VR设备专题:Pancake迎来渗透加速,产业链受益硬件升级

摘要

VR将是下一消费算力平台,有望定义移动终端新形态。智能手机表现持续低迷背景下,消费电子行业步入下行周期,只能通过自下而上的方法去寻找增量机会。VR作为元宇宙的关键交互入口以及消费电子下一风口,不论是硬件性能缺口或是应用场景延伸方面都颇具想象空间。随着Meta、字节跳动和苹果等巨头纷纷入局VR,行业进入快速发展阶段,硬件设备不断优化,应用场景不断拓展,下游需求和商业模式也逐步清晰,VR渗透有望进一步提速。2023年将是VR硬件大年,光学和显示迎来重要升级。设备厚重和眩晕感一直是VR设备饱受诟病的痛点,光学和显示作为决定VR设备使用体验的关键零部件,一直是近些年VR厂商重点突破课题。一方面,Pancake光学方案的技术和生产工艺愈发成熟,成本造价逐渐贴近消费级价格,大规模商用在即。另一方面, Fast-LCD凭借高性价比成为当前主流显示方案,短期有望搭配Mini LED背光实现显示性能加强,考虑到Mini LED产业链较为成熟,将成为Pancake配套升级首选。Pancake更符合VR轻便化发展趋势。2022年,以Meta Quest Pro和Pico 4为代表的VR新品,以及预计2023年发布的苹果MR设备,均搭配了Pancake光学方案。Pancake光学方案又称为折叠光路方案,作为VR短焦光学方案之一,Pancake在缩短了VR光学总长(TTL)的基础上,大幅度缩减了VR设备的厚度和重量,目前常规的非球面透镜和菲涅尔透镜的TTL大约在40-50mm,而Pancake方案可以实现TTL缩减50%,厚度减到18-25mm,是当前VR设备实现轻便化的最优解。未来,Pancake的多透镜设计有望叠加眼动追踪和可变焦显示技术,将有效缓解视觉辐辏调节冲突带来的眩晕问题。短期聚焦Mini LED, 未来展望Micro OLED。随着Pancake逐渐成为消费级VR设备的首选光学方案,Fast-LCD屏幕在采用了Mini LED背光源之后,在显示亮度方面有了明显提升,能够弥补Pancake方案光损高的缺点。我们认为,沉浸感作为VR代名词,在Pancake应用趋势高度确定下,Fast-LCD+Mini LED背光的显示方案弥补Pancake透光率的问题,进一步完善短焦VR产品的使用体验,两者搭配有望成为未来1-2年VR硬件端撬开消费市场的黄金组合。放眼未来,Micro OLED具备轻薄、能耗低、发光效率高等优点,在技术和市场发展下,当Micro OLED具备成本竞争力的时候,将迎来爆发拐点。投资建议:2021年,Quest 2率先在消费端取得实质性进展,实现千万销量阈值的突破,对VR行业具有提振信心作用。我们认为,2023年将是VR行业的新一轮景气周期,主要原因有两点:1)Pancake光学应用的高确定性带来硬件端的配套升级,使得VR设备产品完成度得以优化,进一步撬开下游消费市场;2)Quest 3和苹果MR有望在2023年发布,前者有望继续延续上一代产品的亮眼表现,后者有望重新定义VR设备,两者结合将为VR后续发展注入强劲动力。投资标的方面:首先,苹果MR将在2023年发布,作为苹果对元宇宙交出的第一份答卷,有望重新定义VR设备新形态,建议关注相关果链企业;其次,Pancake作为VR实现轻便化的主要途径,伴随Meta、Pico和苹果等头部品牌纷纷入局,成为下一代主流光学方案具有高度确定性,建议关注Pancake产业链公司;同时,Mini LED作为背光技术搭配Fast-LCD能够很好弥补Pancake透光率问题,且Mini LED产业链更加成熟,在VR领域短期应用更具性价比。风险提示:1、新冠疫情反复危险:类似光学膜等关键原材料仍高度依赖进口,如果后续疫情持续反复,将会对VR产业链造成冲击,加剧原材料供应紧张程度,并影响VR零部件以及终端设备的生产及交付;2、下游需求不及预期:当前全球经济处于下行周期,若后续下游消费需求不及预期,将影响VR行业发展,相关产业链企业收入和业绩可能不及预期;3、技术突破不及预期:当前VR硬件端处于技术变革关键时期,若后续在光学以及显示等技术方面未取得有效进展,将会影响VR设备的使用体验;4、政策支持不及预期:VR行业处于关键发展时期,相关产业链环节在国内仍处于起步阶段,需要政府政策的引导和扶持,后续若政策落地不及预期,行业发展可能面临困难。



