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元宇宙概念兴起,VR/AR技术能否打破虚拟与现实世界的边际?

元宇宙ARVR
发布时间:2021-08-25




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据The Verge报道,Facebook CEO扎克伯格于6月末向公司内部员工宣布了打造“元宇宙”概念的最新计划,扎克伯格认为“元宇宙”概念或将是移动互联网的下一阶段形态,而虚拟现实技术将会是实现元宇宙的重要组成部分。7月26日扎克伯格宣布公司将在VR实验室团队下成立“元宇宙”产品团队,持续研究VR/AR技术用以进一步打造完善“元宇宙”概念,至2025年公司有可能完成从社交媒体平台公司至“元宇宙”概念公司的转型。

反观国内,截至2020年,我国互联网普及率已经高至70%,高度的移动互联网覆盖率使得网络巨头们纷纷开启对互联网内容形式以及消费场景的新的探索,其中腾讯等网络巨头已经纷纷进入布局状态,旨在抢得先机。

元宇宙究竟有怎么样的魅力?本文主要参考华西证券《电子行业大光学VR/AR系列深度之六:洞察VR/AR蓝海,解锁上游供应格局》和国盛证券《区块链行业:元宇宙(二),算力重构,通向Metaverse的阶梯》,内容主要有三部分:第一部分,解析元宇宙的定义、第二部分,元宇宙如何参与进人们的生活、第三部分,VR/AR行业现状的简介与相关标的


行业分析

01

元宇宙是什么?


元宇宙的概念最早来源自1992年科幻小说《雪崩》,作者在其中构建了一个平行于现实世界的虚拟世界。后来著名电影《黑客帝国》,《头号玩家》,大热动漫ip《刀剑神域》等影视作品纷纷在此概念上进行续用与改进。

从字面来看,元宇宙 (Metaverse )由 Meta(超越)+Universe(宇宙)两部分组成,即通过技术能力在现实世界的基础上搭建一个虚拟的世界,使现实世界中的人们通过数字化的形式能在虚拟世界中生活,同时此虚拟世界还存在社交,经济等一些列相对完善的系统

元宇宙行业目前仍处于初级阶段,针对于元宇宙的核心要素目前市场上并没有统一完整的定义。但是综合国外最早最权威的开展元宇宙概念之一的公司Roblox的CEO给出的元宇宙必要的八大要素,和腾讯研究院罗列的虚拟世界的七大特征可以得出元宇宙的理想状态,即一个拥有极度沉浸式体验,超时空的社交体系,丰富多彩的内容生态,虚实结合的经济系统和能映射真实人类社会文明的超大型数字社区

02

元宇宙如何到来?


随着市场对于元宇宙的理解逐渐加深,可以肯定的是从消费互联网到产业互联网都将在未来迎接线上线下一体化的元宇宙时代。市场主流观点认为元宇宙模式将会是全新的泛娱乐模式,元宇宙所特有的沉浸,实时,多元的特色模式会更受到市场的欢迎与肯定。

目前元宇宙概念面临的最大问题仍然是技术层面的问题。元宇宙超时空的社交需求和高强度的沉浸式体验需要能稳定持续的处理海量即时数据的通讯技术和运算能力。5G通讯技术所带来的传输速率大幅提升,时延减少以及连接数提升等通讯能力升级,以及GPU浮点计算能力,云计算能力,边缘计算能力等算力上的不断升级都将推动元宇宙的发展。

从硬件技术层面来看,普通的手机端和pc端现今都无法良好的完成元宇宙所需的拟真与沉浸的任务。因此VR/AR技术所能拥有的的3D显示,高分辨率水准,大视场角的设备基础,进一步提升了直观体感交互,是目前最佳的现实与虚拟世界接口。因此VR/AR技术的发展直接影响到元宇宙行业的现状


03

关于VR/AR


VR与AR是两种不同形态的的产品

  • VR:虚拟现实,产品定义为在密闭空间环境下输出视频等内容。因此VR设备不具有很强的移动性——用户需要在封闭空间小范围移动,以此确保用户的安全。

  • AR:增强显示,产品定义为在现实的开放环境下,输出相关视频等内容,同时需要与现实环境进行实时互动。


发展历程

VR/AR产业共经历了三个不同的时期:

  • 2012-2016年属于期望膨胀期,彼时VR/AR概念刚进入大众视野,受到了过高的期望;

  • 2017-2018年的产业低谷期。产业实现了硬件不断升级和内容不断累积的重要过程,打破了产业内部“内容匮乏—泡沫破灭—硬件销售萎靡—无人投资”的恶性循环。

  • 2018-2019VR/AR产业进入复苏期,随着网络通信技术的升级,光学技术的迭代,VR/AR产品性价比不断提升,优质内容也开始走入大众视野。

如今VR和AR行业进入高速发展期,设备出货量和市场规模有望实现高速增长。从2019年起,随着光学技术的迭代、网络环境升级、产品体验升级同时性价比提升以及热门VR内容的推出,驱动VR/AR行业重回增长快车道。根据IDC预测,2020年全球AR和VR出货量达706万台,而未来4年CAGR有望达到81.5%。同时根据BCG和Mordor Intelligence预测,2024年全球AR和VR市场规模有望扩张至2969亿美元,2021-2024年CAGR可达113%。


