1. VR/AR 將成為 5G 生態殺手級應用

VR/AR 和 5G 技術密不可分。2015 年-2016 年 VR/AR 大熱，成為消費電子的一個亮點，但是很快 VR/AR 的發展便遇到困境。帶寬和延時的因素導致互動體驗不強和終 端移動性差、分辨率和刷新率低等痛點問題，一直是遏制行業發展的最大短板。而 5G 網絡的大帶寬和低時延特性，將著重解決這些問題。5G 的大帶寬的特性，提供高速網 絡，可以渲染云端內容，解決運算壓力；另一方面，低時延的特性將會解決戴上眼鏡之 后的眩暈感。

虛擬現實涉及多類技術領域，可劃分為五橫兩縱的技術架構?！拔鍣M”是指近眼顯示、 感知交互、網絡傳輸、渲染處理與內容制作，“兩縱”是指 VR 與 AR，兩者技術體系趨 同，且技術實現難度均高于手機等傳統智能終端，如手機等設備在芯片、屏幕等核心領 域的性能過剩成為虛擬現實的門檻。總體上看，VR 通過對現有手機技術體系的“微創新” 實現產業化，AR 更多需要從無到有的技術儲備與重大突破，其技術實現難度高于 VR。

虛擬現實技術發展劃分為如下五個階段，不同發展階段對應相應體驗層次，目前處 于部分沉浸階段，主要表現為 1.5K-2K 單眼分辨率、100-120 度視場角、百兆碼率、20 毫秒 MTP 時延、4K/90 幀率渲染處理能力、由內向外的追蹤定位與沉浸聲等技術指標。 部分沉浸階段較上個初級沉浸階段已經取得較大的突破，預計將在今明兩年的最新終端 產品上有所體現。

5G 對于虛擬現實技術在體驗、性能、成本等方面實現了顯著的改進，主要包括頭 動響應時延（MTP）、渲染能力、顯示能力、使用移動性、市場規模、成本效率。將加快 VR/AR 產業進入深度沉浸階段。

5G 時代，高速率和低延時的傳輸特性有望顯著提升 VR/AR 產品的用戶體驗。當 前的 VR/AR 產品普遍存在動作跟蹤延遲、分辨率低、易暈眩等問題，其主要原因在于 現有的各類通信技術還達不到 VR/AR 產品對高速率（Gbit/s 級）、低延時（7-15ms）數 據傳輸的要求，雖然部分 VR/AR 產品采用了有線網絡連接的方式改善數據傳輸的問題， 卻犧牲了產品的用戶體驗。而隨著 5G 來臨，無線通信技術的峰值速率提升到了 20Gbit/s 的量級，延時理論上可降低至 1ms，有望掃清當前 VR/AR 產品在數據傳輸方面的應用 障礙，顯著提升產品的用戶體驗，從而推動 VR/AR 市場的成熟和發展。

5G+云渲染大幅提升 VR/AR 應用顯示效果，降低硬件成本，助力 VR/AR 普及。在 傳統 VR/AR 應用中，受 CPU、GPU 算力限制，VR/AR 終端的圖像渲染分辨率僅為 2K4K，幀率一般為 30fps-60fps，而在 5G 網絡下，VR/AR 可以實現云渲染，依托云端強大的數據存儲和高速計算能力，VR/AR 圖像渲染可達 8K 分辨率，并實現 120fps 幀率，據 諾基亞測算，通過 5G 網絡+云端 GPU 集群運算處理，其算力可達傳統 4G 解決方案的 十倍量級，可大幅提升 VR/AR 應用的顯示效果和沉浸式體驗，同時也有助于減少當前 VR/AR 終端對高性能 CPU、GPU 的依賴，從而降低硬件成本，推動 VR/AR 產品的普 及。

另一方面，5G 時代衍生的邊緣計算等相關技術也有望為 VR/AR 產業帶來變革， 為 VR/AR 市場注入新的活力。邊緣計算是基于 5G 演進架構，將基站與互聯網業務深 度融合的一種技術，可滿足系統對于吞吐量、時延、網絡可伸縮性和智能化等多方面要求。傳統移動通信網絡是集中化處理機制，數據往返于核心網與用戶終端之間，時延大，網絡負荷高。邊緣計算位于移動通信網絡邊緣，它將數據中心（核心網）的計算和存儲等能力下沉，使之更接近用戶終端，降低物理時延，也減少了與中心云的信息交換，降低網絡負荷，從而可以創造出一個具備高性能、低延遲與高帶寬的電信級服務環境。在 VR/AR 中，引入邊緣計算意味著原本需要在終端完成的海量數據的處理、圖形的渲染等 工作可以遷移到邊緣計算網絡上完成，而終端設備只需負責對網絡中各項內容、服務及 應用的分發和下載，讓消費者享有更高質量網絡體驗。

5G 推動 VR/AR 快速發展，產業鏈公司迎來重大投資機遇

目前，VR/AR 產業鏈已經初步形成，其中，VR 產業鏈上游的硬件部分主要包括光 學鏡頭、顯示面板、芯片（主控芯片及傳感器）等，軟件部分包括系統平臺（操作系統、API 及 APP）、信息處理工具（3D 建模及圖像渲染）；中游的硬件部分包括顯示模組和 整機制造等，軟件部分包括動作捕捉、眼動追蹤和語音處理等功能的開發；下游為 VR 應用，包括各類 VR 終端產品、面向科技/游戲/視頻等的 VR 內容以及 VR 平臺分發等服 務。