01VR将是下一消费算力平台,有望定义移动终端新形态

1.1 以硬件升级为引,VR进入新景气周期VR/AR设备将是下一代消费级算力平台。在常规生活使用场景中,当前智能手机和电脑均处于性能过剩阶段,芯片先进制程的推进在相关消费领域将不再具有突出性价比。展望未来,VR/AR设备作为技术密集型产品,集成了光学、传感、通信、人体工学等多种技术,不论是在提高沉浸度和优化产品完成度环节,亦或者是新技术开发应用方面,都存在明显算力黑洞,是新一代消费级算力平台。现阶段AR主要在B端市场集中发力。由于核心技术以及产业链成熟度不足等问题,当前AR整体发展明显落后于VR,据Wellsenn XR统计数据,2022年全球AR出货量仅为42万台。当前AR主要通过增强现实技术的特性聚焦于B端领域,具体应用场景包括像教育培训、工业制造、医疗手术等,在消费端方面,现阶段AR仍处于探索阶段,自2022年开始,以Rokid Air、影目Air、雷鸟Air为代表的消费级AR产品陆续推出,尽管出货量表现一般,但仍是AR在国内消费市场开始探索的重要信号。VR出货突破千万,实现C端重要跨越。2021年,全球VR市场出货量突破千万,成为整个行业标志性事件,VR产业也借此形成向消费级市场的重要跨越。近些年互联网巨头纷纷入局,一方面,产品迭代加速助力使用体验不断优化,应用生态也持续完善丰富;另一方面,VR产业链和生产工艺逐步成熟,加上终端品牌的有意补贴,使得VR设备价格持续下探,大大降低了潜在用户的体验成本,两者叠加下,VR行业迎来实质性复苏。VR设备主要分为移动式、分体式、一体式三种形态。移动式VR设备(VR手机盒子)为VR设备早期形态,设备本身只配置有由镜片组成的光学系统,显示系统以及计算系统需要依靠智能手机,作为产业过渡性产品,其使用体验以及应用场景都十分局限。而分体式VR设备则主要连接电脑和游戏主机等外接设备,在外接设备硬件性能有足够保障时,使用沉浸感将明显优于移动式VR设备,但是分体式VR设备也存在便捷性方面的问题,除了使用时需要同时启动外接设备之外,其设备间的连接线缆也会影响使用体验。一体式VR设备通过内置独立处理器,解决了线缆束缚的问题,使用自由度更高,尽管存在机身过重等方面的问题,但各大厂商也在不断探索优化方案。从综合体验角度来看,一体式VR设备仍然是C端用户体验元宇宙的标准答案。

回顾过往,VR发展并不一帆风顺。2014年推出的Oculus Rift标志着VR设备真正步入民用阶段,随后在2016年,VR产业迎来了爆发期,VR硬件设备不断推出,吸引了大量的用户和资本入场,但由于产品完成度低以及缺少优质内容等问题,行业发展碰到较大阻碍,紧接着进入了瓶颈期,直至2020年全球疫情爆发,VR设备需求快速增长,VR行业才迎来缓慢复苏。而2021年是VR行业的高光元年,首先,字节跳动以90亿收购国内头部VR设备厂商PICO,正式入局VR产业。其次,Oculus Quest 2的市场成功,成为第一款现象级VR产品,助力全球VR设备出货量突破1000万部阈值,成为VR由B端向C端实现跨越的象征性拐点。展望2023,VR迎来硬件大年。2022年,先是Pico发布新品Pico 4,后有Meta发布Quest Pro,作为VR行业风向标,两家头部厂商为VR硬件的发展及演进奠定了基调,即是轻便化。两款新品均搭配了Pancake光学模组方案,相较于菲涅尔透镜方案减重50%,大幅度提高了用户佩戴舒适感,有望成为未来VR设备主流光学方案。另一方面,2023年苹果将发布第一代MR设备,作为苹果为元宇宙交付的第一份答卷,有望复刻曾经iPhone4的辉煌时刻,重新定义VR设备,从而引爆市场行情,为VR硬件出货注入增长动力。

产业利好政策不断,行业空间愈发清晰。自2016年“十三五”规划提出大力建设虚拟现实产业之后,相关支持政策持续推出,2022年11月,工信部、教育部、文旅部等五部门联合发布了《虚拟现实与行业应用融合发展行动计划(2022—2026年)》,该计划指出2026年国内虚拟现实产业总体规模(包括软硬件以及应用等领域)将超过3500亿元,虚拟现实终端设备销量超过2500万台,并培育出100家具有较强创新能力和行业影响力的骨干企业,打造10个具有区域影响力、引领虚拟现实生态发展的集聚区,建成10个产业公共服务平台。

1.2 短期VR出货承压,长期增长格局不变预计2025全球VR设备出货量将达3500万台。根据Wellsenn XR统计数据,2021年全球VR设备出货量达1029万台,同比增加72%,主要得益于Quest 2在海外市场的成功。2022年在全球经济下行以及消费需求疲软的背景下,Meta和Pico 销量不及预期,2022年全球VR设备出货量同比下降4%至986万台。随着VR软硬件协同发展,以及生态建设不断完善,预计未来VR设备出货量将保持稳定增长趋势,2025年将增长至3500万台,2022-2025年年复合增长率达53%,是当前低迷消费电子行业的细分增量市场之一。