VR/AR产业链

VR/AR行业的产业链环节和智能手机大体相似,包括硬件、软件、内容制作与分发以及应用与服务四个环节,主要区别在于智能手机应用面向个人消费者,VR/AR除个人消费者外,还渗透到各行各业的应用中,因此在应用环节相对复杂很多。


  • 硬件环节按照功能划分可分为终端设备、配套外设以及上游的核心器件三部分。终端设备分为PC 端设备、移动端设备和一体机三种类型。配套外设包括手柄、摄像头(全景摄像头、)和体感设备(数据衣、指环、触控板、触/力觉反馈装置等)等。上游核心器件则包括芯片(CPU、GPU、移动SOC 等)、传感器(图像、声音、动作捕捉传感器等)、显示屏(LCD、OLED、AMOLED、微显示器等显示屏及其驱动模组)、光学器件(光学镜头、衍射光学元件、影像模组、三维建模模组等)和通信模块(射频芯片、Wi-Fi/蓝牙芯片、NFC 芯片等)等。

  • 软件环节:包括支撑软件和软件开发工具包。支撑软件包括UI、OS(安卓、Windows等)和中间件(Conduit、VRWorks等)。软件开发工具包包括SDK 和3D引擎。

  • 内容制作与分发环节:内容制作包括虚拟现实游戏、视频、直播和社交内容的制作。内容分发则是指应用程序平台(商店)。

  • 应用和服务环节:包括制造、教育、旅游、医疗商贸、娱乐等多领域。


VR市场进入放量阶段

整体来看,VR产业链上游供应链已经趋于完整,光学、微型现实、主芯片、结构件以及代工厂等都可以提供成熟稳定的产品供应。VR下游生态日渐完善,各类游戏大作推动VR活跃用户增加。


受益宅经济,VR产业在20年迎来爆发式增长,2020年全球VR出货量670万台,同比增长72%。21年预计全球出货量达到约800万台,22年预计1480万台,迈过最重要门槛。

VR未来作为重要的家庭娱乐终端,主打游戏功能的沉浸式VR在C端的市场空间可近似比拟游戏主机市场。预计VR在未来五年出货量也有望达到5000万台。除主打游戏市场沉浸类VR外,观影类VR以及各类B端应用落地场景逐渐成熟,特别是观影类VR,潜在目标人群6亿左右,目前行业正在快速成长。

目前市场主要VR厂商有Oculus、DPVR、Pico和HTC等。其中Facebook旗下的Oculus市占率超过50%,而HTC和SONY份额下降较快。主要原因在于当前两公司的在售产品款式较老,同时又即将发布新款产品,导致大部分消费者选择观望。凭借Sony在游戏行业内多年的积累以及出色内容产出,其可能是Oculus短期内最有力竞争者之一。



AR市场遭遇瓶颈期

AR行业与VR不同,AR产业链上游还未攻破核心零部件和技术的瓶颈期。微显示方面因为AR需要与现实环境的高互动性,所以需要高亮度的微显示功能产品,目前全球产品端中Micro LED为最佳解决方案,但是Micro LED还处于技术攻克阶段,无论是衬底、外延材料还是单片、集成驱动都还未有成熟的解决方案。主芯片方面目前市场主流使用高通骁龙8系列芯片,并没有针对于AR技术设计的主芯片。

下游产业也并不成熟,产品缺乏核心定位,产品策略也因为C端销量的不达预期逐渐走向B端。大部分厂商纷纷调转方向至产品应用市场。虽然目前AR行业处于瓶颈期,但是苹果,Facebook等科技巨头依旧认为其是未来的重点方向。苹果自2006年起申请数百项AR相关产品专利并陆续收购十几家AR相关科技企业。Facebook于2017年宣布AR眼镜计划,并正在研究AR眼镜配套腕带等相关产品。

VR/AR行业的发展前景

随着5G技术的突破,与VR/AR产业相关的基础设施逐渐完善,“硬件+软件+内容+应用”系统越发成熟同时也大量拉动了出货量。受疫情影响,2021年产业链上游各个环节的缺货现象仍然存在。根据IDC数据显示,Facebook等主要公司面临的全球性半导体短缺现象预计将影响未来2-3个季度的硬件出货程度。

