面積有限，反映每英寸面積像素數的像素密度比分辨率更重要，800ppi 將有效緩解“紗窗效應”，達到 2000ppi 以上才可呈現肉眼般的清晰度；2） 視覺暫留指標：視覺暫留（Persistence）是視網膜產生的視覺在光停止后， 仍保留一段時間的現象，又稱“余暉效應”，是致使眩暈的原因之一。低 余暉技術包括①提高刷新率，幫助減少動畫中各靜態圖片的重影，畫面變 化流暢，理想指標為 150-240Hz；②降低響應時間，液晶對輸入信號轉暗 或轉亮的時間應盡可能短。顯示屏的延遲由兩者的短板項決定；3） 對比度：是屏幕最白和最黑亮度的比值，決定屏幕呈現的色彩飽和程度；4） 亮度：亮度高有利于提升對比度，豐富圖像細節，電視屏亮度多在 200- 500nit，日光下應達到 700nit。但 VR 的入眼亮度由屏幕亮度和光學效率 決定，因此，若采用光效低的光學方案，應搭配高亮度的顯示屏；5） 功耗：低功耗的顯示屏，可減少散熱，延長續航時間，提升舒適性需求。除以上重要指標外，顯示屏的色域、壽命、重量和厚度等也可做輔助參考。

2.4.1、Fast LCD 助力 C 端滲透，但顯示性能存在很大提升空間

我們認為，Fast LCD 是目前 C 端 VR 頭顯大規模量產的主流顯示技術，但性能 僅處于初級水平，仍需研發新的顯示技術促進體驗升級。Fast LCD 因低成本和良好性能助力 VR 的消費級滲透。早期 VR 沿用其他消費 級設備的 AMOLED 屏幕，但存在紗窗效應和高成本問題。2019 年，Fast LCD 因制造成熟，大幅降低成本，進入 VR 廠商視野。Fast LCD 顯示性能良好，雙 眼分辨率提升至 4K，有效緩解“紗窗現象”；鐵電液晶材料和超速驅動技術， 將刷新率提升至 90Hz。2020 年，Meta Quest 2 采用 Fast LCD，爆款產品促 進產業鏈整合，近兩年 VR 顯示屏方案選擇趨于統一。

Fast LCD 下層為背光源，電流操控中層的液晶分子改變背光源光線照在上層彩 色濾光片的比例，產生色彩。Fast LCD 的顯示原理致使諸多顯示性能較差：1） 亮度低，功耗大：背光源永遠全亮，和濾光片帶來的能量損耗，使屏幕亮 度低、功耗大。Fast LCD 難以滿足低光效的超短焦方案所需的亮度；2） 對比度差：背光源特性使屏幕無法呈現純黑，對比度差，存在漏光現象；3） 刷新率低：工作原理導致刷新率遠低于 OLED 等方案，且難以提升；4） 清晰度受限：驅動電路放置于像素間隙，像素間隔限制分辨率和 ppi 提升。

2.4.2、過渡期新技術已量產，Micro OLED 因顯示優越最受期待

顯示廠商大力研發投入，涌現出多種顯示方案，其中可分為基于 Fast LCD 進行 背光源改造的 Mini LED 和 QLED，以及自發光的 Micro OLED，均搭載 VR 頭 顯實現規模量產，成為過渡期的顯示技術。Mini LED 將背光源分區調控，有效改善對比度、刷新率和亮度。Mini LED 將 Fast LCD 的整塊 LED 背光源改為數萬個 LED 燈珠，各區域可單獨控光，提升 對比度，實現 HDR 效果，畫面質量媲美 AMOLED。同時，亮度和刷新率大幅 提升，目前最高可實現局域亮度 2000 Nit。京東方、鴻利智匯等多家公司進行 量產，Pimax、Varjo、創維等已推出搭載 Mini LED 的 VR 設備，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 在可視角度差和色域窄的固有缺陷。實際制造時，受限于 LED 燈珠尺寸，背光 分區數量少，出現屏幕模塊化、黑白畫面不均等問題。同時數萬燈珠導致良率 處于爬坡階段，模組打件和檢測費用高，推高成本。目前 Mini LED 整體良率提 升至 90%，隨著制造工藝的不斷完善，預計每年成本降低 20%-30%。QLED 是 Mini LED 的高色域版本，多用于高端設備。QLED 將 Mini LED 的白 光 LED 背光源轉換成藍光，并加入量子點強化膜，產生純凈的紅、綠、藍光， 大幅減少亮度損失，并拉高色域至 110%以上，色彩效果鮮艷飽和。但量子點 膜增加成本，常用于高端 VR 上。

Micro OLED 融合硅晶圓和 OLED 優勢，將像素點置于硅晶圓上，硅晶圓作為 驅動背板。全然不同于 LCD 的顯示原理，使其突破 LCD 局限，顯示性能躍升：1） 高清晰度：硅晶圓幫助像素尺寸縮小至原來的 1/10，同時取消驅動電路， 像素密度提升明顯，ppi 高達 3000+，HTC、松下等已推出 5K VR 頭顯；2） 高刷新率：OLED 材料使響應時間小于 1μs，刷新率進一步提升；3） 功耗低：OLED 自發光，各像素點獨立開關光線，功耗相比 LCD 降低 20%；4） 高對比度：自發光實現高色域和對比度，arpara5K 頭顯對比度高達 10M:1；5） 輕薄：單晶硅為基底將減少器件的外部連線，相比其他方案減重 50+%。

制造工藝復雜且門檻高，但可復用半導體和 OLED 成熟產業鏈。Micro OLED 融合 CMOS 與 OLED 的制造工藝，CMOS 采用光刻技術，由晶圓代工廠制造；OLED 因有機材料易受水和氧氣影響的材料特性，真空鍍膜機和金屬遮罩封裝 至關重要。半導體制造設備一次性投入大，制作工藝復雜，推高了企業進入門 檻和制造成本，但 OLED 和 CMOS 產業鏈成熟，不存在產能和良率問題。對比 Mini LED 和 Micro OLED 兩方案，Micro OLED 在核心顯示參數均有更好 表現。然而，Mini LED 落地場景更為廣泛，覆蓋筆電、電視、車載等眾多領域， 廠商布局快速制造水平，良率和產能更優；Micro OLED 專注小尺寸領域，市 場相對局限，規模化水平偏低。但隨著 Meta、蘋果等 VR/AR 龍頭廠商的重視， 有望吸引眾多顯示屏廠商投入和布局。我們認為，中短期階段（2022-2025 年），隨著搭載 Micro OLED 屏幕的新產 品發布以及 VR/AR 出貨量持續提升，規模效應將逐漸體現，Micro OLED 將憑 借其更優性能成為繼 Fast LCD 后的過渡期主要顯示技術。

2.4.3、Micro LED 全面優越，量產突破后有望成為現實終極技術

Micro LED 補齊 Micro OLED 短板，各性能指標理想。Micro LED 采用全新顯 示原理，將背光源薄膜化、微小化、陣列化，縮小像素尺寸至 50 微米以下， 單獨驅動無機材料自發光。這使 Micro LED 在具備 Micro OLED 高分辨率、高 PPI、高刷新率和高對比度等優點的同時，擁有無機物特性，將響應時間、功耗、 色域等性能進一步提升，并有效改善 Micro OLED 亮度低、壽命短的缺陷。Micro LED 制造工藝面臨技術瓶頸，尚處研發階段，短期難以規模量產。一方 面，成本高昂。巨量轉移問題，即微米級 LED 在硅晶圓上制造后移植到屏幕基 板上的過程，要求高精度和高轉移速率，造成產能和良率很低；封裝測試、檢 測、維修面臨挑戰，均推高制造成本。另一方面，無法彩色顯示。僅單綠色具 備規模量產能力，目前市面上屏幕僅顯示綠色圖像。22 年上半年，JBD 宣布難 度最高的單紅色量產取得突破，待單紅色規模量產后，全彩 Micro LED 仍需 2 年研發量產技術，預計 2025 年有望看到可規模量產的全彩 Micro LED。

雖制造量產難度高，Micro LED 理論制造成本低廉。一方面，結構簡單，系統 設計和集成難度小；另一方面，制造流程簡單，不同于 LCD 或 OLED，Micro LED 無需對大基板進行光刻或蒸鍍，也不需復雜制程來轉換顏色和防止亮度降 低。待巨量轉移和全彩顯示等問題解決后，未來制造成本有望驟降。我們認為，Micro LED 的卓越性能和理論低廉成本使其成為行業公認的終極顯 示技術，市場空間潛力值得期待。看好長期階段（2025 年后）Micro LED 突破 制造限制后，對 Micro OLED 實現取代，推動消費端 VR 頭顯的放量。