2022年国内VR设备出货量达121万台。根据Wellsenn XR统计数据,2021年国内VR设备出货量达38万台,2022年国内VR设备出货量实现同比增长218%,合计达121万台,2022年第四季度出货量创新高达35万台,同比增加170%。其中,Pico通过双十一等促销手段实现快速放量,四季度出货约22万台,其余品牌类似大朋、NOLO、YVR、爱奇艺等四季度销量较三季度也有明显增长。2022年9月发布的Pico 4作为字节跳动入主Pico后的第一款打磨产品,直接对标Quest 2,在部分硬件性能上均有所超越,未来有望进一步点燃国内VR市场的消费热情。

在竞争格局方面,Meta以断崖式领先占据全球市场份额第一。根据Wellsenn XR统计数据,2022年Meta市场份额高达80%,以绝对领先优势排列第一,Pico则以10%的市场份额位列其后。由于Meta的VR产品并未在中国大陆发售,因此国内市场主要以国产品牌为主,随着字节跳动收购Pico,在产品力打造以及品牌推广进行资源倾斜,Pico的市占率得到进一步攀升,2022年Pico在国内市占率达66%,位居国内市场首位。

以补贴换取流量,以流量反哺生态建设。当前VR市场仍处于早期推广阶段,头部品牌如Meta和Pico主要以补贴作为主要推广手段,其中,Quest 2在较Quest 1有明显性能提升的前提下,起售价仍低于上一代产品100美元,而Pico Neo 3则推出了打卡180天返现50%的促销活动。宛如早期智能手机的生态建设过程,现有VR品牌的首要目的是不惜成本的将硬件设备进行铺开,只有当用户数量积累到一定规模,才能吸引更多的开发者来打造爆款软件,从而再次吸引新一批用户,在不断试错和优化中形成生态系统的良性循环建设。尽管Meta凭借Quest 2的优异表现率先在出货量方面突破1000万台,且2022年全球VR设备市占率高达八成,但依旧无法弥补庞大的亏损缺口,根据Roadtovr统计数据,Meta的Reality Labs(VR研发部门)在2022Q3单季度实现营收2.85亿美元,同比下降48.9%,而亏损却高达36.72亿美元,基于业绩端的压力,2022年8月Meta宣布Quest 2的起售价提高100美元,意味着硬件补贴将暂告一段落。

长路漫漫,终有曙光。我们认为,短期硬件端并不是也不能成为VR产业的核心盈利手段,智能手机和互联网仍有借鉴价值,以硬件铺底,切入广告、增值服务等手段才是可持续的商业模式。尽管VR行业发展道阻且长,诸如Meta等行业巨头也无法长期承受补贴政策和研发投入带来的巨大压力,但是就像2011年全球智能手机出货量首次超过PC之前,无人能够预知到如今智能手机带来的创新改变一样,VR设备作为元宇宙的关键硬件入口,未来仍有巨大想象空间。1.3 硬件创新不断,下游拓展不停产业链方面,VR设备的上游主要为设备零部件以及OEM/ODM代工,其上游零部件又可以分为头显核心零部件、其他零部件和配套外设,中游位置为各VR终端品牌,包括Meta、Pico、大朋等,下游应用场景又分为B端和C端,涉及娱乐、健身、影视、社交等领域,其中游戏为当前VR设备最主要的应用下游。

头显核心零部件在VR硬件成本占比接近八成。具体而言,VR头显核心零部件主要分为芯片、显示模组、光学模组、传感器、通信模组和声学器件,根据Wellsenn XR拆解Pico 4报告,芯片为消费级VR设备的关键成本,占比约31%,其次为显示模组和光学模组,占比分别为23%和12%。

从产业链分布来看,国内VR产业发展均衡,覆盖整机设备、光学、显示和声学等关键链条。整机制造环节,歌尔股份国内领先,代工 Pico 系列和Quest 系列;光学领域上市公司包括欧菲光、水晶光电、三利谱;LCD 显示环节京东方拟投资 290 亿元在北京建设采用 LTPO(低温多晶氧化物)技术的第 6 代新型显示器件;摄像头领域韦尔股份国内领先。

游戏为VR现阶段最核心的应用场景。由于2020年全球疫情爆发,居家时长的拉长导致了对游戏等居家活动需求的提升,叠加Quest 2的高性价比已达到消费级水平,从而促使VR行业逐步得到复苏,根据Mordor intelligence数据,2020年游戏在全球VR用户应用场景占比达50%,其中,音乐节奏游戏《Beat Saber》成为现象级产品,根据VR陀螺统计数据,截至22H1,该游戏仅在Quest平台的下载量便接近398万次,成为相关VR设备出货的重要推手。

应用场景不断丰富,不在局限单一游戏内容。当前VR设备的应用场景正在不断横向拓展,应用内容也在不断丰富,不在局限于单一游戏场景,开始向社交、教育、直播以及影视等方面发挥虚拟现实的仿真技术优势。以VR直播为例,Pico《郑钧We Are》为代表的VR演唱会包含了舞美、视角、听觉、互动四大特点,通过将虚拟互动与实景表演相结合,给用户提供了一种身临其境的真实感,有望成为继游戏之后的下一个内容突破口。

