5G之AR、VR.pdf

请仔细阅读本报告末页声明 证券研究报 告 | 行业深度 2019 年 03 月 12日 电子 5G 之 AR/VR 为何再次提起 AR/VR？ 2015 年 2016 年 VR/AR 大热，成为消费电子的一个亮点，但是在实际体验时，晕眩感、分辨率低、体积大、价格贵等缺点却使得 ARVR 产品一直不瘟 不火。时隔四年，随着芯片、显示技术、通讯手段、和算法等技术的不断进步， AR/VR 在 2019 年重新成为热门话题，各大厂商又纷纷发力 AR/VR 领域，随着 5G 的到来， AR/VR 将成为最值得期待的应用场景！在 2019 年 2 月 25 日的 MWC 2019 上， HoloLens 2 问世。HoloLens 2 体积将更小，拥有更大视野，更长电池续航，并搭载下一代 Kinect传感器和定制 AI 芯片来改进性能。 5G 时代渐行渐近， 5G 的到来不仅增强了现有的虚拟体验，还将拓展出全新的应用场景， AR 能够发挥其在手机上的优势。 5G 时代可以 通过云端计算，在边缘云上做大量的处理，用高CPU/GPU做这种处理不会过多地消耗功耗，通过 5G 的快速连接可以迅速的传到本地，将有力支撑用户 VR/AR 产品体验的提升。例如，未来 AR 办公、AR 购物、 VR 直播、远程手术和虚拟课堂等将更加便利消费者的工作和生活。 ARVR 的市场情况如何？ 根据中国信息通信院的最新数据显示，全球虚拟现实产业规模接近千亿元人民币， 2017-2022 年均复合增长率有望超过70%。在整体规模方面，根据 Greenlight 预测， 2018 年全球 ARVR 市场规模超过 700 亿元人民币，同比增长 126%。其中， VR 整体市场超过 600 亿元， VR 内容市场约 200亿元， AR 整体市场超过 100 亿元， AR 内容市场接近 80 亿元，预计 2020 年全球虚拟现实产业规模将超过 2000 亿元，其中VR 市场 1600 亿元， AR 市场 450 亿元。 各个芯片、显示、光学等厂商都在积极布局。 苹果从很早之前就开始了对AR 领域的探索，陆续收购了 Polar Rose、 Metaio 等十几家公司，以获得面部识别和开发工具等技术；先后申请了 6 项 AR 相关的专利。在 2017 年 6月的苹果全球开发者大会上，苹果宣布推出 AR 开发平台 ARKit。 3 月 1 日苹果新年第一场大会上， CEO 库克明确提出：未来苹果发展的核心将是 AR。苹果公司计划在 2020 年第二季度推出其第一款增强现实硬件，即苹果的 AR设备。 AMOLED 持续渗透，趋势是从中小尺寸到大尺寸，从智能手机向平板、PC 到头戴式设备、 TV。 IHS 预计 2018 年 AMOLED 出货量再增 36%，达到6.06 亿块。 OLED TV、笔电、头戴式设备则将是未来三年高速增长所在，预计 2017-2021 年三者 CAGR 分别为 50%、 47%和 43%。 在光学领域，采用3D摄像头技术可以获得周围环境图像的 RBG 数据与深度数据，进行 三维重建；同时可以通过 3D sensing 实现手势识别、动作捕捉等人机交互方式。 涉及的产业链有哪些？ 存储包括兆易创新、芯片包括北京君正、全志科技等，CMOS 厂商包括豪威科技 (韦尔股份 )，镜头产业链包括舜宇光学、欧菲科技、联合光电、联创电子、光宝科技 (立讯精密 )、利达光电、水晶光电、福晶科技，永新光学、歌尔股份（ AR 代工）、联创电子等 ， 整体解决方案包括利亚德等 。 风险提示 ： AR、 VR技术推进不及预期，下游需求不及预期，行业竞争加剧。 增持 （ 维持 ） 行业 走势 作者 分析师 郑震湘 执业证书编号： S0680518120002 邮箱： zhengzhenxianggszq 相关研究 1、电子：每周专题：集成电路的两次戴维斯双击！2019-03-10 2、电子：边缘计算，万亿芯片新空间 2019-03-10 3、电子：潜望式镜头来袭，开启光学变焦的新篇章2019-03-06 -48%-32%-16%0%2018-03 2018-07 2018-11 2019-03电子 沪深 3002019 年 03月 12 日 P.2 请仔细阅读本报告末页声明 内容目录 一、为何再次提起 AR/VR？ .4 二、 AR 与 VR 的区别是什么？ .8 三、 ARVR 的市场情况如何？ . 10 四、 VR/AR 之芯片：各厂商抢先布局 . 13 五、 AVVR 之 3D Sensing 摄像头：智能硬件向 AR 全面发展的重要利器 . 19 六、 ARVR 之显示： AMOLED 渗透率提升 . 22 七、 5G 时代下 AR/VR 会有什么新发展？ . 25 八、 ARVR 产业链梳理 . 28 风险提示 . 30 图表目录 图表 1： AR 发展历程 .4 图表 2： VR 发展历程 .5 图表 3： Hololens 一代二代参数对比 .6 图表 4： Hololens 一代与二代视角对比 .6 图表 5： Magic Leap One 光学元件拆解 .7 图表 6：苹果 AR 专利 .7 图表 7： AR 在直播中的应用 .8 图表 8： AR 与 VR 的区别 .9 图表 9： AR 游戏 .9 图表 10： VR 游戏体验 .9 图表 11： VR 技术原理 . 10 图表 12： AR 技术原理 . 10 图表 13：全球虚拟现实市场预测 . 11 图表 14：全 球 AR/VR 终端出货量预测 . 11 图表 15：中国虚拟现实市场规模预测 . 12 图表 16：中国虚拟现实市场软件硬件收入 . 12 图表 17：中国虚拟现实市场用户人数 . 13 图表 18： VR 布局 &投资 . 13 图表 19： AR 布局 &投资 . 14 图表 20：苹果 AR 专利 . 14 图表 21： ARkit 持续追踪功能 . 15 图表 22：苹果 AR 设备渲染图 . 15 图表 23：骁龙 835 的眼部追踪功能 . 16 图表 24：骁龙 XR1 . 16 图表 25：全志 VR9 解决方案 . 17 图表 26：北京君正 M200芯片参数 . 18 图表 27：炬芯 S900 . 18 图表 28：富士通 VR 一体机 . 19 图表 29： 3D摄像头应用 . 19 图表 30：结构光工作原理 . 20 2019 年 03月 12 日 P.3 请仔细阅读本报告末页声明 图表 31： TOF 工作原理 . 20 图表 32：三种 3D传感方案比较 . 20 图表 33： Hololens 摄像头布局 . 21 图表 34： Hololens 拆解 . 21 图表 35： LCOS 原理 . 22 图表 36： Hololens 成像原理 . 22 图表 37： OLED 和 TFT-LCD 性能比较 . 23 图表 38： AMOLED 下游市场及增速 . 23 图表 39：各厂手机商逐渐采用 OLED 屏幕 . 23 图表 40： OLED 屏幕新应用 . 23 图表 41： 2018 年 AMOLED 中上游增资拓产进展 . 24 图表 42：大陆 AMOLED 产线情况汇总 . 25 图表 43： 1G 到 5G 的发展变化 . 25 图表 44： 5G 推进时间轴 . 26 图表 45：华为 Cloud VR . 26 图表 46：微基站 . 27 图表 47：微基站体积小，离用户近 . 27 图表 48： VR 商店 . 28 图表 49： VR 教育 . 28 图表 50： AR、 VR 医疗 . 28 图表 51：虚拟现实产业链 . 29 图表 52： ARVR 产业链梳理 . 30 2019 年 03月 12 日 P.4 请仔细阅读本报告末页声明 一、 为何再次提起 AR/VR？ 早在 2014 年 4 月 15 日谷歌就 推出了增强现实眼镜 Google Glass， 2015 年 AR 手游 Pokemon GO将 AR 游戏再一次带入大众视野。 2014 年 Facebook 以 20 亿美金收购虚拟现实公司 Oculus， VR 设备开始受到了市场的追捧。随后索尼、 HTC 等厂商纷纷推出了自己的 VR 产品。 