2.4.4、公司梳理：龍頭布局全面，部分公司深耕特有新技術領域

顯示廠商集中在日韓、中國臺灣和中國大陸，國產廠商呈現壯大趨勢。各廠商 針對 Micro OLED、Mini LED 和 Micro LED 三類新興技術積極投入：1） Fast LCD：多為老牌廠商，競爭圍繞產能和成本。京東方因物美價廉和擴 大產能，市占率第一；VR 方面，夏普因 Meta Quest 2，收入大幅提升；2） Mini LED：旺盛需求促進產能和銷量高速增長，但 VR 非重點應用。作為過 渡期顯示技術，三星、夏普、索尼等海外廠商積極布局，但多針對電視和 車載。國產廠商京東方、TCL 科技、長信科技、鴻利智匯等覆蓋 VR，其中 長信和京東方有潛力獲得 Meta Quest 3 和 Pro 的訂單，獲得 VR 紅利；3） Micro OLED：小尺寸適配 XR 產品，索尼龍頭地位明顯，國產公司受吸引 入局。小尺寸，故適配熱成像取景器、XR 等。海外的索尼、eMagin、 Kopin 等存在先發，其中索尼因成熟量產成壟斷態勢；但因無法廣泛應用 于電視、筆電等，盈利差，三星、夏普等龍頭未入局。國產廠商京東方積 極擴產，視涯科技、湖畔光電、昆山夢顯等初創公司被 XR 等吸引入局；4） Micro LED：各終端終極顯示方案，海內外廠商布局火熱，但量產未成熟。Micro LED 有望成為電視、筆電、VR/AR、車載等的終極顯示方案，海外龍 頭三星、夏普、JDI 和國內龍頭京東方、TCL 科技均高度重視。國內 JBD 表現活躍，已實現綠色規模量產，并開始研發全彩微顯。但制造水平距離 全彩規模量產仍有一定差距，市面少數 Micro LED 的 VR 多為概念產品。

2.5、 芯片：算力與交互是關鍵，高通迭代&廠商自研并 進

特有功能和更高性能要求，促使主控芯片向 XR 專用芯片發展。主控芯片 SoC 是 VR 產品實現運行控制和數據處理的核心，早期 VR 產品多采用移動消費級芯 片，但 XR 設備對芯片有更多特有需求，手機芯片無法完全滿足：1） 更高算力以支撐高品質圖像處理：手機分辨率多在 1080p，然而因近眼顯 示大視場角，VR 設備需在雙眼 4K 以上才能有效緩解“紗窗效應”，這對 運算能力提出更高要求；VR 畫面渲染負載、刷新率與時延要求比傳統手機 高數倍，這對芯片的視頻渲染能力提出更高要求，要求精細化渲染；2） 豐富交互功能：要求搭載目前手機沒有的眼球追蹤、手勢交互、空間定位、 動作追蹤等眾多復雜交互功能；3） 多傳感器信息融合：VR 頭顯要求搭載多攝像頭，芯片要對信息融合處理；4） 功耗和散熱：考慮到 VR 頭顯的舒適體驗，在保持芯片高算力的同時，需要 兼顧功耗和散熱，以實現較好時間續航能力。

2.5.1、競爭格局預判：VR 龍頭品牌自研入局，國產趨勢有望在后 期出現

考慮到手機芯片與 VR 芯片存在一定復用性，且 AR/VR 被認為是智能手機后的 下一代計算平臺，我們參照智能手機芯片的發展預判 VR 芯片的未來。手機芯片廠商格局穩定，自研和第三方芯片提供商同時存在。初期手機芯片市 場，以第三方芯片提供商供應為主，高端機使用高通，中低端機使用聯發科。蘋果、華為等憑借高端手機銷量在芯片領域獲得話語權，先后推出自研處理器 芯片并搭載自身手機產品出貨。國產化趨勢逐步顯現，隨著國產手機廠商地位 的穩固，國產芯片滲透率提升，紫光展銳份額不斷增加，同時國產手機廠商如 OPPO、Vivo 和小米等跟隨華為步伐，針對關鍵場景自研芯片。

目前，VR 頭顯出貨量保持增長趨勢，部分科技廠商在 XR 芯片領域搶先布局。其中蘋果、高通、三星、華為海思均為手機芯片龍頭，瑞芯微和全志科技則從 AIoT 芯片延伸至 VR 芯片領域。

2.5.2、手機芯片巨頭高通技術優勢突出，多年深度布局 XR 芯片

高通（QCOM.O）芯片產品眾多，覆蓋低中高全產品線，成為當前絕對龍頭。高通驍龍 820、驍龍 835、驍龍 845 為手機芯片，并伴隨具備交互功能的 VR 開發套件，多應用在中低端 VR 一體機上。因高通看好 XR 產品大力布局，相繼 發布 VR 專用芯片驍龍 XR1 芯片和 XR2，其中驍龍 XR1 芯片定位中低端，目標 是拉低價格打入消費級市場，性能表現弱，僅在幾年前搭載松下 MeganeX 和 大朋 VR 一體機 P2 消費版等少數中低端產品；而高端旗艦芯片驍龍 XR2 性能 明顯提升，成為目前中高端一體機的首選。

高通積極迭代出新，參數逐年提升。高通兩款專用 VR 芯片對手機芯片進行改 良，弱化通信功能，強化圖形處理、交互等能力，并對底層 CPU、GPU 等優化 降低功耗。刨除中低端定位的驍龍 XR1，性能每年提升明顯，一方面，更新 CPU、GPU 架構，采用更小制程，實現算力提升，以提供更強的圖形處理和視 頻渲染能力；另一方面，融入計算機視覺算法，提供豐富復雜的交互功能。最 終在驍龍 XR2 實現大幅躍升，成為支撐 VR 一體機的關鍵基礎。制程工藝上從 三星轉向技術更優的臺積電，以保證芯片的出貨量和高質量。

高通驍龍 XR2 芯片成為 VR 一體機的絕對主力芯片，得益于 1）性能強大；2） 驍龍 XR2 平臺打造完善開發者生態。驍龍 XR2 性能強大，相比前代眾多產品提升顯著。驍龍 XR2 在 CPU 和 GPU 性 能、視頻處理能力、顯示分辨率輸出能力、AI 算力等方面實現數倍提升。視覺 方面，AI 算力達到 15 TOPS，GPU 以 1.5 倍像素填充率和 3 倍紋理速率，實現 高效高品質的圖形渲染，支持視頻 8K 和 4K 高幀率輸出。交互方面，支持 7 路 并發攝像頭，高精度實時追蹤用戶的頭部、嘴唇和眼球，并支持 26 點手部骨骼 追蹤，搭載更多硬件加速模塊支撐更復雜算法，因此具備眼動追蹤、表情追蹤、 語音輸入、3D 建模、注視點渲染等眾多新型復雜交互功能。

長期重視生態建設，融合算法模塊和加強戰略合作，降低應用開發難度。高通 相繼推出驍龍 XR1 平臺和驍龍 XR2 5G 平臺，在軟件算法、空間計算、用戶感 知、空間感知等方面，提供底層軟件、算法、整套設計等支持，降低開發者難 度，如 XR2 平臺融合頭部 6DoF 功能。推出 XR HMD 加速器計劃、XR 眼鏡適 配計劃、XR 企業計劃等生態建設計劃，其中 HMD 加速器計劃旨在吸引零部件 廠商或者技術合作伙伴共同研發設計，實現各廠商技術的整合和融通，如眼動 追蹤廠商七鑫易維與高通底層框架打通，將自身功能集合到芯片平臺上。