Steam平台VR内容数量最多,SideQuest平台增速最快。截至2022H1,全球7大平台共有15056款VR内容(含重复内容)。其中,Steam平台由于其宽松的内容审核机制,成为目前内容开发者的主要试水平台,因此在VR内容数量上遥遥领先于其他平台,共有6574款内容,VR独占内容5468款。SideQuest作为第三方Oculus Quest平台,由于Quest Store的审核机制较为严格,无法登陆Quest平台的内容开发者则向SideQuest转移,而Quest销量的亮眼表现吸引了众多开发者,促使SideQuest成为内容增速最高的平台,仅2022上半年便新增了1068款内容。由于国内VR内容开发者的数量较小,且传统游戏企业入局不及预期,导致国内VR内容生态依旧没有明显起色,国内Pico平台大部分VR内容主要依靠海外引入。

性能与重量失衡,产品仍需持续优化。尽管VR行业发展逐渐有所起色,但是当前VR硬件端仍存在不少痛点。首先是性能和重量的不平衡,尤其是一体式VR设备更为明显,随着VR设备朝着高自由度以及高沉浸度持续演进,不仅算力系统被集成进了VR设备当中,追踪方案也逐渐由原来的Outside-in发展成Inside-out,续航能力和重量也存在短期失衡情形。另一方面,眩晕感也一直是VR设备饱受诟病的痛点之一,由于显示屏性能限制、虚拟和现实的感知延迟等原因,用户在长时间佩戴VR设备时,会产生头晕、恶心等不良反应。打铁还需自身硬,用户引流和生态搭建仍需优秀硬件兜底。近些年,VR厂商在硬件端不断探索优化改善方案,从2022年发布的VR新品来看,Pancake光学模组逐渐成为行业主流选择,相较于上一代的菲涅尔透镜实现大幅度减重,将引领VR设备朝着轻便化发展。由于Pancake主要采取折叠光路设计,存在光损高的问题,Pancake的光学效率在经过偏振、反射后大幅度降低,这就对显示系统提出了挑战,Mini LED以及Micro OLED显示技术在显示亮度上有明显提升,未来有望成为短焦式VR设备的关键拼图。


02硬件技术创新不断,光学显示迎重要升级

2.1 芯片:高通一家独大,国产芯片仍待突围放眼VR芯片格局,高通一家独大。早期VR一体机沿用了传统移动端芯片,例如2019年发布的Quest 1就采用了移动端的高通835芯片,随着VR设备出货量逐渐提升,为了提高设备适配性高通推出了VR专用芯片,主要基于传统移动端ARM架构芯片对功耗和散热进行了优化,同时加强了异构计算及AI性能。其中,高通XR1芯片综合硬件性能对标骁龙600,主要为了在2018年带动低价位VR一体机的发展,而高通XR2则对标骁龙865,相较上一代XR1,CPU和GPU性能提升2倍的同时,视频处理能力提升4倍,AI性能提升11倍。

高通XR2芯片为现阶段最核心的XR芯片。当前如Quest 2、Pico 4、爱奇艺奇遇3、HTC Vive Focus 3等主流VR一体机均采用了高通XR2芯片,作为2000-4000元价格区间VR一体机的统治级计算芯片,高通XR2芯片集成了头部6Dof功能,并支持七路并行摄像头、See-through、5G等功能,是当前VR一体机的绝对主力芯片。自2019年高通发布XR2之后,2022年11月高通推出了新一代的XR2+ Gen 1芯片,作为XR2的升级版,在不牺牲设备外形的前提下,续航提升了50%,同时散热提升30%,在Meta Quest Pro上首次被采用。另一方面,高通推出了专门针对AR设备设计的骁龙AR2平台,该平台基于4nm工艺制造,采用了多芯片架构和定制化IP模块,相较于第一代骁龙XR2平台,在主处理器占用空间减少40%的基础上,AI性能提升了2.5倍,同时功耗降低了50%,目前联想、LG、Pico、OPPO、小米等厂商对采用骁龙AR2平台的产品开发已进入不同阶段。