根据以上因素,海通证券预测2021年全年VR头显出货量将突破1000万大关,2021-2023年出货量复合增长率达40%、VR市场规模复合增长率达31%,AR眼镜出货量复合增长率将达52%,AR市场规模复合增长率达39%。VR/AR市场整体规模2021-2023年市场复合增长率将达32%。VR行业奇点将至,AR行业静待爆发。

但要实现VR/AR沉浸式体验,仍有以下痛点亟待解决:

  • VR/AR设备的视觉舒适度是长久以来的痛点,电子和光学元件的升级有望进一步提升;

  • 除了视觉提升外,需要增加触觉或脑机接口;

  • 进一步轻量无线简便化,包括无线传输摆脱链接束缚、更加轻便提升佩戴体验;

  • 内容端生态仍需不断丰富。


公司梳理


01

歌尔股份(002241)



高端VR新品推出加速行业增长率

歌尔股份起家于声学,不断向多方面拓展业务,目前主打声光电精密零组件以及精密结构件、智能整机、高端设备的研发、制造和销售,是全球布局的科技创新企业。2016年公司营收达200亿元,3年复合增速达到26%,同年歌尔股份进入VR/AR领域。公司主要生产VR/AR可穿戴设备,其中包括VR/AR头显设备,VR手套,游戏手柄以及4K360°影像设备等,同时在精密零组件等垂直设备中歌尔股份供应相关产品包括VR光学器件及模组,AR光学器件等。2020年公司拟配套募集资金10亿元投入年产350万套VR/AR设备项目以及年产预计500万片精密光学镜片及模组设备。


02

京东方A(000725)



布局VR/AR领域MicroOLED和FastLCD

京东方成立于1993年,目前已经成为全球半导体显示龙头企业。公司在智能手机液晶显示屏,笔记本显示屏,平板电脑显示屏,电视显示屏,显示器显示屏等五大应用领域销量均位列全球第一。


2020年,公司集团确立了物联网创新企业战略目标,建立以半导体显示事业为核心,Mini LED、传感器及解决方案、智慧系统创新、智慧医工事业融合发展的“1+4+N”航母事业群。


公司VR/AR系列产品主打MicroOLED显示模组和FastLCD模组,具有公司一贯的高分辨率,高刷新率,快速响应等特点。其中MicroOLED显示模组已建成主动式OLED微型显示器生产线公司,2019年拟增资24亿用于建设12寸硅基OLED项目,预计年产量可达523万片。FasltLCD屏幕已在华为,小米,爱奇艺等公司中得到普遍应用。


03

舜宇光学科技(2382.HK)



投资+自研AR光导波技术

舜宇光学成立于1984年,是全球领先的综合光学零件以及产品制造商。公司主营业务包括光学零件/光学镜头、光学模组和光学仪器三大板块。终端应用领域覆盖手机,数码相机,车载成像及传感系统,安防监控系统以及最新开展的VR/AR业务。


VR/AR领域公司重点布局于光学元件产品包括VR/AR光学器件,VR/AR光学传感器,VR/AR系统模组。其中VR端公司生产的菲涅尔透镜相比于传统透镜有更轻更薄的便利优势,更贴近终端产品所需的小型轻薄需求。AR方面公司投资光波导模组厂商鲲游光电、灵犀微光。并且公司在2020年完成AR衍射光波导单色波导片的研发,值得关注


04

韦尔股份(603501)



LCOS芯片核心供应商

韦尔股份,中国芯片设计的龙头公司之一,拥有豪威科技、韦尔半导体、思比科三大品牌,提供图像传感解决方案,触摸显示解决方案,电源及接口管理解决方案等,产品主要应用于消费电子、汽车电子、安防和医疗等领域。


公司在2017年成功建立全球第一条12英寸硅基投影显示芯片(LCOS)封测生产线并投入量产,同时可实现60万颗的LCOS芯片年产量。2018年公司成功推出行业内首款1080PLCOS微显示器,为头戴式显示MR/AR应用设计,该微显示器具有紧凑设计和低功耗等特点,成功提升产品性价比。公司旗下的豪威科技已经可以为相关产业提供成熟的设计,制作及测试技术,并具有良品率高,成本低等特点


参考研报


01

行业全景



【国盛证券】区块链行业:元宇宙(二),算力重构,通向Metaverse的阶梯

【国盛证券】通信行业专题:元宇宙(三)-元宇宙是“方块”搭成的?

【华西证券】电子行业大光学VR/AR系列深度之六:洞察VR/AR蓝海,解锁上游供应格局


02

公司研报



【华泰证券】歌尔股份(002241):4+4零整协同奏效,VR、AR核心标的

【国盛证券】京东方A(000725):业绩大超预期,面板龙头加速上行

【华创证券】舜宇光学科技(02382)深度研究报告:立足消费电子光学赛道,汽车电子业务打开公司远期成长空间

【华创证券】韦尔股份(603501)深度研究报告:IC设计龙头企业,汽车电子驱动公司业绩增长


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