AR 產業鏈上游硬件部分主要包括光學設備、顯示設備、芯片、傳感器等，軟件部 分包括數據采集（環境渲染、視頻捕獲、SLAM）、數據處理（3D 渲染、渲染引擎等） 和系統平臺（操作系統、SDK）。中游的硬件部分包括 3D Sensing、處理器模組、顯示模 組等，軟件部分包括動作捕捉、眼動追蹤和語音處理等功能的開發；下游則主要是各種 AR 終端產品以及各種 AR 技術應用的服務。

多方支持助力產業發展，中國 VR/AR 市場領先全球

VR/AR 產業在國內得到了資本和產業政策的大力支持。從 VR/AR 投資金額和項目 數量來看，中國僅次于美國，位居全球第二位。同時，國內各級政府也通過產業政策大 力推動 VR/AR 在科技、教育、娛樂和商業領域落地，助力本土 VR/AR 產業發展。

國內 VR/AR 產業初具規模。從產業結構來看，中國本土擁有大量 VR/AR 硬件制造 商，同時國內也是全球 VR/AR 零部件的采購和組裝中心，目前，國內已擁有 5000 多家 VR/AR 街機店、電影院和體驗中心，應用生態建設也逐步完善。

2. VR 市場步入高速發展期，相關產業鏈環節充分受益

2.1. VR 產業生態成熟，市場步入高速發展階段

VR（Virtual Reality）是指利用計算機技術模擬產生一個為用戶提供視覺、聽覺、觸 覺等感官模擬的三維虛擬世界，用戶借助特殊的輸入/輸出設備，可與虛擬世界進行自然 交互。

當前的 VR 產品的硬件形態主要有外接式頭戴顯示器、一體式頭戴顯示器和頭戴式 手機盒子三類。

外接式頭戴顯示器是依靠外接計算設備（如 PC、家用游戲主機及其他智能設備等） 進行控制與存儲，由頭戴顯示器實現 VR 效果呈現的產品，也是目前市面上技術含量最 高、沉浸感最強、使用體驗最佳的 VR 產品類型。目前市場上的外接式頭戴顯示器的主 要產品包括 HTC Vive、Oculus Rift、PlayStation VR 以及國產的蟻視頭盔、大朋頭盔等。 憑借著出眾的用戶體驗、成熟的技術支持和日趨親民化的價格，外接式頭戴顯示器已經成為當前 VR 產品的主流技術發展路線。

一體式頭戴顯示器為自帶顯示、控制和存儲設備，無需外接設備即可獨立運行的 VR 產品，一體式頭戴顯示器兼顧機能與便攜性，對制造工藝要求較高，代表性產品包括小 米 VR 一體機等。一體式頭戴顯示器產品性能相比外接式頭戴式顯示器略有差距，而攜 帶性和性價比相對于頭戴式手機盒子又顯稍低，因此較適用于兼顧性能和設備便攜性的 應用場景。

頭戴式手機盒子是指以智能手機作為顯示、控制、存儲設備，由手機盒子提供 VR 光學變換的產品。頭戴式手機盒子攜帶方便、造價低廉，加之智能手機普及率極高，早 期用戶對虛擬現實設備觀望心態濃厚，因而成為早期 VR 市場的主流產品之一，但受制 于智能手機性能，該類 VR 產品的用戶體驗受限，若未來智能手機運算處理能力大幅增 強，則頭戴式手機盒子類 VR 產品的顯示性能也有望進一步提升。

當前的 VR 產業正步入高速發展階段，產品形態基本成形，用戶畫像逐漸清晰，該 階段的 VR 產業有望隨著爆款產品的出現，進一步刺激市場對 VR 產品的需求，從而推 動產業開啟高速發展。根據信通院和中國產業信息網的預測，2019 年，全球 VR 市場規 模將達到 1000 億元左右，同比增速超過 50%，其中，中國 VR 市場規模約 310.2 億元， 同比增長約 36.35%。

未來，隨著 VR 技術、產業鏈配套和應用市場的進一步成熟，制約 VR 產品體驗的 障礙有望不斷突破，同時 VR 應用也有望更加豐富，并與移動通訊、傳媒、教育等產業 相互滲透，實現 VR 產業的進一步發展。

2.2. 從主流終端產品 Oculus 看 VR 產業鏈

憑借著廣闊的應用前景和市場空間，VR 產業吸引了 Facebook、三星、HTC 和華為 等眾多 IT 巨頭的大力布局，并有 Oculus、Vive 等多款 VR 產品陸續量產，產業生態日 趨完善。以 Oculus Rift 為例，一款外接式頭戴顯示器由光學器件、OLED 顯示系統、芯 片和外殼結構件組成。

2.3. 受益 VR 市場發展，VR 產業鏈迎來重大發展機遇

（1） 光學透鏡：

在 VR 產品中，光學透鏡通過折射光線，可使顯示屏幕上的圖像形成更大更遠的虛 像，從而實現沉浸式成像的效果。光學透鏡對 VR 產品的視場角和清晰度會產生關鍵影 響。視場角（FOV）是 VR 光學系統中成像邊緣與觀察點連線的夾角，人體雙眼的極限 視場角約 124°，最適視場角約 60°。隨著 VR 產業的發展，光學透鏡須在最適范圍內 盡可能增大 VR 產品的視場角，從而在 VR 成像中形成更為開闊的視野，提升產品的沉 浸感。

清晰度是表征 VR 光學成像效果的性能參數，一般來說，光學透鏡的中心成像質量 最清晰，越到邊緣成像的質量越差。因此，整個光學透鏡有多大的高質量成像區域是 VR產品性能的關鍵指標之一。隨著 VR 產品的升級，VR 光學透鏡會采用非球面設計、復 合無色差鏡組等方式，降低軸外像差，從而提高邊緣的成像品質。