苹果、联发科蓄力备战2023。一方面,有望在2023年推出的苹果MR设备预计采用苹果M2芯片搭配图像信号处理的Bora芯片组合,来满足VR设备愈发增长的高算力需求;另一方面,在2022年联发科高管峰会期间,联发科宣布将为2023年发布的PSVR2提供处理器支持,这将是联发科首次出现在VR设备中。国产芯片不断探索。当前国产芯片与国外先进芯片仍存在较大差距,短期内无法实现有效替代,但国产造芯之路从未停止。其中,2017年全志发布VR专用芯片VR9,主打3Dof VR一体机市场,该芯片目前已停产;2020年华为海思发布XR芯片,支持8K硬解码能力的同时可以提供9TOPS的NPU算力,因受到海外制裁,该XR芯片一直未能实现量产面世;2021年,瑞芯微发布了新一代旗舰芯片RK3588,采用8纳米制程工艺,支持8K视频解码和4K视频编码,同时还支持双4K输出;2022年3月,瑞芯微与XR眼镜解决方案商诠视科技将共同合作并推出基于瑞芯微RK3588平台的高性能XR平台解决方案。2.2光学:Pancake是VR轻便化的光学密码VR光学是VR设备的关键组成部分。基于人眼成像原理,如果物体过于靠近人眼,晶体状的屈光不够,就无法在视网膜上形成清晰图像,而VR光学技术主要是通过光学透镜的折射原理,改变光传导的方向,从而达到近眼聚焦以及扩大视场的效果。这其中,设备整机厚度受制于视线聚焦,导致VR设备过于笨重,而重量一直是制约VR设备使用时长的关键要素,如今VR光学的持续升级迭代,就是为了解决VR设备在厚度和重量上的问题。2026年全球VR光学市场有望突破145亿。伴随VR设备的普及及推广,VR光学市场规模也在不断增加,根据Wellsenn XR统计数据,2021年全球VR光学市场规模达4.2亿元,同比增长71%,预计2022年将同比增加124%至9亿元,我们认为,Pancake较上一代菲涅尔透镜具有轻便化优势,有望成为未来VR设备的主流光学体制,考虑到Pancake方案在价值量方面有明显提升,将进一步打开VR光学市场空间,预计至2026年全球VR光学市场规模将达145亿,2022-2026年年复合增长率达100.4%。

光学器件备受资本青睐,融资并购事件相对活跃。根据VR陀螺统计数据,2021年VR/AR行业硬件领域融资并购事件主要聚焦于光学器件、传感器和XR终端品牌。其中,光学器件是VR设备迈向轻便化的重要途径,得到资本高度关注,2021年共发生了18起融资并购事件。

VR光学主要经历了非球面透镜—菲涅尔透镜—Pancake的三个发展路径。早期VR设备普遍采用的是非球面透镜方案,但由于非球面透镜相对较重,严重影响了用户使用体验。当前市场主要以菲涅尔透镜作为主流光学方案,通过去掉透镜中心材料以及降低透镜的体积,使得光线汇集的焦距变短,达到缩紧体积和重量的目的,但大幅减重的代价便是成像质量的降低。为了同时兼顾重量和成像质量,采用折叠光路设计的Pancake被推上尖头,由于其轻薄特性,逐渐成为VR厂商新宠,被视作VR下一代近眼光学的首选方案。

Pancake以偏振折叠机制实现有限空间内的光源传输和图像放大。Pancake光学方案主要利用偏振光原理,使用反射偏光片搭配1/4相位延时片来调整偏正光形态,在半透半反镜和反射偏正光之间多次折返后,光线最终从反射偏光片射出并进入人眼,实现聚焦成像。Pancake的光路以及光学膜的位置次序是固定的,由显示屏光源开始,依次为半透半反镜、1/4相位延时片和反射式偏振膜。

Pancake方案是当前VR设备实现轻便化的主要途径。2022年以Meta Quest Pro和Pico 4为代表的VR新品,以及预计2023年发布的苹果MR设备,均搭配了Pancake光学方案。Pancake光学方案又称为折叠光路方案,作为VR短焦光学方案之一,Pancake在缩短了VR光学总长(TTL)的基础上,大幅度缩减了VR设备的厚度和重量,目前常规的非球面透镜和菲涅尔透镜的TTL大约在40-50mm,而Pancake方案可以实现TTL缩减50%,厚度减到15-20mm,是当前VR设备实现轻便化的最优解。未来,Pancake的多透镜设计有望叠加眼动追踪和可变焦显示技术,将有效缓解视觉辐辏调节冲突带来的眩晕问题。

光学膜即是核心技术,也是关键成本。早在2016年,国内厂商多哚(Dlodlo)便已经推出过一款基于Pancake光学方案的VR设备,而直到2022年,Pancake才逐渐被多数头部厂商作为首选光学方案采用,制约其普及的原因主要是大批量生产的良率不足以及造价成本过高等问题。其中,因为Pancake 光学方案主要采取折叠光路设计方案,因此光学膜的生产质量以及贴膜工艺就成了Pancake的核心技术,当前只有美国3M、日本旭化成等国外少数企业能够达到符合Pancake设计的要求。类似1/4相位延长片、反射偏振片等组成的一组光学膜成本已接近100元,在整个Pancake方案成本占比约7成。Pancake仍面临成本高、光损高等挑战。由于光学膜的高成本,以及良率低等问题,导致Pancake光学模组的造价成本明显高于传统非球面透镜以及菲涅尔透镜,当前Pancake的量产价格在120-180元,根据Wellsenn XR拆机报告,与Pico Neo 3的菲涅尔透镜方案相比,Pico 4的光学模组成本提高了将近8倍之高。另一方面,由于Pancake方案主要采用折叠光路设计,光在传导过程中每次经过半透半反镜都会损失50%,再叠加反射偏振膜也会造成10%左右的损失,实际上Pancake光学方案的光学利用率仅有10%-20%,因此需要搭配亮度更高的显示屏,相较于传统Fast-LCD方案,Mini LED/Micro OLED显示技术的综合性能表现更加突出,有望成为Pancake配套升级的光源方案。2.3显示:短期聚焦Mini LED,长期展望Micro OLED屏幕分辨率和视觉暂留对VR设备显示效果起到决定性作用。一方面,分辨率决定了画面显示的清晰程度,分辨率不足将会出现纱窗效应,人眼观看时会明显感知到显示屏像素点的存在,沉浸感将大打折扣,同时低分辨率带来的失真感会对大脑形成干扰,造成眩晕反应。另一方面,视觉暂留(余晖效应)指的是光在视网膜的光作用结束后留下的残影,其决定了用户的眩晕程度,眩晕感一直是阻碍VR设备走向大众普及的绊脚石,要想弱化视觉暂留现象,主要通过提高屏幕刷新率以及降低响应时间。VR设备出货量持续增长拉动近眼显示面板需求。根据Omdia统计数据,2021年全球VR应用近眼显示面板出货将达到1370万片,同比增加47%,2022年将同比增长78%至2433万片。随着VR设备出货量呈现长期增长趋势,相关近眼显示面板也将保持稳定增长,2026年全球出货量有望增长至8156万片,2022-2026年年复合增长率达35.3%。