高通驍龍下一代 XR 芯片在研，參考最新手機芯片參數，看好其性能得到大幅 提升。2022 年 10 月發布的 Meta Quest Pro 高端 VR 頭顯搭載新一代芯片高通 驍龍 XR2 + Gen1 芯片。游戲巨頭 Valve 公司在研 VR 一體機項目，相比之前分 體式設備增加內置處理器，根據泄露的代碼，該處理器來自高通，架構為四大 核+八小核，超過現有驍龍 XR2 的八核處理器，或為高通下一代 XR 芯片。驍龍 XR2 運算能力與手機芯片驍龍 865 相當，目前高通已推出驍龍 888 和驍龍 8 Gen1 等迭代產品，在運算能力上實現近一倍提高，看好下一代 VR 專用芯片性 能實現大增。根據資深 XR 行業分析師 Brad Lynch，下一代芯片高通驍龍 XR 2 Gen 2 將基于尚未發布的高端手機芯片高通驍龍 8 Gen 2，Meta Quest 3 和 Pico 5 有望搭載。

2.5.3、VR 整機龍頭戰略意識強，Meta 和蘋果布局自研芯片

蘋果（AAPL.O）憑借高端手機龍頭的地位，首款產品有望搭載自研系列芯片， 算力高于高通現有產品。優秀的軟硬件結合度一直是蘋果的亮點，在 MR 設備 上也有望有所展現。蘋果 MR 設備有可能采用 M1 作為高端處理器，再額外配 置一個專門處理傳感器數據的低端處理器。M 系列芯片性能強大，目前高通驍 龍 XR2 性能與手機芯片驍龍 865 相當，尚不及蘋果 M1 的一半，而 M2 芯片配 置 10 核 GPU、16 核核心神經引擎、媒體處理引擎和 ProRes 視頻引擎，運算 能力和硬件加速編解碼能力進一步提升，蘋果 M1 和 M2 超越高通 XR2 成為最 強 VR 芯片。

Meta（META.O）自研芯片進展不順，近期繼續搭載高通處理器芯片。此前 Meta 有意效仿智能手機時代的蘋果，為其 AR/VR 產品開發專用處理器，代號 為巴西利亞項目，以擺脫對高通芯片的依賴，并實現更優性能和個性化功能。但 22M10 發布的 Meta Quest Pro 和待發布 Meta Quest 3 等 Meta 近期 VR 頭 顯均搭載高通處理器芯片，預計 Meta 處理器芯片的研發距離實際落地仍需更 長時間。同時，Meta 在專用于 AI 處理的定制加速器芯片 RISC-V 上取得進展， 集成至一款 VR 原型機上，但尚未量產發售。考慮到蘋果芯片全自用的先例，預計以上廠商自研芯片未來不會對外售賣，但 蘋果、Meta 等作為未來 XR 設備的主要供應商，未來有可能降低第三方芯片的 市場份額，對高通在 VR 芯片的霸主地位提出挑戰。

2.5.4、國產芯片尚未針對 VR 重點布局，展望中長期國產化發展 前景

國產芯片性能仍較落后，實際搭載 VR 機型很少。目前，全志科技、瑞芯微、 華為海思等國內芯片廠商，逐步把業務擴展至 VR 一體機的主控芯片領域，然 而性能與高通芯片差距明顯。較差性能導致國產 XR 芯片僅搭載早期幾款中低 端 VR 一體機，如采用全志 VR9 的電信天翼小 v 一體機，僅滿足低端觀影等簡 單功能，近幾年新推出 VR 產品基本不使用國產芯片。

國產芯片是中國“卡脖子”環節，且目前國內 VR 市場規模小，國產芯片廠商 并未重點布局 VR 領域，導致國產 VR 芯片在設計能力和制程工藝上均無競爭力。但芯片國產化替代浪潮下，隨著 AIoT 和 VR 等下游市場規模的增長和國產芯片 進步，我們看好未來國產芯片向 VR 主控芯片領域不斷滲透。

2.6、 感知交互：技術繁多，巨頭推動手勢識別、眼動 追蹤等前沿技術逐步落地

感知交互提供多維感官體驗，突破二維屏幕限制，交互性和沉浸感升級促進內 容創作范圍的拓展。相比二維手機屏幕，VR 可同時接收肢體動作、聽覺、觸覺、 嗅覺等多維信息，感知交互方式的增多可實現更高的交互性和沉浸感。同時， iPhone 4“超大屏幕+多點觸控”取代傳統手機的單一按鍵交互，引發內容創 作和手機出貨量的增加，而 VR 具有更多維度感知的加持，將同智能手機交互 升級一樣，生成更新和豐富的 VR 內容，打破現有內容創作限制。感知交互需要傳感器、芯片和算法三方參與，與眾多技術協同發展。VR 交互流 程需要利用含攝像頭在內的傳感器精準實時捕捉用戶行為，多傳感器融合和校 準后，使用芯片強大算力支撐算法打造多維感知效果，最后利用屏幕等設備呈 現給用戶。感知交互與近眼顯示、渲染計算、內容制作、網絡傳輸等關鍵領域 的技術協同發展，其技術效果主要依賴：1）傳感器（精度、響應速度、覆蓋范 圍、價格、體積等）；2）芯片運算能力（能否支撐眾多復雜算法）；3）算法 精度（改進算法模型本身、足夠多高精度數據集）。

2.6.1、公司梳理：感知交互細分領域多，科技巨頭作為核心廠家 推進發展

感知交互的細分領域眾多，部分技術不成熟。感知交互覆蓋肢體動作、視覺、 聽覺、觸覺、嗅味覺等感官，技術種類名目繁多。其中，追蹤定位已成熟落地， 部分技術仍存難點等待突破，觸覺等非視聽技術、以及終極方案神經感知和腦 機交互等研究尚淺甚至尚未涉及，距離實際商用差距遙遠。繁雜技術吸引初創工作室入場，行業技術進步依賴巨頭積極研發布局。感知技 術細分賽道眾多，市場規模有限，且多數處于前沿研究階段尚未落地，因此參 與玩家主要為：1） 國外初創企業涌現，擇一賽道持續深耕，代表企業如 Tobii（TOBII.SS）；2） 國內缺乏技術牽頭人，企業研發投入力度和戰略敏感性不足，發展不及海 外成熟，技術水平稍有落后；3） 巨頭積極布局，成為行業領導者。感知交互與眾多領域協同發展，各技術 需要整合集成至整機發揮作用，故巨頭具備優勢；同時因感知交互能大幅 提升頭顯體驗，巨頭投資并購活動密集，并投入大量資金用于自身實驗室 研究工作，提前開展專利布局，其中 Meta（META.O）和蘋果（AAPL.O） 基本實現全領域布局。

2.6.2、追蹤定位 inside-out 方案成主流，頭手 6DoF 成熟商用

追蹤定位是 VR 設備最基礎的交互技術，目前已基本成熟，搭配攝像頭+IMU （慣性測量單元）的 inside-out 方案可實現頭手 6DoF，成為消費級 VR 一體 機的標配。

價格成為消費級滲透關鍵，驅動定位技術由 outside-in 向 inside-out 演進。追 蹤定位原理是“信號源+傳感器”，其中 outside-in 需設外置基站作信號源， inside-out 則將信號源和傳感器集成至頭顯處。無額外基站的 inside-out 方案 具備價格優勢和便捷性，成為主流方案。多傳感器融合和算法升級，幫助 inside-out 性能趨近 outside-in。不同于 outside-in 在激光、紅外和可見光等 技術路徑中擇一使用，inside-out 集成黑白、RGB、深度相機等攝像頭，使用 超聲、激光、電磁、慣性等多種傳感器融合定位，加上 SLAM 算法的日漸精進， 幫助提高精度和降低功耗，效果趨近 outside-in，實現頭手 6DoF 效果。

實現頭部和手部 6DoF，全身追蹤技術仍待研究。因高通 XR2 集成頭部 6DoF 視覺追蹤算法，故頭顯自帶頭部 6DoF 功能。手柄 6DoF 需自研，有視覺、超 聲波、電磁波等方案，視覺方案可在追蹤頭手時共用攝像頭，自 Meta Quest 2 推出后成為主流。但 inside-out 方案置于頭顯的攝像頭，受視角限制無法覆蓋 腿部，廠商偏好選擇算法擬合腿部姿勢的技術路徑以維持低成本，而非復用 outside-in 方案。目前腿部應用場景少，重視程度低，未來內容應用需要更多 腿部交互時，VR 座艙、萬向跑步機、全身動捕等技術才會開始重點布局。