大視場角、高清晰度 VR 產品有望推動高價值量光學透鏡的應用，同時，復合無色 差鏡組等高清晰度 VR 透鏡的應用也將隨 VR 產品出貨量增長而顯著提升光學透鏡用 量，從而為相關產業鏈廠商帶來新的增長機遇。目前，國內具備 VR 光學透鏡供應能力 的廠商主要包括聯創電子、歌爾聲學和舜宇光學等。

聯創電子主要從事光學鏡頭及影像模組、觸控顯示器件等光學光電子產品的研發和銷售。公司在屏下指紋模組鏡頭、手機鏡頭、車載鏡頭和運動鏡頭等領域積累深厚，具 備切入到 VR 光學透鏡的產業基礎，目前，公司正積極投入 VR 關鍵光學和光電部件的 研發，未來有望受益 VR 產業發展為光學鏡頭市場帶來的增長。

歌爾聲學主要從事聲學、傳感器、光電等精密零組件，以及 VR、智能穿戴等硬件 產品的研發、制造和銷售。公司在 VR 領域先發布局，光學透鏡進入索尼 PSVR 供應鏈， 市場競爭力顯著。未來隨著 VR 產品的不斷放量，公司有望受益 VR 光學鏡頭市場的增 長。

舜宇光學深耕光學零部件及產品領域，在光學透鏡及攝像頭市場具備突出的市場競 爭力。公司積極布局 VR 光學零部件市場，產品覆蓋玻璃球面、非球面光學透鏡等產品 領域，目前已有部分光學零部件產品進入 HTC Vive 供應鏈，未來有望受益 VR 產業發 展為光學鏡頭市場帶來的增量。

（2） 顯示屏

顯示屏是 VR 成像的核心部件，其分辨率、功耗和尺寸是左右 VR 產品用戶體驗的 關鍵要素。當前主流的 VR 產品 Oculus 和 Vive 均采用了 AMOLED 顯示方案，相比傳 統的 LCD 顯示，AMOLED 顯示在分辨率和發光效率上顯著提升。

隨著 VR 產品的發展，VR 顯示系統將進一步提升分辨率、刷新率并降低功耗，以 實現深度沉浸的功能需求。此外，VR 產品具備可穿戴屬性，傳統 OLED 顯示方案在尺 寸、重量等方面難以滿足 VR 產品輕量化的要求，因此，微顯示技術成為未來 VR 顯示 的發展趨勢之一。

微顯示主流技術路線包括 LCOS、Micro-OLED 和 Micro-LED 微顯示技術等。LCOS 是一種基于硅基的反射式液晶微型顯示方案，主要包括硅基 CMOS 晶圓層、鏡片層、液晶層、對齊層、ITO 導電玻璃層、外層保護玻璃等。LCOS 的優勢在于基底采用了半 導體材料單晶硅，因此擁有良好的電子遷移率，而且單晶硅可形成較細的線路，較容易實現高分辨率的顯示結構，反射式成像也不會因光線穿透面板而大幅降低光利用率，因 此提升了發光效率。憑借諸多競爭優勢，LCOS 技術成為了當前微顯示市場最主要的方 案。

Micro-OLED 微顯示技術是基于硅基的有機發光二極管顯示方案，除具有 OLED 自 發光等優勢外，也可實現超高分辨率及刷新率、低延時、體積小、功耗低等優異特性， 目前，業界已實現了的分辨率為 2048×2048、刷新率達 120Hz 且延時僅 10 微秒的 MicroOLED 顯示方案，在 VR 應用中具備顯著的市場競爭力。

Micro-LED 微顯示技術是將 LED 的發光單元進行薄膜化、微小化和陣列化，從而 讓每個單元小于 100 微米，與 OLED 一樣能夠實現每個圖元單獨定址和單獨驅動發光， 但與 OLED 相比，Micro-LED 的顯示壽命更長，同時響應速度可以達到納秒級別，比 OLED 更快。此外，Micro LED 還具有超高分辨率、高亮度和低功耗等諸多優勢。在 CES 2019 上，美國 VR 廠商 Vuzix 展出了配備 Micro LED 的 VR 眼鏡，與 OLED 相比，其MicroLED 能提供 10 倍的分辨率、100 倍的對比度以及 1000 倍的亮度，同時功耗縮減 一半，未來隨著 Micro-LED 技術逐步走向成熟，有望成為 VR 微顯示技術的最終發展路 線。

VR產品中AMOLED顯示屏的應用有望推動OLED面板及顯示模組用量顯著增長， 此外，LCOS 等新型微顯示技術的應用，也有望為顯示市場帶來全新的增長機遇，相關 產業鏈環節有望充分受益。

京東方在 AMOLED 面板領域積極投入，目前，成都、綿陽 AMOLED 面板廠已先 后量產，有望受益 VR 市場對 AMOLED 產品需求的逐步釋放。同時，公司在 OLED 微顯示器件領域提前卡位，投建了國內首條大型 OLED 微顯示器件生產線項目，未來隨著 以 Micro-OLED 為代表的微顯示技術在 VR 領域的應用推廣，公司有望率先受益。

韋爾股份收購標的北京豪威在 LCOS 微顯示等領域積累深厚，目前 LCOS 產品已經 在 AR 設備上實現量產，并與 Magic Leap 合作開展 LCOS 投影芯片的研發，未來有望受 益 VR 市場對 LCOS 微顯示產品需求的快速增長。

（3） 主控芯片

主控芯片是 VR 產品實現運行控制和數據處理的核心，VR 主控芯片性能的不斷提 升，可以顯著改善 VR 產品在高品質圖像處理、高速無線通信和多傳感器信息融合等方 面的功能體驗，推動 VR 產品升級。