OLED相应速度快,但纱窗效应明显。在VR硬件早期探索阶段,由于OLED相较于传统LCD具有明显响应速度的优势,率先被用于VR设备,但是其致命缺点也慢慢显现,玻璃基的OLED限制于精细金属掩膜版工艺一直无法提高像素密度,使得纱窗效应明显,影响用户使用体验。后续传统LCD经过改良,Fast-LCD技术使用了全新铁电液晶材料和超速驱动技术,在保证了高分辨率的基础上突破了显示时延的瓶颈,综合显示性能比肩OLED且由于成熟工艺带来的造价成本相对更低,导致VR厂商开始出现倾斜,成为当前主流的显示技术方案。

Fast-LCD取代OLED成为当前主流近眼显示技术。Fast-LCD凭借同时具备高清画质和高刷新率的优点,以及成熟工艺带来的高性价比,在VR设备领域稳定位居应用率首位,除了SONY PSVR仍采用OLED屏幕以外,其他如Meta、Pico和大朋等全球头部VR品牌的代表性产品均使用了Fast-LCD屏幕,甚至定价高达1500美元的Meta Quest Pro依旧采用了搭配Mini LED背光的Fast-LCD屏幕。根据VR陀螺统计数据,2014-2021年LCD屏幕(含Fast-LCD)在VR设备中的应用率高达82%,OLED的应用率仅为10%,其相关产品的应用主要集中在2014-2016年发布的VR设备中。

Fast-LCD搭配Mini LED背光显示亮度大幅提升。随着Pancake逐渐成为消费级VR设备的首选光学方案,Fast-LCD屏幕在采用了Mini LED背光源之后,在显示亮度方面有了明显提升,能够弥补Pancake方案光损高的缺点。我们认为,沉浸感作为VR代名词,在Pancake应用趋势高度确定下,Fast-LCD+Mini LED背光的显示方案弥补了Pancake透光率的问题,将进一步完善短焦VR产品的使用体验,两者搭配有望成为未来1-2年VR硬件端撬开消费市场的黄金组合。Mini LED主要指的是芯片尺寸介于50-200μm之间的LED器件。当前Mini LED的发展路径主要分为两种:1)Mini RGB显示屏的自发光;2)作为一种背光源应用,助力LCD屏幕显示性能的提升,Mini LED背光源相较传统LED背光源在屏幕显示亮度、对比度以及使用寿命都更具优势。当前Mini LED直显方案由于成本、良率等方面的限制,商用规模较小,被视作下一代Micro LED直显产品的过渡性产品,而Mini LED背光技术相对成熟,已经实现规模化商用。

Mini LED背光相较传统背光综合优势突出。传统LED背光技术仅依靠一根灯条通过导光板实现背光铺展,而Mini LED则是利用数量极多、间距极小的LED灯珠来实现背光效果。更高密度的发光器件组成的背光源不仅在显示亮度上有大幅度加强,同时在局域调光方面能够做得更加细致,实现高动态对比度。

Mini LED产业链成熟,短期应用更具性价比。相比较Mini LED直显和Micro OLED,Mini LED的背光应用技术更加成熟且已实现规模化量产,作为Micro LED技术研发空窗期的强力补充,近几年陆续获得苹果、三星、TCL等终端品牌的青睐,广泛应用于IT、TV以及车载等领域。尽管Micro OLED在综合显示性能上更胜一筹,但是LED产业链已发展多年,不论是生产设备或者工艺都十分成熟,具备性价比优势。展望未来,Micro OLED后劲十足。Micro OLED又名硅基OLED,作为OLED改善纱窗效应的创新升级,将半导体与OLED技术相结合,显示器以单晶硅芯片作为基底,不仅显示亮度实现显著提升,像素密度也有跨越式升级,起步便达到3000PPI。除此之外,Micro OLED还可以使显示器具备更加轻薄、能耗更低、发光效率更高等优点,但是由于大面积硅基的成本以及复杂的生产工艺,Micro OLED造价成本相对较高。未来在技术和市场发展下,当Micro OLED具备成本竞争力的时候,便是其爆发的拐点。