2.6.3、手部交互兼顧動作捕捉和觸覺反饋，裸手+控制器方案預計 共存互補

手部作為最重要的信息輸出器官，眾多交互模式圍繞人手設計，如 PC 階段的 鍵盤鼠標。目前 VR 的主要手部交互方案是手柄，但 1）裸手手勢交互；2）獨 立觸覺手柄；3）觸覺手套；4）肌電手環等多種技術路徑也在積極研究中。現有手柄方案存在動作受限制和額外配件成本等問題，各大廠商入局裸手手勢 識別技術，有望在虛擬世界自然流暢地使用雙手，做出復雜豐富的手部姿態。裸手手勢識別的原理是使用視覺方案識別出手部骨架的 21 或 26 個關鍵點，輸 出 21/26*3 維的矢量，由算法計算分析出手部位置和姿態。這一過程與面部識 別技術相近，需要使用硬件（攝像頭）和軟件（算法）共同完成：1） 硬件：手部關鍵點的識別需要攝像頭，包括黑白攝像頭、RGB 攝像頭、3D 深度攝像頭（光飛時間 TOF、結構光、雙目視覺）等。目前手機的人臉識 別和手勢識別功能多采用 3D TOF，但 TOF 延遲高（40-50ms）、視場角 小（~90°）、功耗和體積重量大，黑白/RGB 攝像頭成為 VR 設備手勢識別 功能的主流硬件選擇；2） 軟件：更高精度追蹤需要算法迭代，提升方法包括：①識別更多關節點， 如 Leap Motion 以及 Oculus 收購的 NimbleVR 可識別 22 個關節點 26 自 由度的手部運動信息；②改進算法模型實現更優預測；③足夠多的高精度 數據用于訓練模型，需要海量各異的人手運動數據以提高模型通用性。

巨頭積累專利技術實現技術突破，裸手交互已搭載頭顯落地應用。計算機視覺 和機器學習助力手勢識別的迭代。Meta 對現有 Quest 2 搭載的手勢識別更新 2.0 版本，在追蹤連續性、手部遮擋時補全軌跡和姿態、捏抓和戳識別上實現 階躍式優化；并提出新算法思路，僅捕捉手部與目標對象距離等低維數據，使 用 ManipNet 自回歸模型擬合對應的手指姿態細節。微軟則針對選擇難題，提 出速度作為觸發條件、速度低于闕值才觸發對物體的交互的新算法。

手柄除追求更優定位外，增加觸覺反饋功能，推出振動、抓握等簡單交互。現 有 VR 手柄復用游戲手柄技術，利用線性振動馬達提供振動。各廠商正加緊研 究利用觸覺傳感器提供更豐富的觸覺反饋，如 Meta Quest Pro 新搭配的獨立 手柄，通過三個線性馬達，在提供食指追蹤、拇指壓力感應等新功能的同時， 增強觸覺反饋的復雜性、真實感和精確性；索尼 PS5 專用 VR 手柄搭載自適應 扳機，模擬拉弓和射擊等的按壓張力，并可提供不同紋理觸感，模擬環境變化；微軟最新 VR 手柄 X-Rings 則被分成 5 個子模塊，分別控制各子模塊收緊或松 開的力度，模擬握持不同形狀物體的觸覺感受。觸覺手套提供目前更優的觸覺反饋和手部追蹤效果，但現存難點使其距離實際 商用落地差距甚遠。觸覺手套上搭載數百個小而密的執行器，保障了手勢識別 的準確、靈活和流暢。同時，觸覺手套是目前最能模擬細微觸覺的設備之一， Meta、蘋果、微軟等均發布相關專利，實現對壓力、紋理、振動、脈沖、皮膚 拉伸等觸覺感知的模擬。但現有手套厚重且昂貴，Meta 等廠商目前正在研究微 流體處理器、柔性纖維材料等技術，使觸覺手套在精準定位和觸覺反饋的同時， 具備普通手套的便攜、耐磨、輕薄、柔軟等特性，向消費級落地改進。

人手作為最重要的操作工具，圍繞其設計的交互技術眾多。我們認為，裸手手 勢交互作為人真實自然的手部操作，適合社交娛樂等類真實場合，是必然的發 展趨勢。但裸手與非裸手交互并非替代關系，因為裸手難以實現觸覺反饋，借 助介質在很多場景下是必要的，如射擊游戲的扣動扳機。因此未來將呈現裸手+ 控制器等外設協同發展、共存互補的趨勢，但未來控制器形式很有可能不再是 手柄，而是向手套、手環等其他形式進化。

2.6.4、眼動追蹤提升視覺和交互表現，將成為待出 VR 新標配

眼睛兼具視覺和交互傳達作用，眼動追蹤應用領域眾多。眼動追蹤可定位瞳孔 進而鎖定用戶注視的對象，一方面可優化視覺效果，提高沉浸感（對 VR 更關 鍵）；另一方面可針對眼神進行交互，提高交互性（對 AR/VR 均關鍵）：1） 視覺–注視點渲染：VR 顯示理想需達到 12K 分辨率，芯片算力難以支撐， 并可能伴隨功耗高、續航差、發熱等問題。注視點渲染模擬人眼注視中心 點清晰、周邊模糊的特性，僅對注視中心區域進行高精度渲染，合理分配 算力，根據 tobii 眼動追蹤的測試結果，眼動追蹤可實現幀率提升（78%）、 渲染時間縮短（3.6 倍）和能耗降低（10%）。有效解決 VR 一體機算力和 高分辨率的矛盾，是 VR 廠商積極布局的主要原因；2） 視覺-瞳距自調節：定位瞳孔，計算用戶瞳距實現自動調節，減少眼睛疲勞；3） 交互-眼動交互：確定 VR 顯示屏上的用戶目標對象，發出指令完成操作， 起到電腦上鼠標控制 “光標”的作用，此交互模式更靈活、快捷；4） 交互-向虛擬形象（Avatar）提供眼神交流：捕捉瞳孔位置和注視點，為虛 擬形象提供更生動真實的眼神交流和表情呈現，更好實現情緒傳達；5） 用戶行為分析：判斷注視點，分析用戶行為，優化、定制產品和游戲制作。

瞳孔角膜反射法成為眼動追蹤主流技術路徑，精度、通用性和成本待優化。眼 動追蹤有三種技術方案，主流技術為主要玩家 Tobii 和七鑫易維采用的瞳孔角 膜反射法，即發射紅外光在用戶眼角膜形成閃爍點，眼動攝像頭捕捉瞳孔和閃 爍點，并通過算法計算兩者距離、進而估算用戶注視點。目前眼動追蹤主要技 術難點在于 1）精度低；2）個體和環境差異挑戰模型通用性，導致穩定性和一 致性差；3）需配置額外光源、算法模塊和攝像頭，拉高 VR 頭顯成本。

雖技術突破面臨困難，隨著科技巨頭和 VR 頭顯廠商重點布局，眼動追蹤技術 在技術指標和制造成本上持續改善，未來將作為成熟技術成為 VR 頭顯標配。巨頭因重要戰略作用積極布局眼動追蹤領域，收購和自研以提升技術性能表現。雖 Tobii 和七鑫易維等頭部公司已實現量產落地，巨頭很早便開始對關鍵眼動 追蹤技術進行自研，均在 2016-2017 年收購相關初創公司，并利用其技術持續 深入研發，近幾年頻頻發布相關專利，分別通過改進算法和硬件來提升精度、 降低功耗和成本以及增強針對不同人眼的適配性，并且在注視點渲染、視覺調 節、眼動交互、面部重塑等下游應用領域產生一定研發成果。

2.6.5、聲音交互方面，語音輸入成熟，沉浸聲場效果仍需提升

除動作、視覺和觸覺外，聽覺也是提升 VR 設備沉浸感和交互性的重要感官。從輸入方面來說，語音輸入技術成熟，幫助解放用戶雙手，拓展內容創作邊界。語音識別作為成熟的 AI 應用，科大訊飛（002230.SZ）等龍頭公司已提供成熟 解決方案，并成功普及 AIoT 設備，正確率和精度已經達到很高水平。目前的 主要問題是將此技術較好地融入內容創作中，實現與具體應用的高效交互。從輸出方面來說，沉浸聲場幫助生成全景聲，實現聽音辨位。佩戴頭顯致使 3D 全景聲被“壓扁”，這會出現因聲音高低位置而導致的辨位失真問題。Meta、 微軟、谷歌、蘋果、高通和英偉達對沉浸聲場積極投入，結合人體頭部 3D 掃 描，實現 VR 中聲音的私人定制。同時游戲等應用需要對房間聲學中早期反射 和混響進行逼真模擬，Meta 的技術能在內存和算力可承受范圍內，根據環境的 幾何形狀自動精準生成混響聲。沉浸聲場和混響聲模擬幫助聲音具備空間感， 保持與動作、視覺、觸覺等其他感官的一致性。