隨著 VR 應用的逐步拓展，VR 產品出貨量將保持快速增長，通用主控芯片的出貨 量隨之增長，同時，VR 專用芯片的發展，也將為主控芯片市場帶來新的增長機遇。目 前，市場上主要的 VR 主控芯片廠商包括高通，三星、聯發科以及全志、炬芯等。

（4） 傳感器

傳感器是 VR 產品感知用戶動作并實現功能反饋的核心部件，也是實現 VR 沉浸式 交互的重要環節。VR 產品中傳感器的應用十分廣泛，包括光線感應傳感器、加速度計、 陀螺儀、地磁傳感器和眼動追蹤傳感器等，其中光線傳感器用于實現 VR 設備的自動喚 醒，加速度計用于感知 VR 設備的運動方向和加速度，陀螺儀用于計算 VR 設備運動的 角速度，地磁傳感器用于對 VR 設備的定位，加速度計、陀螺儀和地磁傳感器是 VR 產 品實現多自由度動作控制與跟蹤的核心部件。眼動追蹤傳感器是一項新興的傳感技術， 可以通過光學等方式判斷人眼聚焦位置的變化，并實現位置追蹤，是實現 VR 沉浸式體 驗的重大革新。

VR 產品的智能化水平將持續提升，而不同傳感器的應用將豐富 VR 產品的感知模 式，同時基于多傳感器的數據融合也將為 VR 產品實現精準和靈活的人機互動提供底層 技術支持。隨著 VR 應用的不斷豐富，VR 中搭載的傳感器數量有望持續增長，從而為 各個傳感器細分市場帶來新的增長機遇。

（4）整機制造

整機制造是將 VR 產品的各個零部件及模組裝配成整機的環節，隨著 VR 產品出貨 量的增長，VR 整機制造需求逐漸釋放。歌爾股份在 VR 產品整機代工領域先發優勢顯 著，并擁有如 Lens（光學模組），納米壓印、光波導技術等眾多 VR 核心技術，市場競 爭力十分強勁，有望率先受益 VR 整機代工市場的快速發展。

3. 技術創新+應用拓展，AR 產業加速騰飛

3.1. AR 產業逐漸成熟，市場加速啟動

AR（Augmented Reality）是一種通過實時計算影像位置及角度，生成相應虛擬場景 的技術，這種技術可以通過全息投影，在鏡片的顯示屏幕中將虛擬世界與現實世界疊加， 且操作者可以通過設備進行互動。

目前市面上主流的 AR 產品分為三類，分別是頭戴式顯示，手持式顯示和以 PC 顯 示器、HUD 為代表的空間顯示器。

頭戴顯示器由一個頭戴裝置以及與之搭配的一塊或多塊（微型）顯示屏組成，智能 AR 眼鏡便是頭戴顯示器的典型產品之一。頭戴顯示器可將現實世界和虛擬物體的畫面 重疊顯示在用戶視野中，實現現實世界的增強畫面。同時，先進的頭戴顯示器通常搭載

多自由度的傳感器，用戶可以在前后、上下、左右、俯仰、偏轉和滾動六個方向自由移 動頭部，而頭戴顯示器 AR 產品能夠根據用戶頭部移動的動作進行相應的畫面調整。

手持式顯示是以智能手機作為 AR 移動終端的代表產品，經過多年的更新換代和功 能優化，智能手機顯示器分辨率越來越高、處理器越來越強、相機成像質量越來越好、 傳感器越來越豐富（提供著加速計、GPS、羅盤），諸多優勢使得智能手機成為了天然的 AR 平臺，也是現階段 AR 應用的最容易落地的場景之一。

空間顯示器是將虛擬內容直接投影在現實世界中的 AR 產品。空間顯示器往往固定 在物理世界中，而周邊任何物理表面，如墻面、桌面甚至是人體都可以成為可交互的 AR 顯示屏。隨著空間顯示器尺寸、成本、功耗的降低以及 3D 投影的不斷進步，各種全新 的 AR 交互和顯示形式正在不斷涌現，顯著拓寬了空間顯示器 AR 產品的應用場景。

目前，PC 顯示器和移動終端 AR 產品的市場普及度略高于以 AR 眼鏡為代表的頭 戴式顯示器產品。但由于 AR 眼鏡可以突破屏幕的限制，可將整個物理界面作為 AR 交 互界面，因此有望成為未來 AR 產品的主流技術路線。

目前，AR 產業正處于市場啟動期到高速發展期的過渡階段，產業發展主要由技術 創新和應用拓展驅動，技術紅利特征顯著。未來有望吸引更多廠商進入 AR 市場。隨著 技術體系的成熟、產業鏈構建的完善以及產品形態和內容平臺的豐富，AR 有望在更多 場景實現落地。未來AR產業有望發展成為一個軟硬結合，且匯集大量優質內容的平臺， 屆時也將迎來真正的高速增長期。

5G 通信技術將推動 AR 技術的大規模落地，5G 帶來的高速通信將減輕硬件的運算 負擔、提高 AR 設備的視覺處理效率和追蹤精確度、提供低時延的用戶體驗。未來幾年， 隨著業界與學界對相關技術踏實的探索和市場對技術的驅動與修正，AR 產業的市場將 逐漸培育起來。 根據信通院和中國產業信息網的預測，2019 年，全球 AR 市場規模將 達到 262.89 億元左右，同比增速超過 120%，其中，中國 AR 市場規模約 16.4 億元，同 比增長超過 160%。

3.2. 從主流終端產品 HoloLens、Magic Leap One 看 AR 產業鏈

目前市場上主流的 AR 產品有兩個。一個是 Microsoft HoloLens ，這款產品是微軟 2015 年推出首個不受線纜限制的全息計算機設備，能讓用戶與數字內容交互，并與周圍 真實環境中的全息影像互動。一個是 Magic Leap One，這是由 Magic Leap 公司 2017 年 推出，實際上是三個設備的集合，具體分別為 Lightwear 頭顯、內含處理器的 Lightpack 和擁有 6 個自由度的手持遙控器 Control。