03Meta独霸一方,Pico冉冉升起

3.1 Meta:当之无愧的行业霸主2014年,VR技术公司Oculus VR被Meta(原Facebook)以20亿美元重金收购,在强大的资本和技术注入后,Meta VR在消费市场前进步伐进一步加快,先有Oculus Rift撬动VR设备民用市场,后续更是凭借Quest 2累计销量率先突破千万大关的突出表现,在2022年全球市占率飙升至八成,成为VR行业当之无愧的“一哥”。纵览Meta VR产品发展史:1)分体式:依靠PC原有的内容红利以及硬件性能,Oculus早期推出的Oculus Rift便是分体式VR设备,该产品同时击败了PS4和Xbox One成为2013年E3游戏展会上最佳的硬件设备,并荣获多项游戏大奖;2)一体化:Oculus Go是Oculus推出的首款VR一体机,摆脱了分体式的线束困扰,产品使用自由度、便携性大大提升;3)6Dof升级:以Oculus Quest为代表的6Dof VR一体机成为了当时行业主流产品配置,整机交互体验进一步升级,国内Pico、爱奇艺等厂商也相继推出同类产品;4)轻便化:2022年发布的Quest Pro搭载了Pancake光学方案,在不牺牲性能的基础上实现大幅度减重,轻便化成为了VR硬件下一阶段的创新方向。

Quest 2不仅是Meta的王牌,更是整个行业的招牌。2021年,Quest 2累计出货量突破千万,是VR行业进入消费级市场的重要标志,Quest 2采用了高通骁龙XR2,双眼分辨率达3664*1920,支持最高120Hz的刷新率,相较上一代综合性能提升明显,且299美元的起售价使得Quest 2极具性价比,叠加Quest平台丰富优质的应用内容,截至22H1,Quest 2的累计出货量已突破1770万台。

Quest Pro是继爆款Quest 2之后推出的新款VR产品,作为Meta推出的首款高端旗舰机型,售价高达1499美元,除了处理器采用的是最新发布的高通XR2+Gen 1之外,光学方面毫无悬念地选择了Pancake方案,而屏幕则采用了Fast-LCD搭配Mini LED背光的组合,与此同时,Quest Pro还支持眼动追踪和面部追踪,意味着人机交互将更加丰富细致。Quest Pro的定位将不再只是游戏主机,未来随着配套软件的开发上线,有望承载更多生产力与社交的作用。得益于现象级产品Quest 2的上市,Quest平台成用户规模最多的内容平台。根据VR陀螺统计数据,2020年Quest平台注册用户规模同比增加286%至540万人,预计2022年将增长至2200万人,到2025年用户规模有望超1亿,2022-2025年年复合增长率达50.2%。

预计2022年Quest平台内容销售流水将超10亿美元。根据VR陀螺统计数据,2021年Quest平台内容实现销售4.8亿美元,自2019年平台上线以来,累计销售收入已达7.38亿美元,预计2022年将超10亿美元。其中,游戏仍是当前主要的应用内容,音乐节奏游戏《Beat Saber》凭借上手简单、画面精致、健身属性等特点,成为Quest平台累计销量最高的VR内容,2021年该游戏在Quest平台销售额便突破1亿美元大关,截至22H1营收达到1.2亿美元。排名第二的是生存题材游戏《The Walking Dead:Saints&Sinners》,累计收入超过0.6亿美元。

3.2 Pico:冉冉升起的中国新星字节入局催熟Pico,国内消费级VR迎来发展拐点。Pico小鸟看看成立于2015年,是一家专注移动虚拟现实技术与产品研发的科技公司,其创始团队来自于原歌尔声学VR团队。自成立以来,Pico保持每年至少一款新机型的推出,后于2021年被字节跳动以90亿收购,字节入主后,给Pico带来流量及内容的同时,大大增加了其曝光度,并推出了直接对标Quest 2的Pico 4。

Pico的产品体系主要分为两类:1)以游戏娱乐为主打的Neo系列。以Pico Neo 3为例,该系列的VR一体机不仅搭配了VR专用CPU高通XR2,同时配备了6Dof追踪方案以及Inside-Out空间定位,综合性能进一步升级,游戏游玩沉浸感更强;2)以视频观影为主的小怪兽G系列。G系列产品更加注重产品的显示效果以及轻便程度,相对于Neo系列而言,对性能算力以及交互维度相对要求较低。产品界限趋于融合,G系列逐渐淘汰。目前在淘宝以及京东的Pico旗舰店上,G系列产品均已下架,Pico官网也仅有产品展示,不再配有购买链接。随着VR显示技术和产业链逐步成熟,G系列产品原有优势逐渐弱化,Pico也逐渐将重心放在打造综合沉浸感更强、应用场景更广的VR一体机。