3、 AR：光波導開始量產，AR 蓄勢待發

AR 虛實結合的特性，以及從手機配件到取代手機成為下一代計算平臺的產品定 位，使其相比 VR 更具市場潛力，吸引廠商戰略布局。但虛實疊加和輕薄形態， 導致零部件要求更高、性能和體積功耗的矛盾更突出，至今未有成熟產品面市。考慮到 2025 年光波導和 Micro LED 顯示方案有望成熟落地，以及蘋果和 Meta 預計發布 AR 眼鏡產品，或能完成產品定義，開啟 C 端滲透序幕。

3.1、 產業鏈與相關公司梳理

光學模組是 AR 眼鏡的核心元器件，其余可復用 VR 和手機產業鏈。AR 除接收 顯示屏的虛擬信息外，還需接收現實世界光線，故不能同 VR 一般將顯示屏置 于人眼正前方，AR 顯示屏多放置在額頭等處，光線經光學模組反射、衍射入眼， 輔助放大、變焦等功能；同時，AR 輕薄外觀對光學的體積重量要求更高。因此， AR 光學是難度最高、最為核心的零部件。除此之外，芯片、傳感器、顯示屏等 硬件與 VR 和手機通用，可直接對成熟產業鏈進行改進。

3.2、 AR 現狀：應用潛力廣闊，技術發展與商業落地遠 落后于 VR

技術成熟度遠低于 VR，2025 年后才有可能進行消費級滲透。AR 要確保虛擬信 息與真實圖像的精準疊加，因此 AR 在面臨 VR 相同技術難點之余，光學難度更 高，光波導仍在攻堅階段。尚在研究且技術路徑眾多的光學方案，也使產業鏈 不完善，頭顯價格高昂，至今未推出成熟消費級產品，需 Meta 或蘋果先完成 產品定義。但因虛實融合、賦能現實的特性，相比沉浸虛擬的 VR，AR 理論上 應用更廣泛，戰略價值更高，因此吸引廠商積極布局，加速技術突破。

3.2.1、應用：AR 定位新生產力工具，B 端需求相對明確，C 端高 價值應用待開發

AR 呈現 AR 頭顯和智能終端兩種載體形態，前者賦能企業級場景，后者降低消 費級應用開發門檻，觸達更多用戶。AR 在 B 端具備信息輔助、遠程協作、模擬培訓等明確應用需求，企業能承擔 高昂 AR 頭顯價格。AR 在真實物體上實時信息標注，這種虛實融合特性幫助企 業工作效率提升，賦能實體經濟。中國 AR 多應用于工業領域，且初具規模， 在信息輔助和遠程協作（See What I See）等應用場景打造解決方案；同時類 似應用在工業的示范下，向醫療、教育等領域拓展。現有階段，降本增效成為 AR 的主流應用， 企業端在效率驅動下承擔 AR 頭顯的大部分出貨量。

C 端應用多依賴手機等智能終端，AR 社交、AR 營銷與輔助工具類應用具備發 展潛力。AR 游戲《Pokémon GO》一枝獨秀，但玩法單一導致缺乏爆點。不 同于 VR，AR 的 C 端應用集中于手機中的小工具而非高價值應用程序中。濾鏡 成為最主要應用，目前 Snapchat、Instagram 等社交軟件均推出多款 AR 濾鏡；濾鏡帶來的社交屬性，助力 AR 營銷，目前可口可樂、寶潔等均推出交互性更 強的 AR 廣告。同時，AR 帶來更多信息量，使它在展示商品尺寸和效果、導航 以及測量等輔助工具方面具備發展潛力。

3.2.2、硬件：AR 眼鏡 C 端滲透率低，2025 年有望完成產品定義

AR 初期因硬件和通信等技術所限，將作為手機外設配件（延伸屏幕）的形式過 渡；未來，將真正替代手機，成為下一代生產力工具和計算平臺。

整機角度，輕薄需求導致 AR 眼鏡中短期以分體式為主，光學、顯示方案尚未 統一。AR 長時間佩戴，需要輕量化，與高算力和性能矛盾。因此功能強大的 AR 把計算和通信在手機上完成，分體式眼鏡主要起顯示功能，成為手機配件；而一體式 AR 功能簡單，多為信息提醒和觀影等。輕薄設計同時限制底層光學、 顯示、電池等發展，尚未形成如 VR 的統一路徑，不利于產業鏈成熟。

零部件角度，光學等硬件技術成為 AR 的主要制約因素。光波導技術作為 C 端 設備滲透的關鍵，技術和制造仍不完善；顯示搭配的 Micro LED 技術無法大批 量產全彩屏幕，芯片、通信等底層基礎也難以支持 AR 的理想功能，導致 AR 設 備處于發展初期。

2025 年有望實現 C 端產品定義，開始加速滲透。現階段 AR 設備集中于 B 端， 高昂定價限制出貨，如微軟出貨量僅為十萬級。C 端 AR 多為嘗鮮，無法推動 實際滲透。Meta 和蘋果有望先后在 2025 年前后發布 C 端 AR 眼鏡，考慮到兩 者技術積累，尤其是蘋果擁有定義智能手機的先例和用戶優勢，我們認為消費 級 AR 將可能在 2025 年前后由蘋果或 Meta 完成產品定義，真正作為手機配件 開始 C 端滲透。25 年前仍主要受 B 端驅動，需求增長相對緩慢，出貨量預計 維持在 100-200 萬臺。

AR 最終將脫離手機成為獨立計算平臺，云 AR 或解決算力矛盾。25 年前后實 現 C 端分體式產品定義后，我們認為 AR 將逐漸從分體式向一體機過渡，最終 變成獨立終端硬件，實現虛實三維融合，以豐富交互功能解放雙手，實現對智 能手機的替代。這一過渡過程需要 5G、云計算等底層技術的發展，將渲染計算 導入云端，降低 AR 眼鏡的零件要求、體積和成本，預計將花費 10-15 年時間， 即 AR 有望在 2032-2037 年的階段成為下一代獨立計算平臺。

3.3、 光學：光波導發展趨勢清晰，三大技術路徑持續

技術迭代和制造精進 AR 光學相比 VR 難度大成熟度低，是 AR 頭顯落地的主要阻礙。AR 光學滿足 VR 光學類似性能的基礎上，具有兩個額外特性，一方面 AR 更輕量和小型化， 形狀趨于日常眼鏡，對光學模組的厚度和重量要求更高；另一方面，由于同時 接收虛擬和現實信息，顯示屏內容需經反射或衍射入眼，使成像效果和光學效 率性能變差，現實信息需穿過光學組件入眼，模組透光性也成為核心指標。因此，AR 光學核心性能指標中，1）透鏡厚度和重量至關重要，驅動 AR 光學 方案持續迭代，2）成像質量、3）光學效率、4）透光度在輕薄基礎上盡可能 提高，同時應關注 5）視場角 FoV 和 6）眼動范圍。

3.3.1、光波導解決視場角和輕薄矛盾，成 C 端滲透關鍵

AR 光學方案多樣，經歷離軸光學、棱鏡、自由曲面、BirdBath 到光波導的演 進過程。其中自由曲面、BirdBath 目前量產成熟，但光波導因突出性能成為未 來 AR 的必然選擇，技術持續突破，近年來已搭載多款先進 AR 眼鏡落地。離軸光學和棱鏡作為早期方案，因笨重和小視場角已退出歷史舞臺。離軸光學 和棱鏡結構設計和成像原理都很簡單，量產和制造無難度。但簡單結構導致離 軸光學厚重；而棱鏡的視場角與光學模組厚度存在矛盾，輕薄眼鏡將伴隨超小 視場角和較差成像效果，無法滿足沉浸性和交互感。