HoloLens 1 搭載 Windows 10 操作系統，基于 LCoS 投影顯示技術，內置 CPU、GPU 和 HPU（全息處理器），集成慣性傳感器、環境光傳感器、混合現實捕捉傳感器等，并 采用 SLAM（即時定位與地圖構建）技術。HoloLens 擁有 6 顆攝像頭（1 顆深度攝像頭、 4 顆環境感知攝像頭和 1 顆 200 萬像素攝像頭）。其中，深度攝像頭是基于飛行時間原理 （ToF）技術的紅外測距攝像頭，作用是實現手部追蹤、表面重構和目標位置確認；4 顆 環境感知攝像頭是灰度攝像頭，作用是創建環境地圖；200 萬像素攝像頭的功能是拍攝 2048 x 1152 分辨率的圖片和錄制 1408 x 792 分辨率的視頻。

Magic Leap1 的光學部分：依次為 6 個 LED 光源、LCOS 微顯示屏、準直透鏡，LED 光源引至偏振器、將圖像重新聚焦至光波導鏡片上的偏振器，以及分別攝入 6 個不同的 彩色斑點的衍射光柵。

Magic Leap1 的主板：紅色：英偉達 Tegra X2“Parker”架構處理器，內置 Pascal 架 構 GPU；橙色：2 顆三星 K3RG5G50MM-FGCJ LPDDR4 內存，共 8GB；黃色：譜瑞科 技 Parade 8713A 雙向 USB 驅動 IC；綠色：Nordic Semiconductor N52832 射頻芯片；青色：瑞薩電子 9237HRZ 升降壓電路芯片；深藍：英特爾 Altera 10M08 MAX 10 FPGA； 紫色：美信半導體 Maxim MAX77620M 電源管理 IC。

3.3. AR 核心技術與產業鏈分析

（1）光學

AR的光學是指在眼球的正前方將AR虛擬圖像與現實世界光線相融合的光學器件， 目的是實現“虛實融合”的視覺效果。通常 AR 眼睛中的光學技術有光波導、自由曲面技 術、偏振分光棱鏡技術等。光波導技術名稱取決于它的形態，是一塊厚度在 1.5mm-3mm 之間的平板玻璃，能夠通過折疊光路來實現鏡片式 AR 顯示的技術。光波導技術的視角 通常在 30°到 60°的理論值。自由曲面技術最早期飛行員頭盔顯示的技術發展而來，圖像 信息通過經過計算的非球面反射進入人眼。偏振分光技術是把自由曲面的反射面做成平 面，同時又使用透射式的鏡片做放大等光學處理，結構和自由曲面棱鏡一樣。

光波導技術有望成為 AR 眼鏡的主流光學解決方案。在 AR 眼鏡中，要想光在傳輸 的過程中無損失無泄漏，光的全反射是關鍵。光機生成圖像光影后，光波導可將光耦合進自身的玻璃基底中，并通過全反射的原理，使光傳輸到人眼前方實現成像。其中，波 導是實現圖像穩定和清晰傳輸的關鍵部件，有望成為 AR 眼鏡的主流光學解決方案。

對于 AR 眼鏡的終極形態有很多的討論，但一般認為，眼鏡最終會向著更輕，更薄， 更智能的方向去發展，最理想的 AR 眼鏡，或許長得就與我們現在戴在頭上的近視眼鏡 一個樣。光波導的這種特性，對于優化頭戴的設計和美化外觀有很大優勢。因為有了波導這個傳輸渠道，可以將顯示屏和成像系統遠離眼鏡移到額頭頂部或者側面，這很大程度上降低了光學系統對外界視線的阻擋，并且使得重量分布更符合人體工程學，從而改 善了設備的佩戴體驗。

光波導總體上可以分為幾何光波導（Geometric Waveguide）和衍射光波導（Diffractive Waveguide）兩種，幾何光波導就是所謂的陣列光波導，其通過陣列反射鏡堆疊實現圖像 的輸出和動眼框的擴大，代表光學公司是以色列的 Lumus，目前市場上還未出現大規模 的量產眼鏡產品。衍射光波導主要有利用光刻技術制造的表面浮雕光柵波導（Surface Relief Grating）和基于全息干涉技術制造的全息體光柵波導（Volumetric Holographic Grating）， HoloLens 2，Magic Leap One 均屬于前者，全息體光柵光波導則是使用全息 體光柵元件代替浮雕光柵，蘋果公司收購的 Akonin 公司采用的便是全息體光柵，另外 致力于這個方向的還有 Digilens。這個技術還在發展中，色彩表現比較好，但目前對 FOV 的限制也比較大。

光波導技術已成為各大巨頭都在追逐的光學明星方案。微軟的 HoloLens 采用全息 光波導的技術，成為當前產品效果較為突出的 AR 眼鏡；Magic Leap 曾憑借自己“吹噓” 的光纖掃描光場技術，融資超過 20 億美元，不過近來專利顯示其放棄了難以攻破的光 纖掃描技術，轉為多層光波導；Google 曾與采用陣列光波導的 Lumus 洽談收購；蘋果 與廣達電腦合作研發基于波導 AR 眼鏡，18 年起在全球尋找光波導供應商；華為內部斥 資數十億研發光波導技術并在全球尋找光波導供應商。