2014 年 3 月，索尼在游戏开发者大会上展示了 PlayStaion VR 的原型机， 2015 年三月的世界移动大会上， HTC 也展出了其 VR 产品 HTC VIVE，将 VR 市场推向了一个高潮。 2016 年 3月 16 日，在 GDC 大会上索尼正式宣布旗下首款虚拟现实头戴 设备 PS VR 将于 2016 年 10 月正式推出。 图表 1： AR发展历程 资料来源： 电子发烧友、 国盛证券研究所 2019 年 03月 12 日 P.5 请仔细阅读本报告末页声明 图表 2： VR发展历程 资料来源： 电子发烧友， 国盛证券研究所 整理 2015 年 2016 年 VR/AR 大热，成为消费电子的一个亮点，但是在实际体验时，晕眩感、分辨率低、体积大、价格贵等缺点却使得 ARVR 产品一直不瘟不火。 时隔四年，随着芯片、显示技术、通讯手段、和算法等技术的不断进步， AR/VR 在 2019 年重新成为热门话题，各大厂商又纷纷发力 AR/VR 领域，随着 5G 的到来， AR/VR 将成为最值得期待的应用场景！ 在 2019 年 2月 25 日的 MWC 2019上，“ HoloLens 之父” Kipman 宣布 HoloLens 2 问世。HoloLens 2 体积将更小，拥有更大视野，更长电池续航，并搭载下一代 Kinect 传感器和定制 AI 芯片来改进性能。除了 3D 摄像模块，最关键的是光学成像模块。目前来看，HoloLens 配备两块光导透明全息透镜，虚拟内容采用 LCOS（硅基液晶）投影技术，从前方微型投影仪投射至光导透镜后进入人眼。在 HoloLens 2 中，微软将视场角扩大了一倍多，同时保持业内领先的视野内每角度 47 个像素的全息密度。 2019 年 03月 12 日 P.6 请仔细阅读本报告末页声明 图表 3： Hololens 一代二代参数对比 参数 HoloLens 1 HoloLens 2 价格 3000 美元 3500 美元 芯片 Intel Atom X5-Z8100P 芯片 高通骁龙 850 HPU 定制微软全息处理单元 HPU 1.0 定制微软全息处理单元 HPU 2.0 重量 579 克 566 克 视场角 34 52 分辨率 1366*768； 16： 9 光引擎 2K； 3： 2 光引擎 摄像头 200 万像素， 720P 视频 800 万像素， 1080p30 视频 光学显示 透视全息透镜（波导） 透视全息透镜（波导） 全息密度 2.5K弧度 2.5K弧度 手部追踪 单手追踪和识别 双手全关节模型追踪、操控 眼球追踪 无 实时眼球追踪，注视点渲染 OS Windows 10 Windows Holographic WIFI Wi-FI 802.11ac Wi-FI 802.11ac 2x2 蓝牙 4.1 5.0 内存 2G RAM； 64G 闪存 暂时未知 USB USB2.0 USB Type-C 续航 2-3 小时有效使用； 2周待机 2-3 小时 资料来源： 雷锋网整理， 国盛证券研究所 图表 4： Hololens 一代与二代视角对比 资料来源： 雷锋网、 Roadto VR、 国盛证券研究所 ， 红色为 1 代可视区域，黄色才是 2 代的可视区域 LCOS（ Liquid Crystal on Silicon），即液晶覆硅，也叫硅基液晶，是一种尺寸非常小的矩阵液晶显示装置。该矩阵采用 CMOS技术在硅芯片上加工制作而成。 LCOS技术较之 LCD、DLP、 CRT、 DLV 投影技术而言，具有高分辨率、高光效率、高对比度和低成本等优点， 其潜在的市场规模庞大。豪威的 LCOS 芯片为下一代投影系统提供了一个极具吸引力的解决方案，能广泛应用于可穿戴电子设备、移动显示器，微型投影、汽车和医疗机械等领域。目前豪威科技已建立全世界第一条 12寸 LCOS 硅基液晶投影显示芯片生产线，实2019 年 03月 12 日 P.7 请仔细阅读本报告末页声明 现了小批量生产。通过不断的技术创新和经验积累以及对技术先进型新产品的逐步开发和量产，未来几年这一板块的盈利能力将不断提高。