自由曲面和 BirdBath 小幅改善鏡片厚度、其他性能良好、量產制造成熟，成 為近幾年的過渡方案。1） 自由曲面方案由表面形狀不能被連續加工、具有傳統加工成型的任意性曲 面擔當反射鏡，對顯示屏光線進行準直和成像，因此成像質量較高，色彩 飽和度和光學效率表現優秀。但自由曲面結構局部精度低，帶來低分辨率 和畫面扭曲，使得現實世界和虛擬世界光線傳遞時存在畸變現象；2） BirdBath 方案下，顯示屏光線經 45 度角的分光鏡反射至曲面鏡彈射入眼， 而現實光線透過曲面鏡和分光鏡入眼。光學結構簡單，光效高、視場角大；但眼動范圍受限，同時透射入眼面臨圖像畸變、光線透過率低的缺點。自由曲面和 BirdBath 光學結構相對簡單，一方面光效高，顯示屏選擇靈活， 另一方面制造難度低，可以較低成本規模量產，成為目前中低端或消費級 AR 眼鏡的主要光學方案。但其他性能一般，存在畸變等問題，致命的是，為實現 可用視場角，鏡片厚度壓縮極限為 8mm，無法做到日常眼鏡般的輕薄機身。

光波導解決體積和視場角矛盾，大幅壓縮鏡片厚度，眾多性能優越。光波導將 微顯示器的光線經光柵耦入波導片中，經過數次全反射，再將光束經光柵耦出 至人眼。過去光學方案利用光學結構來平衡鏡片體積和視場角，光波導不受此 約束，可將厚度壓縮至 3mm 以下，同時具備視場角大、透光度高、分辨率高、 眼動范圍廣等優秀性能，雖光效很低，但配合高亮度顯示屏將有效緩解。搭載光波導的 AR 眼鏡才可真正滲透消費端，光波導成為大勢所趨。消費級 AR 設備，為實現長時間佩戴需超輕薄；同時，不同于 B 端可專用于某一特殊場合 或流程，C 端 AR 眼鏡應用多樣，這要求鏡片的視場角和眼動范圍較大。因此， 只有光波導技術才可滿足這兩個矛盾需求，在光波導實現技術和量產突破前， AR 眼鏡很難實現 C 端大規模落地。

3.3.2、技術性能：陣列光波導顯示效果突出，體全息具備潛力

光波導優越性能吸引眾廠商入局，已推出諸多技術路徑。2021 年 Rokid、亮風 臺、小米等 8 款 AR 眼鏡采用光波導，根據原理差異，光波導可分成幾何和衍 射兩類，幾何光波導利用傳統光學元器件實現全反射，而衍射光波導使用更平 面的衍射光柵。而根據耦入和耦出光柵材料的不同，將延伸成四類技術路徑。光學元器件與材料差異使得不同技術路徑的技術性能和量產制造情況不同， 首先對比各路徑的技術性能表現。因四類技術路徑均滿足輕薄需求（<3mm）， 我們主要比較包括成像質量、光效、眼動范圍和視場角在內的其他性能。

綜合當前各性能指標，陣列光波導表現最優。和兩個衍射光波導技術性能相反， 陣列在成像效果占優，但面臨眼動范圍窄的問題。但成像質量和光效指標更為 重要，且二維擴瞳技術實現突破、逐漸落地，將緩解陣列光波導眼動范圍不佳 的缺陷。體全息光波導目前在三者中表現較落后，但其中遠期理想性能使其備 受關注，積極布局。

陣列光波導利用鏡片陣列，成像質量和光效突出。光線經過由多個鏡面組成的 陣列時，光線分部分通過各層鏡片，逐漸被反射出瞳，這使得光線和色彩被 “調整”均勻，在成像效果上具備突出優勢：1） 色彩：全反射下光的信息是連續量，光學設計上對紅綠藍三色的效率存在 解析解，因此保障色彩的精準度和均勻性，色彩豐富，對比度高；2） 色散：光的全反射不存在色散問題；3） 光效：光的全反射不造成光路損耗，因此光效水平高。陣列光波導缺陷在于眼動范圍受限，二維擴瞳不完善且制造難度加大。多個鏡 面將光束分批反射，但僅在一維 x 軸擴瞳，而 y 軸信息有限，導致眼動范圍水 平大、垂直小。考慮到 C 端應用場景豐富，眼動范圍需要在 x 軸和 y 軸均有較 大活動范圍，因此消費級 AR 的鏡片需要具備二維擴瞳技術。目前廠商在積極 研發二維擴瞳，取得一定進展，但會使技術設計和制造工藝難度增大。

衍射光波導中，表面浮雕光波導二維擴瞳擴大眼動范圍，但成像質量問題嚴重。體全息光波導理論上可兼容陣列和表面浮雕光波導優點，但現有性能較差，距 離實現理想情況還需技術和制造兩方面長期投入。直接向衍射光柵操作，衍射光波導在光學設計和生產制造上更簡單靈活。衍射 光波導利用衍射光柵材料引起折射率發生周期性變化，起到改變光線方向的作 用，同時納米級光柵為平面結構，更好壓縮鏡片厚度，現階段衍射光柵分成 “表面浮雕光柵(SRG)”和“全息體光柵(VHG)”兩大類。不同于多鏡面組合結 構復雜的陣列光波導，衍射光柵在光學設計上簡單靈活，可直接修改材料折射 率等調整衍射光波導效果，進而在生產制造上也相對容易。衍射光柵可在更大自由度上操縱光線，二維擴瞳技術成熟。同時在 x 和 y 軸實 現擴瞳，將幫助眼動范圍在豎直方向延伸，對不同臉型、鼻梁高度的人群兼容 性增強。兩類衍射光柵均可實現二維擴瞳，一是用包括轉折光柵在內的三個區 域光柵將 x 軸光線反射到 y 軸傳播；另一個是直接使用二維光柵，光線經過光 柵將同時在 x 和 y 兩方向擴束。目前兩方式均有產品實際搭載。

衍射光波導的成像質量因其物理原理存在固有缺陷，廠商不斷迭代來緩解優化 但不能完全消除。衍射光柵將光線分成多個衍射級，單個衍射級效率無法達到 100%，同時衍射光柵對角度和顏色存在選擇性，這造成：1） 色彩不均勻。衍射光柵對不同波長光線的衍射角度不同，造成藍、綠和紅 光的耦出數量不同，色彩分布不均，引發“彩虹效應”。因此單片衍射光 柵無法實現效果優秀的全彩顯示，目前 HoloLens 通過三片衍射光柵分別 傳導藍、綠和紅光三個單色疊加形成全彩，這增加了鏡片厚度和成本；2） 色散現象嚴重。衍射角度和效率造成小部分光會向其他方向傳播，造成色 散和外側漏光，這不利于搭載 C 端眼鏡出貨，因為用戶周邊人能看到外漏 圖像，造成 AR 眼鏡用戶的隱私泄露；3） 光效極低。部分光向其他方向傳播，衍射效率低，光效僅為 0.3%-1%。目前通過三片光柵疊加應對彩虹效應，優化光柵設計和材料等提升衍射效率， 選用超高亮度微顯示器如 Micro LED 緩解光效低問題，但提升效果有限，理論 上陣列的顯示效果好于衍射光波導。

理論上體全息光柵能實現優秀畫面呈現，集幾何和衍射光波導優秀性能于一身。體全息光柵在滿足布拉格條件時，衍射效率趨于 100%，因此成像效果佳、光 效好；同時作為衍射光波導，體全息可輕松實現二維擴瞳和大眼動范圍。技術 壁壘和材料限制使當前體全息性能差于表面浮雕，距離理想情況還需技術研發。一方面，對入射光的角度和波長要求苛刻，目前技術無法獲得穩定的高衍射效 率，成像不佳；另一方面，材料受限導致其在視場角、清晰度性能較差。

3.3.3、量產：表面浮雕或為中短期出貨主力，最優方案體全息仍 受材料掣肘

光學方案選擇需要綜合考慮制造因素。制造工藝會影響實際性能，并且量產產 能、良率和制造成本也至關重要。陣列光波導因流程復雜，限制其量產能力并 且成本難以降低，表面浮雕光波導在制造端更具優勢。

陣列光波導的制造工藝非常復雜，給產能、良率和成本帶來挑戰。制造工序包 括切割、研磨、鍍膜、膠合四步，前兩步為傳統光學冷加工，但鍍膜工藝復雜 且精度要求高，單個棱鏡鍍幾十層膜后，再將 5-7 個不同反射比透鏡進行膠合， 膠合過程需保證多層波導片平行排列和各波導片的間隔厚度均勻。復雜制作流 程涉及數十個步驟，多數關鍵工藝需要人工操作，目前產能限制嚴重，只有很 強制造經驗的廠商才能實現較高良率，這推高了制造成本。而要實現 C 端需要 的二維擴瞳陣列光波導，制造工藝難度將進一步提升數倍。