中光學目前前瞻領域開發取得實質性進展，AR 波導產品、手機用全景棱鏡、屏下 指紋棱鏡產品開發成功并實現小批量生產，為后續發展奠定了良好基礎；福晶科技：AR 設備上游光學元器件供應商，與微軟長期合作聯合研發的 DOE 等相關元件用于 AR 眼 鏡 HoloLens，目前已經開發到第三代產品。同時公司配套 AR 龍頭客戶研發光學元器 件已久，在拋光、鍍膜等工藝段具有深厚積累，已經實現部分光學處理器件量產。蘇大 維格早在 2016 年便已成功研發出用于 AR 的“納米波導光場鏡片”。目前，公司已掌握 “頭戴式三維顯示光場鏡片”的設計與制造技術，自主研發了“納米波導光場鏡片”的高效 納米制備設備，并針對波導光場鏡片的特點，建立了“納米波導光場鏡片”設計加工能力， 有效擴大了 AR 視場角（FOV）。

（2）顯示

AR 設備的光學顯示系統通常由微型顯示屏和光學元件組成。上文已經介紹了光學 元件，目前市場上的 AR 眼鏡采用的顯示系統就是各種微型顯示屏和棱鏡、自由曲面、 BirdBath、光波導等光學元件的組合。其中，微型顯示屏主要包括 Micro-OLED、MicroLED 等自發光顯示器，以及搭配外部光源照明的 LCOS 微顯示器。憑借高亮度、高分辨 率、低功耗等諸多優勢，LCOS 微顯示技術不僅在 VR 領域具備廣闊的應用前景，在 AR 領域也獲得了廣泛的應用。

韋爾股份收購標的北京豪威在 LCOS 領域積累了十余年的技術研發經驗，并聯合 國際一流設備廠商合作開發了全世界首條 12 寸硅基液晶高清投影芯片產線，在 LCOS 領域的技術積累和工藝先進性均居全球同行業之首。目前北京豪威 LCOS 產品在 AR 領 域的客戶為 Magic Leap，其 AR 眼鏡的核心投影芯片使用了北京豪威的 LCOS 產品， 同時還搭載多顆北京豪威的 CMOS 圖像傳感器。同時北京豪威還正與 Magic Leap 合作 設計開發第二代用于 AR 眼鏡的 LCOS 投影芯片，預計 2019 年會正式發布并量產。

水晶光電是國內專業從事光學影像、LED、微顯示、反光材料等領域的研發與制造 企業，目前主營業務為光學、LED 藍寶石、反光材料和新型顯示四大業務板塊，生產的 光學相關元器件、LED 藍寶石襯底、微投光機模組、反光材料等核心產品均達到國內或 國際先進水平。

（3）3D Sensing

3D Sensing 就是將 2D 攝像頭轉化為 3D 數據，能夠使呈像顯得更為立體，并且實 現手勢識別、動作捕捉等人機交互方式。AR 就是在體驗過程中與現實世界緊密聯系， 在實際看到的過程中疊加虛擬的內容。而真正實現與現實交流那就要求捕獲并能快速反 饋更高清更真實的世界，就需要借助 3D Sensing。

目前市場上有三種解決方案，即結構光、TOF、雙目成像。結構光方案相對而言技 術成熟，擁有模組體積小，平面信息分辨率高、功耗較低的優點。但同時有容易受光圈干擾，識別距離較近等缺點。而 TOF 就沒有這些缺陷，但是 TOF 屏幕分辨率較低且功 耗大。雙目成像彌補了二者的缺點，但目前的技術不成熟且在昏暗條件下特征不明顯。 三種解決方案各有優缺點，需要根據不同場景制定。結構光是目前最成熟的方案，TOF 被看好應用在移動端，而雙目成像由于其技術難點較大，僅被應用于自動駕駛領域。

3D 攝像頭產業鏈與傳統攝像頭產業鏈相比主要新增加“紅外光源+光學組件+紅外 傳感器”等部分，其中最關鍵的部分就是紅外光源，主動感知的 3D 攝像頭技術通常使用 紅外光來檢測目標，現在常見的 3D 攝像頭系統一般都采用 VCSEL 作為紅外光源。產 業鏈相關紅外線傳感器的上市公司有 STM、AMS、Heptagon、Infineon、TI、索尼、豪 威等；產業鏈相關紅外激光光源的上市公司有 Finisar、Lumentum、II-VI、光迅科技等； 產業鏈相關光學組件的上市公司為福晶科技；而提供綜合技術方案的上市公司有 STM、 微軟、英特爾，德州儀器、英飛凌等。

（4）AI 芯片

AI 芯片又稱為 AI 加速器，是指專門用于處理人工智能應用中的大量計算任務的模 塊。（ 其他非計算任務仍有 CPU 完成）。 AR 的實現設計一系列計算：探測真實物體—— 計算物體的空間位置和方向——計算虛擬物體疊加的位置——渲染虛擬物體等。為避免體驗時的暈眩感以及實現實時顯示，對計算時間有較高的要求（一般不超過 20ms）。傳 統的 CPU 芯片無法實現大規模的并行計算；GPU 芯片在 AR 領域的處理運算能力遠大 于 CPU，但功耗太大且算法模式其本身的缺點，即延時過大，不適合 AR 應用。AR 需 要解決處理計算問題，需要專門的 AI 芯片。AI 芯片可分為應用于云端服務器和應用于 終端（移動端）兩大類。用于云端的 AI 芯片要求較高且芯片功耗大，并且還要求支持 多塊芯片組成一個計算陣列的結構以提升性能。用于終端的芯片注重低功耗，對計算效率的要求更高，可采用定點運算和網絡壓縮的方法實現運算速度的加速，這類芯片被稱 為神經網絡處理單元，即 NPU。