美东时间 8月 8 日， Magic Leap 首款 AR 头显 Magic Leap One 发布。经过 iFixit 的拆机确认， Magic Leap One 使用了Omnivision 的 LCOS 微显示器。 图表 5： Magic Leap One 光学元件拆解 资料来源： iFixit，国盛证券研究所 根据集微网的消息，苹果实际从 iPhone X 开始已经开始讨论实现 AR 增强现实技术，苹果公司计划在 2020 年推出其第一款增强现实硬件，即苹果的 AR 设备 。 在 3 月 1 日苹果新年第一场大会上， CEO 库克也明确提出：未来苹果发展的核心将是 AR。 图表 6： 苹果 AR专利 资料来源： Patently Apple，国盛证券研究所 VR 也在 2019 年 春晚直播中扮演了重要角色。 用户可以看到通过 5G网络传输的超高清2019 年 03月 12 日 P.8 请仔细阅读本报告末页声明 VR 全景信号， 只要带上专门的 VR 设备，就能够感受沉浸式的现场体验。观众 还 可以自行选择视角，远景近景视角自由切换。另外加上 4K 超高清晰度以及 5.1 环绕声的 设置 ，观众们 坐在家里也能感受 到与偶像近距离接触的场景 。 此外，今年 央视春晚第一次采用了 4K 超高清级别的“ AR 虚拟技术”，为观众带来梦幻般的舞台效果。通过物理运算，电视机前的观众欣赏到接近真实世界的虚拟效果与春晚节目进行互动。中央广播电视总台央视技术制作中心录制二部包装科封毅表示，“底下的水和海豚实际上是 AR 虚拟部分的内容，通过编写蓝图实现物理运算，产生真实的液态水流效果。所以它是非常真实的，包括水上的这种反射都是动态的。” 图表 7： AR在直播中的应用 资料来源： 中央晚间新闻、 国盛证券研究所 5G 时代渐行渐近， 5G 的到来不仅增强了现有的虚拟体验，还将拓展出全新的应用场景，AR 能够发挥其在手机上的优势。 目前手机的直观交互主要通过双手触摸，未来在 AR 上这样的交互将会更加广泛。 AR 在赋予了更多的 AI 功能后，使用者可以解放双手，利用手势识别、手柄控制甚至是人体移动范围进行信息输入，同时语音交互也必不可少的方式之一。 5G 时代可以通过云端计算，在边缘云上做大量的处理，用高 CPU/GPU 做这种处理不会过多地消耗功耗，通过 5G 的快速连接可以迅速的传到本地，将有力支撑用户 VR/AR产品体验的提升。 例如，未来 AR 办 公、 AR 购物、 VR 直播、远程手术和虚拟课堂等将更加便利消费者的工作和生活。 二、 AR 与 VR 的区别是什么？ 1. 原理不同 2019 年 03月 12 日 P.9 请仔细阅读本报告末页声明 简单来说， VR 是虚拟的场景，用户需要通过 VR 设备进入虚拟世界进行互动交互。 AR是真实世界和虚拟信息相结合，所以基本都是需要摄像头这一要素，在摄像头拍摄的画面基础上，再加入虚拟信息进行互动。 图表 8： AR 与 VR的区别 资料来源： 搜狐科技、 国盛证券研究所 2. 所需设备不同 VR 通常需要借助 VR 头显等 设备，将用户视觉与现实环境隔离。 AR 需要借助能够将虚拟环境与真实环境融合的显示设备，比如手机即可。 图表 9： AR游戏 图表 10： VR游戏体验 资料来源： 电子发烧友、 国盛证券研究所 资料来源： 搜狐科技、 国盛证券研究所 3. 技术 侧重点不同 2019 年 03月 12 日 P.10 请仔细阅读本报告末页声明 VR 侧重于创作出一个虚拟场景，强调用户在虚拟环境中视觉、听觉、触觉等感官的完全沉浸。 AR 侧重于加强用户的视觉的功能，自动跟踪并且对周围真实场景进行 3D 建模。 图表 11： VR技术 原理 资料来源： 搜狐科技、 国盛证券研究所 图表 12： AR技术原理 资料来源： 搜狐科技、 国盛证券研究所 三、 ARVR 的市场情况如何？ 根据中国信息通信院的最新数据显示， 全球虚拟现实产业规模接近千亿元人民币，2017-2022 年均复合增长率 有望 超过 70%。 在整体规模方面，根据 Greenlight 预测，2018 年全球 ARVR 市场规模超过