Pico内容生态建设仍处于发展初期。在内容方面,不论是内容质量亦或是数量,国内VR平台都明显落后于国外水平,且多数优质应用内容仍主要依靠海外引进,截至2022H1,Pico Store上线了42款新作,其中射击类8款、动作类6款、音乐与影视作品4款,国内作品仅占了7款。随着字节跳动入主后,其原有的内容底蕴将赋予Pico平台,大力开展内容生态建设,整个Pico平台内容可以划分为四大板块,分别是VR运动健身、VR视频、VR娱乐和VR创造。Pico在VR健身推出自研的运动健身应用《超然一刻》以及引入了《莱美搏击》等多款健身大作之外,还将推出《三体》《灵笼》等爆款IP的VR版本,与此同时,游戏方面,Pico还强势引入了《舞力全开2023》、《Survival Nation》等大作作为Pico平台的独占内容。

3.3 苹果:多年打磨,值得期待苹果有望在2023年推出第一款XR设备苹果MR。苹果有望在2023年推出继iPhone之后又一划时代重磅产品苹果MR,在引领智能手机时代之后,作为苹果基于元宇宙交付的第一份答卷,苹果MR成为了2023年整个VR行业最大变数,或将成为行业的重要里程碑,有望进一步带动整体VR设备出货量。苹果MR作为混合现实设备,能够实现AR与VR模式的相互转换。在配置方面,苹果MR或将搭载自研M2芯片,光学方案将选择Pancake以及搭配两块高规格Micro OLED显示屏,同时还将内置14枚摄像头用于定位追踪、See-Through、手势识别以及眼动追踪等功能,预计苹果MR售价将在2000-3000美元之间。尽管苹果MR推出时间一直在延后,但是苹果从未中断在虚拟现实领域的研发资源投入,除了收购相关公司之外,苹果在技术方面也积累了不少成果,根据智慧芽全球专利数据库数据,截至2021年9月,苹果及其关联公司在全球共有5056件与AR/VR直接相关的已公开专利申请。当前苹果MR设备研发已接近尾声,在2022年一季度,苹果大量招聘VR/AR应用相关人才,开始聚焦于软件层面的系统开发。


04投资建议智能手机表现持续低迷背景下,消费电子行业步入下行周期,只能通过自下而上的方法去寻找增量机会。VR作为元宇宙的关键交互入口以及消费电子下一风口,不论是硬件性能缺口或是应用场景延伸方面都颇具想象空间。随着Meta、字节跳动和苹果等巨头纷纷入局VR,行业进入快速发展阶段,硬件设备不断优化,应用场景不断拓展,下游需求和商业模式也逐步清晰,VR渗透有望进一步提速。2021年,Quest 2率先在消费端取得实质性进展,实现千万销量阈值的突破,对VR行业具有提振信心作用。我们认为,2023年将是VR行业的新一轮景气周期,主要原因有两点:1)Pancake光学应用的高确定性带来硬件端的配套升级,使得VR设备产品完成度得以优化,进一步撬开下游消费市场;2)Quest 3和苹果MR有望2023年发布,前者有望继续延续上一代产品的亮眼表现,后者有望重新定义VR设备,两者结合将为VR后续发展注入强劲动力。当前VR行业仍处于早期推广普及阶段,头部终端品牌主要聚焦于以短期利润换取市场空间,通过补贴、促销等手段进行用户引流以及硬件铺展,因此短期硬件销售无法成为终端品牌有效的盈利手段,但我们看好VR产品更新迭代带来的产业链升级机会,相关零部件厂商有望优先受益。

投资标的方面:首先,苹果MR将在2023年发布,作为苹果对元宇宙交出的第一份答卷,有望重新定义VR设备新形态,建议关注相关果链企业;其次,Pancake作为VR实现轻便化的主要途径,伴随Meta、Pico和苹果等头部品牌纷纷入局,成为下一代主流光学方案具有高度确定性,建议关注Pancake产业链公司;同时,Mini LED作为背光技术搭配Fast-LCD能够很好弥补Pancake透光率问题,且Mini LED产业链更加成熟,在VR领域短期应用更具性价比。


05风险提示

1、新冠疫情反复危险:类似光学膜等关键原材料仍高度依赖进口,如果后续疫情持续反复,将会对VR产业链造成冲击,加剧原材料供应紧张程度,并影响VR零部件以及终端设备的生产及交付。

2、下游需求不及预期:当前全球经济处于下行周期,若后续下游消费需求不及预期,将影响VR行业发展,相关产业链企业收入和业绩可能不及预期。

3、技术突破不及预期:当前VR硬件端处于技术变革关键时期,若后续在光学以及显示等技术方面未取得有效进展,将会影响VR设备的使用体验。

4、政策支持不及预期:VR行业处于关键发展时期,相关产业链环节在国内仍处于起步阶段,需要政府政策的引导和扶持,后续若政策落地不及预期,行业发展可能面临困难。

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页面更新:2024-02-23

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