目前已出現在市場上的的 AR 設備例如 HoloLens 1，Magic Leap1 中都沒有搭載 AI 芯片，而研發 AI 芯片也將是巨頭們下一步發展的目標。微軟表示 HoloLens 2 中人工智能芯片的最終目標是加入專門的計算能力，去完成圖像識別和語音識別等復雜任務。這 有可能給 HoloLens 帶來獨特的功能和更快的處理速度。

移動端有高通系列、三星Exynos9 系列等處理器，華為的麒麟 970、980和蘋果A11、 A12 搭載了 NPU。這 幾款芯片的性能相對于上一代產品而言均有大幅度的提升。華為麒 麟 970 處理 AI 任務時能提效 50 倍，性能提升 25 倍。而麒麟 980 又比 970 性能提升了 37%，效能提升了 58%。蘋果 A12 性能核速度提升 15%，機器學習能力提高了 9 倍。如 此強大的計算能力為 AR 在移動端的應用打下了良好的基礎。驍龍 855 搭載了高通第四 代 AI 引擎，運用 CPU+GPU+DSP 的方式為 AI 提供算力，和驍龍 845 相比 AI 性能提升 3 倍。未來憑借極高的處理計算能力，裝載 NPU 的芯片將會成為趨勢。

3.4. AR 有望成為繼 PC 和智能手機之后的下一代通用計算平臺

PC 和智能手機是各自時代下的主流通用計算平臺。在互聯網時代，科技、商業、 教育和傳媒等領域的信息化進程逐漸深入，而 PC 憑借著強大的計算能力，賦能眾多產 業領域和應用場景，成為了消費電子市場的首個通用計算平臺。

在移動互聯網時代，智能手機憑借著更加自然的交互和更加靈活的應用方式，不僅 承接了部分基于 PC 的傳統互聯網應用，同時也衍生出了更為豐富的移動互聯網應用形 態，成為了當前最具代表性的通用計算平臺。

而在未來的萬物互聯時代，AR 具備成為下一代通用計算平臺的突出潛力。首先， 依托 5G 和云計算等技術的助力，AR 可實現端云并行計算，進一步提升產品算力；同 時，借助于眼動追蹤、手勢控制等技術的運用，AR 的交互方式相比智能手機將更進一 步完善，用戶體驗會更加自然和友好；此外，AR 應用有望突破智能手機屏幕的限制， 實現數字世界和物理世界的融合，進一步推動 AR 在科技、商業、教育和傳媒等垂直領 域的應用創新，未來的發展空間十分廣闊。

4. 內容生態趨于完善，VR/AR 打開廣闊應用市場

4.1. 應用落地，VR/AR 作為工具的實用性開始顯現

當前 VR 視頻類、游戲類等基礎娛樂與 VR 結合的場景已經出現，這些初步應用的 場景一般產業成熟度高，有比較好的用戶基礎，用戶使用頻度高，終端種類豐富，VR 的 引入既有傳統內容的新體驗，又有高沉浸感和強臨場感的體驗。這個階段的場景通常是 原有應用的延伸，門檻比較低，可以培養用戶使用 VR 習慣。

隨著技術的成熟，VR/AR 的應用場景會朝教育、營銷、電競館、健身、音樂、K 歌、 醫療等產業技術較為成熟但內容豐富度不夠、終端難以完全無繩化（有些場景需要有繩頭顯和外部定位器保障體驗，實時渲染還在本地）的場景發展。內容缺乏、終端成本過 高， 影響了這些使用頻度高的場景的普及。一旦內容和渲染上云平臺， 好的內容會得到 高效循環使用， 可降低用戶的消費門檻， 促進用戶消費。

對于那些專業化程度高、對體驗的要求高的場景，屬于 VR 技術引入并實現云化的 后期階段。包括醫療、旅游、房地產等等。

基于目前的產業發展狀況，VR+行業應用的商業模式處于較為早期階段，通常以分 成的方式實現整條產業鏈的變現。

根據 IDC 預測，在 5G 網絡、AI 技術帶動下，VR/AR 市場將繼續增長，其中，VR 在各個行業的應用市場將會率先受益。手機 VR 市場也將進入快速增長期，其中 2019 年 VR 游戲市場將增長 75%，到 2023 年，將會有超過十億人次每年至少訪問一個安裝 VR 設備的消費場所。商用市場權重進一步增長，特別在教育市場，受到政策傾斜和教育投 入增大影響，預計超過 1000 所學校將采用 VR/AR 技術。到 2024 年，55%的中國大中 型企業將為部分員工部署 AR 硬件，其關鍵驅動因素是 AR 會幫助企業提升工作效率。

4.1.1. VR 視頻行業：顛覆傳統，“內容”為主，VR 為輔

突破宣發渠道限制，促進“內容創作”蓬勃發展。在電影宣發環節，5G 時代數據顆 粒度降低，影視內容分發精準度提升，改善目前同質化內容過剩、部分影視劇“叫好不叫 座”的情況。在內容制作領域，未來隨著宣發手段和效率改善，將進一步促進“內容創作” 蓬勃發展，影視行業有望再次迎來百花齊放狀態。

院線發展側重“真實感”和“沉浸感”。改變傳統運營模式 5G 時代，目前 VR 技術的 由于延時所帶來的“暈眩感”將明顯改善，提升用戶的觀影體驗。同時，5G 時代，影院更 多以“體驗”為核心，擴大提供影片范圍，可能以類似“網吧式”的單對單 VR 觀影方式， 進一步滿足消費者不同內容需求，提升消費水準。VR 電影可突破傳統電影限制，用戶可從任何位置和角度觀影，并且可以重復觀看，參與不同的互動，從而提升新鮮感?！吨?國 VR 用戶行為研究報告》顯示，在中國 VR 重度用戶偏好的應用類型中，巨幕影院和 全景視頻是最受歡迎的品類。