理論上，表面浮雕量產難度和制造成本顯著低于陣列光波導。母版制備和批量 生產過程，主要采用納米壓印等半導體技術，在更大的硅晶片上旋涂 UV 樹脂 以印刷更多模板，再使用多圖案模具來批量生產表面浮雕光柵。復用半導體成 熟的制造工藝，理論上規模量產能力強，已實現大規模量產出貨，規模效應下 成本降低，成本低于陣列光波導。然而，受制于中國半導體產業相對落后，海 外廠商更具技術先發優勢，中國廠商特別是小型企業競爭能力差。

3.3.4、技術選擇：中短期陣列和表面浮雕共存，長期體全息成為 主流之選

結合三種光波導在技術和制造上的優劣勢，并考慮 B 端和 C 端應用場景的核心 需求，我們對 AR 光學鏡片的未來技術路徑進行分析討論。中短期（2022-2025 年）：陣列和表面浮雕光波導共存。BirdBath 和自由曲面 因價格便宜，仍搭載少量低端設備出售，但因嘗鮮產品必將淘汰，因此不重點 展開。陣列顯示效果最優，但復雜且高人工的制造工藝使其量產能力差，目前 全球產能僅為十萬級；最高良率雖提升至 85%，但若想滲透 C 端，必須二維擴 瞳，但更難工藝使其最高良率僅為 30%-40%，全球年產能在萬級。表面浮雕 存在色散和漏光問題，隱私泄露阻礙消費級滲透，三層光柵貼合導致相對厚重， 但復用半導體，可實現百萬級大規模出貨，隨產能落地出貨量爬升，制造優勢 讓其成為備選。考慮 B 端 AR 設備仍占主流，我們推演了 3 種可能情形：1） 樂觀：若一維和二維陣列光波導均實現高產能（超幾十萬），因其顯示效 果優越、更輕薄和無漏光，陣列光波導占據 C 端和中高端 B 端產品；表面 浮雕光波導僅憑借量產價格優勢搭載中低端 B 端眼鏡；2） 中性：若一維陣列產能高、二維產能低，則一維陣列光波導應用于 B 端， 二維陣列搭載高端 C 端產品，而表面浮雕作為中低端 C 端眼鏡的補充；3） 悲觀：若一維和二維陣列光波導產能均受限（仍在十萬級），則一維和二 維陣列分別應用于高端 B 端和 C 端 AR 設備，而表面浮雕憑借高產能占據 剩余中低端市場。長期（2025 年后）：待體全息光波導材料突破后，有望成為規模量產的主力技 術。體全息在技術和制造兩方面優越，是 AR 眼鏡千萬級以上大規模出貨的理 想選擇。陣列光波導或因最佳顯示搭載高檔 AR 出貨，但預計市場占比低。

3.3.5、公司梳理：國內公司憑借光學技術積累和制造優勢切入陣 列和表面浮雕

海內外廠商積極布局陣列、表面浮雕和體全息光波導。我們認為，整體海外公 司實力雄厚，特別在更前沿的體全息上搶先深入布局；光學是中國優勢領域， 技術積累豐富，相關制造產業鏈成熟，國產廠商以此逐漸實現國產化替代。

3.4、 顯示：顯示方案選擇與光學深度綁定，理想屏幕 Micro LED 成布局熱點

不同于 VR 頭顯，AR 眼鏡對沉浸性相關的顯示指標要求低。一方面，AR 更注 重賦能現實，并非如 VR 般欺騙人眼打造身臨其境體驗，本身對沉浸顯示要求 低；另一方面，AR 眼鏡發展仍在落地早期，AR 眼鏡主要功能多為簡單的信息輔助和屏幕共享等，特別是 C 端設備多為翻譯、消息、標注等文字類圖像，主 要在解決消費級產品的“可用”，尚未追求圖像的沉浸真實。同時，AR 追求輕 便和長久佩戴，使得更注重 AR 顯示屏的功耗和壽命等指標。AR 顯示和光學的綁定搭配，顯示屏亮度成為選擇關鍵。入眼光線亮度在 100- 300nit 為正常亮度，若想在強日光下看清圖像，入眼光線亮度應在 500-700nit。AR 光學中，因未來主流技術光波導光學效率極低（最低至 0.3%-1%），需顯 示屏提供很高亮度才能保障正常入眼亮度，因此呈現光學方案和顯示屏方案搭 配使用、深度綁定的局面。

3.4.1、VR 驅動 Micro OLED 產業鏈建立，成為自由曲面和 BirdBath AR 標配顯示屏

Micro OLED 兼顧 OLED 和半導體 CMOS 優勢，除亮度外各種顯示性能優越， 適配自由曲面和 BirdBath。Micro OLED 結合 OLED 顯示技術和 CMOS 工藝， 具備 OLED 自發光特性帶來的低功耗、高對比度、高刷新率、響應速度 快等優點，和 CMOS 半導體精細工藝帶來的高清晰度和輕薄特性。唯一 技術缺陷是亮度低，適合搭配光學效率高的光學方案，目前已成為自由 曲面或 BirdBath 光學方案的標配顯示屏。Micro OLED 成為中短期 VR 主流顯示方案，緩解量產制造的瓶頸，惠及 AR 顯示。優良性能吸引 VR 廠商，蘋果、Meta 等后續 VR 頭顯均意向采 用 Micro OLED，吸引索尼、LGD、京東方等興建這種專門應用于 VR/AR 的小型屏幕產線，2020 年中國產線投資規模超 200 億元。投資 和研發的火熱幫助優化系統和設計水平、改進半導體設備、大規模出貨 降低制造成本，大幅度改善量產制造這一 Micro OLED 主要困境，AR 眼 鏡可直接享用 VR 推動下的 Micro OLED 發展成果。

3.4.2、光波導搭配顯示屏由 LCOS/DLP 轉向終極 Micro LED

光波導早期搭配 LCOS 或 DLP 顯示屏，僅滿足基本亮度，其他顯示性能相較 Micro OLED 較差。Micro LED 有望成為終極搭配，電視、VR 等其他下游驅動 制造技術突破，有望在兩年內實現相關高端 AR 眼鏡的規模出貨。

硅基液晶（LCOS）是 LCD 與 CMOS 集成電路有機結合的反射型顯示技術， 反射式技術將光利用率提高至 40%，亮度提升至 10000nit 以上；LCOS 以單晶硅為基板驅動，實現高電子移動率和電路微細化，解析度較高。結構中使用的零部件，制造工藝和產業鏈成熟，因此具備量產能力高、 低成本的制造優勢。數字光處理（DLP）的關鍵是數字微設備芯片（DMD），是一塊多達 130 萬個微鏡組成的矩形陣列，每個微鏡控制一個像素，通過控制微鏡 “開”和“關”的比例，操縱各像素的亮度。DMD 芯片由德州儀器提出 并實現壟斷。DLP 投影系統以鏡片為基礎，所以光利用率高；但架構復 雜，設計難度高，提高了生產成本，此技術早已廣泛應用于投影機。LCOS 和 DLP 亮度提升和制造成熟的優勢，使其在早期成為光波導的搭 配屏幕。通過提高光利用率，兩方案亮度超 10000nit，結合光波導入眼 亮度勉強合格。兩方案雖結構復雜，但均為成熟應用，產業鏈完善、量 產能力強、成本相對低。然而，背光源的設計，導致 LCOS 和 DLP 在對 比度、分辨率、功耗、響應速度等重要顯示指標上均差于 Micro OLED。

Micro LED 憑借全面優越性能和理論制造優勢，有望成為搭配光波導的 終極顯示技術。Micro LED 將 LED 陣列化、微小化，使其既擁有 Micro OLED 的高分辨率、高刷新率、高對比度等優勢，也擁有 LCOS 高亮度、 壽命長等優勢，并在 AR 關鍵的亮度、功耗、屏幕體積等性能實現大幅 度升級，成為光波導的終極搭檔。同時全新原理帶來簡單結構，使其理 論上量產能力強，制造成本低。卡點在制造環節，電視、VR 等下游驅動 Micro LED 產業化，AR 受益。制造工藝上，巨量轉移等難點使實際產能低、成本高昂；且全彩顯示待 量產突破。但作為次世代顯示技術廣泛應用于電視、筆電、VR 等領域， 下游市場的需求倒逼顯示廠商積極布局。AR 眼鏡享受 Micro LED 行業 發展紅利，2021 年后陸續發布搭載 Micro LED+光波導的 AR 產品，但 小米和雷鳥 AR 眼鏡為概念機，OPPO Air Glass 限量發售。隨著三星、 京東方、JBD、友達等的技術突破和產線建成，MicroLED 逐漸量產出貨， 搭載 Micro LED 的高端 AR 眼鏡有望在 2025 年左右發售。