VR+視頻市場潛力大，視頻內容（直播+影視）將成為國內 VR 消費級內容領域重要 的組成部分，根據艾瑞咨詢的預測，至 2021 年，中國 VR 消費級內容市場規模有望達 到 278.9 億元，其中，國內 VR 視頻內容的市場規?？蛇_ 132.5 億元，占中國 VR 消費級 內容市場的比例為 47.5%。

4.1.2. VR+營銷/健身/音樂

VR+營銷：通過 VR 技術讓消費者穿越到品牌現場、與產品零距離互動。讓消費者可以主動挑選喜歡的事物和視角，切身感受產品優勢，通過消費者體驗來刺激購買欲， 達到營銷的效果。VR 營銷的賣點在于對用戶感官的刺激，讓用戶在家中就能夠全方位 了解產品，甚至模擬使用產品。

VR+健身：用戶在健身時可以在虛擬世界中隨時切換虛擬健身場景，或者與異地好 友在虛擬世界中共同健身 PK，達到健身、娛樂與社交融合的目的。

VR+音樂：VR 視覺與聽覺的相互融合，帶給用戶一種全新的且身臨其境的音樂體 驗方式，如同身臨演唱會現場或棲息在幽靜的深山叢林中，等等。

VR+教育：教育擁有廣大的 B 端與 C 端市場，用戶購買力也強。通過 VR 技術來構 建虛擬學習環境，可充分調動學生的感官和思維去體驗，打破傳統教育的“教室”壁壘， 讓學生在更多元生動的情景下高效學習。通過形象、生動、直觀的形式來掌握知識，如虛擬實驗室、宇宙中的天體運動、生物中的微觀世界等，將抽象、不易理解的知識以形 象、生動、直觀的形式呈現，學習者使用 VR 設備就可以進入虛擬的課堂中沉浸式地“體 驗”知識，而不再是枯燥地死記硬背。

4.1.3. VR+直播：豐富的場景特效和自主沉浸的交互開辟直播全新形態

5G 推動 VR 數據傳輸速率和時延特性大幅改善，有望推動 VR 在直播領域的應用 落地。從內容側來看，VR 的虛擬場景可以豐富直播的內容形態，提供人像級、屏幕級 和場景級的特效。在 2019 年世界物聯網博覽會上，中國移動通過 VR 全景攝像頭對現 場進行全方位視頻采集后，利用 5G 網絡高速回傳 VR 視頻畫面源，從而打造出 360° 的立體畫面，提供了全新的會展直播形態。

從用戶側來看，VR 可以提供更加自主和沉浸的交互體驗，2018 年，英特爾借助 TrueVR 技術，對韓國平昌冬奧會進行了超過 50 個小時的 VR 直播。英特爾 TrueVR 技 術在每場比賽中，采用多個攝像機點位拍攝，打造交互的 360 度虛擬環境。觀眾可以自 由選擇多個視角來觀看比賽，營造真正的沉浸式體驗。

受益于 VR 技術在直播領域的滲透，VR 直播市場有望高速增長，盡管目前 VR 直 播市場尚處于起步階段，但增速十分可觀。根據艾瑞咨詢的預測，2021 年，VR 直播的 市場規模可達 44.6 億元，在整個消費級 VR 內容市場占比為 16%。

4.1.4. VR/AR+游戲：科技提升游戲趣味

VR/AR 將進一步推動游戲的“趣味性”和“互動性。風靡全球的 AR 游戲 Pokemon GO，2018 年收入 7.95 億美元，同比增長 35%，上線 2 年，依舊保持快速增長。Pokemon 的成功充分驗證了優質 AR 游戲的長期價值，未來 5G 技術更新，其中游戲角色可以和用戶加深“互動性”，比如捉迷藏，交流，玩游戲等進一步提升趣味性，加強體驗感。

VR/AR 游戲終端有一定成熟度，視覺滿足當前體驗，但網絡需建設。當前大多數 VR 頭顯，都可以支持起 3DoF 的輕量級游戲。玩家通常注重游戲交互性，對清晰度的 敏感程度不如觀看視頻時高，因此分辨率在 2K 到 2.5K 也得到玩家接受。雖然游戲端終 端的成熟度較高，但真正要達到用戶不錯的體驗，需要全視角 8K，因此設備的發展也 還有很長的路要走。

另一方面是網絡的延遲，要滿足用戶入門級的體驗，網絡至少要 200Mbps 的帶寬， 否則會出現延遲卡頓現象，導致頭暈、體驗差等等。

VR/AR 游戲將駛入快車道。目前，VR/AR 游戲內容豐富，也是用戶最愿意付費體 驗的應用場景之一，未來隨著硬件價格降低，VR/AR 游戲將駛入快車道。根據易觀的預 測，到 2020 年，全球 VR 游戲市場將達到 149.5 億美元的市場規模。SuperData 和 Unity 聯合發布的報告也表示，2016 年所有 VR 軟件營收中，VR 游戲幾乎占據了一半的市場， 可見潛力之大。

4.1.5. VR/AR 或將帶來下一代互動娛樂產業的革命性變革

VR/AR 游戲有望在 5G 時代結合云計算的普及成為游戲產業的新機會。游戲的發展史上，從主機、端游到手游，每一次引起產業革命性進步的因素主要在于交互模式的劃 時代變革。VR/AR 或將成為下一代互動娛樂產業的革命性變革。

5. VR/AR 市場快速發展，產業鏈公司機遇將至（略，詳見報告原文）

5.1. 歌爾股份：VR 蓄勢，TWS 正揚帆

5.2. 水晶光電： 布局 3D 感知，AR 新機遇

5.3. 聯創電子：光學業務為主，多領域應用