3.4.3、Micro LED 乘 C 端 AR 崛起之風，相關廠商收割紅利

綜合考慮顯示和對應光波導的技術性能和制造量產能力，我們認為， 1） 中短期（2022-2025 年）：光波導基本成熟并初步量產，自由曲面 /BirdBath + Micro OLED 的產品組合會更多搭載低功能嘗鮮 AR 產品，市 場占比持續壓縮。Micro LED 將在 2025 年左右成熟量產，因此早期仍使用 LCOS 等較差顯示屏，Micro LED 的全彩顯示和巨量轉移逐漸突破后，從高 端 AR 眼鏡開始逐步向下滲透；2） 長期角度（2025 年后）：2025 年后，隨光波導的成熟落地，搭配自由曲 面/BirdBath 的 Micro OLED 會基本消失；Micro LED 將完成量產技術突破， 憑借其基本完美的顯示性能，加速替代 LCOS 和 DLP，從高端 AR 產品滲 透至全品類，最終成為統一且穩定的 AR 光波導顯示屏選擇。

3.5、 芯片：低要求下多元芯片選擇和國產化機會，AR 云發展助力 AR 一體機遠景

3.5.1、高通驍龍 XR 是主力芯片，物聯網芯片、國產芯片等其他

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，搭載強勁 編解碼能力和豐富交互模塊，驅動 VR 芯片算力不斷迭代。而 AR 追求更輕量化， 降低算力要求，提高功耗和續航需要。一方面，當前 AR 應用簡單，多為信息 提示場景，無需逼真圖像和視頻編解碼，因此對 CPU 要求高，對 GPU 要求低；另一方面，輕薄機型大多采用分體式設計，將部分復雜運算傳輸至手機端完成。高通（QCOM.O）驍龍芯片承擔主力，但 AR 芯片方案相比 VR 更多元。VR 絕 大多數采用最強的高通驍龍 XR2，但因成本和功耗，部分 AR 眼鏡采用算力和 交互較差的 XR1 芯片，甚至選擇適用于可穿戴設備的高通 2500 或 4100。AR 芯片寬松的性能要求，讓很多 AR 初創企業積極嘗試其他芯片方案，呈現出 1） 可穿戴芯片推動消費級滲透；2）國產芯片相比 VR 更易搭載 AR 的現狀。

3.5.2、定制芯片與云 AR 雙路徑發展，云 AR 或成終極方案

AR 功能和應用場景將不斷拓展，并逐步擺脫手機成為獨立一體機形態，這要求 AR 在保持低功耗同時提升運算能力，形成了兩種發展路徑，即 1）定制芯片追 求性能最大化；2）AR 上云，在云端完成計算任務。定制芯片實現軟硬協同，提升 AR 眼鏡性能和競爭力。目前針對手機、物聯網、 VR 等的通用芯片被應用到 AR 中，出現功能冗余、AR 特定功能（如交互）無 法實現的情況，且難以滿足 AR 對小體積、低功耗的需要。AR 廠商針對使用場 景和應用功能定制芯片，追求“自研芯片+自主 OS”軟硬一體的高度協同，性 能和功耗表現會強于通用芯片，有效緩解 AR 產品的限制。同時，根據蘋果憑 借定制 M1 芯片在 PC 市場取得差異化優勢的歷史經驗，軟硬結合助力 AR 的復 雜交互和個性化功能更好實現，實現產品領先。

AR 處理能力從本地轉移至云端，提升圖像質量，降低終端要求。AR 云能真正 解決終端低功耗和高性能的矛盾，成為未來一體機崛起的關鍵。通過串流協議， 三維渲染由云端 GPU 負責，終端成為高清顯示屏。這一方面在很低功耗下實現 高清圖像，利好一體機；另一方面無計算模塊，降低 AR 眼鏡的性能需求，助 力消費級滲透。當前 AR 云問題是延遲，需要 5G 通信、云計算等基礎設施的發 展升級，還需要數年時間，一體機在 2030 年前難普及。AR 云實現位置共享，助力萬物互聯，吸引巨頭積極布局。現階段手機軟件實現 信息互聯，目前向萬物互聯發展。AR 云的運算和應用都在云端，幫助終端地理 位置的云端互通。現在基于位置的服務（LBS）已在游戲、廣告營銷取得進展， 廣闊的應用場景吸引眾多巨頭布局，目前 AR 云主要依賴手機，待 AR 眼鏡相對 成熟后，將向更適合的 AR 眼鏡過渡。

3.6、 感知交互：復用 VR 交互，但需優化算法和傳感 器以應對 AR 輕薄化硬件限制

整體思路是復用蘋果（AAPL.O）、Meta（META.O）、微軟（MSFT.O）等科 技巨頭相對成熟的 VR 感知交互技術，但受輕量化、功耗和成本限制，現搭載 功能有限，空間交互、手勢識別將最先應用。AR 面臨的難點是在使用較少數量 傳感器的情況下，保持高自由度和高精度，現階段通過提升算法、傳感器和軟 硬適配進行效果優化。

現階段 C 端 AR 眼鏡對交互做減法，以頭控、觸控和語音交互為主，缺少 VR 般的強交互功能。消費級 AR 眼鏡追求輕薄和低價以拓展市場，多用于觀影和 信息提示等簡單應用場景，大多只利用陀螺儀、觸摸屏和麥克風陣列捕捉頭動、 觸控和聲音，實現點擊、選擇和滑動等傳統交互功能。AR 目標實現虛實融合，這要求感知空間和分辨場景，因此空間定位是必要交互 功能；AR 將成為未來生產力工具，手部交互至關重要，手勢識別因成本低、移 動便捷備受矚目。目前投屏式 AR 眼鏡僅為過渡期產品，具備空間定位、手勢 識別等復雜交互功能是 AR 眼鏡未來兩三年的趨勢和目標。

空間定位和手勢識別方案基本成熟，C 端 AR 逐漸復用。空間定位的多目攝像 頭+IMU+SLAM 算法，手勢識別的關節捕捉和算法，已在手機、VR 上積累專利 豐富，應用成熟。但 AR 眼鏡相比 VR，高性能和輕薄、低功耗的矛盾突出，搭 載傳感器數量的限制，一方面限制搭載更多交互，如眼動追蹤；一方面降低精 度和自由度，如 HoloLens 2 僅能識別特定設置的手勢，無法對各關節進行全 自由度追蹤。C 端 AR 眼鏡的交互難點，不是前沿交互技術的研發，而是在硬 件限制的情況下盡可能保持高精度和靈活性。現有解決思路包括：1） 硬件端：通過硬件共用、增強傳感器標定和提高軟硬系統設計來提升性能。不同于四目定位的 Quest 2 VR 頭顯，AR 大多使用 1-2 個攝像頭，蘋果 ARKit、谷歌 ARCore 等均推出單目空間定位 SDK。而易現 EZXR 手勢識別SDK 可共用 SLAM 攝像頭，無需為手勢識別增加額外硬件。AR 無法堆疊傳 感器，這要求提升傳感器水平，實現高精準和穩定的標定；算法和傳感器 軟硬有機結合，發揮更佳效果；2） 軟件端：優化 SLAM 等算法。點云數量可提升精度和效果，通過數據預處 理、特征描述、點云配準和分割、圖優化等方面優化現有算法；3） 生態端：開源平臺降低交互功能開發門檻。2021 年高通發布 Spaces 開發 者平臺，使用高通芯片驅動的 XR 設備可享受空間定位、環境識別、手勢追 蹤等 SDK；Rokid 推出操作系統 YodaOS-XR，提供空間感知和環境理解。開源平臺可降低應用門檻和開發成本，加速 AR 交互升級進程；4） 未來路徑：肌電手環或能解決根本矛盾。肌電感應具備高靈敏度和精度， 相比視覺方案數據處理量很小、功耗和算力需求低。相比 VR，肌電手環的 應用對注重輕薄機型的 AR 眼鏡更為重要。隨著科技發展，腦機接口和機電 手環等終極感知交互手段有望逐步替代現有交互方式。

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