AR 将成为 VR 之后的下一爆发点

核心观点：

 1. VR技术逐步成熟叠加5G基建提速，AR将成为VR之后的下一爆发点。
AR（Actual Reality） 为增强现实，能通过图像、视频、 3D 模型等技术为用户提供基于真实环境的补充或增量信息。与 VR 侧重游戏、视频、直播与社交等 C 端市场不同， AR 侧重于工业、军事等 B 端垂直应用，因此 AR 早期发展快于 VR， 从 2016-2020 年的增速来看， AR 市场规模从十几亿到 900 亿美元，增幅巨大，而 VR 市场只出现了缓慢的增长，但高技术和成本门槛亦制约了 AR 在 C 端应用， 尤其是在算力以及光学方案上，产业链成本显著高于 VR。 随着 VR 技术逐步成熟以及 5G 基建的提速， 目前各大科技公司如苹果、Facebook、谷歌和微软等企业均在 AR 领域进行深入布局， AR 是蕴含广阔产业发展红利，预计 2020-2024五年期间 VR/AR 终端出货量增速约为 86%，其中 VR、 AR 增速分别为 56%、 188%，预计 2023年 AR 终端出货量有望超越 VR，我们认为 AR 将成为 VR 之后的下一爆发点。

2. AR产业链上游传感器与光学组件增量最大， 目前下游应用主要集中在B端，C端放量值得期待
AR硬件产业链包括芯片、摄像头和传感器、光学显示、存储环节。 以微软的HoloLens为例，光学显示和处理器的成本占比较高，分别为43%和31%，为价值量最高的环节。AR光学系统方面，AR光学成像方案的技术升级路径相对明确， 光波导有望成为主流方案， 显示系统方面， 硅基OLED与DLP/LCOS仍是当下主流。但长期来看，Micro LED将成为AR显示的最佳解决方案。 目前下游应用主要集中在B端，但AR眼睛与智能手机结合实现观看电视、游戏等多领域的应用场景已经在海外市场跑通， 随着光波导方案的成熟、工艺成本下降以及AR生态建设的完善，我们认为以独立产品形态出现的AR眼镜或成为C端渗透率的关键所在。

风险提示：AR技术发展不及预期，AR出货量不及预期

1. VR技术逐步成熟叠加5G基建提速，AR将成为VR的下一爆发点

1.1 AR 早期发展快于 VR， 但当前 AR 产业主要以 B 端为主， 产品形态及价格尚未达消费级水平
AR 与 VR 目前的应用场景差异较大。AR（Actual Reality） 为增强现实，能通过图像、视频、 3D 模型等技术为用户提供基于真实环境的补充或增量信息。 AR 与 VR 两者在关键器件、终端形态上相似性较大，在关键技术上也有重叠之处；但二者应用场景差异较大， VR 侧重于游戏、视频、直播与社交等 C 端市场， AR侧重于工业、军事等 B 端垂直应用。

应用场景的不同决定了 AR 早期发展快于 VR，但高技术和成本门槛制约 AR 在 C 端应用。AR 最初应用于工业与军事等 B 端领域， 如 2014 年谷歌的 AR 眼镜 Google Glass、 2015 年微软的 HoloLens 1、 2018 年Megic Leap One 等，因此 AR 硬件在整个产业链中存在先发优势， 发展快于 VR。 从 2016-2020 年的增速来看， AR 市场规模从十几亿到 900 亿美元，增幅巨大， 而 VR 市场只出现了缓慢的增长。

 但 AR 的高技术和成本门槛制约了 AR 在 C 端应用，其爆发依赖于 VR 产业。首先， 在产品技术难度层面AR 显著高于 VR， 上游核心技术还并不成熟，诸多技术环节还在研发阶段。 （1） 算力： AR 要用非常复杂的算法并且实时运行从而理解场景， 对算力要求比 VR 高一个数量级，目前的 CPU、 GPU 无法支持； （2）光学方案： VR 对于头显外观和体积的容忍度更高，而全天候佩戴的 AR 眼镜则需要更轻量化、外观更日常。因此， AR 需要尽可能缩小显示单元，进而增加像素密度，因此需要采用较为昂贵的透镜，且还需要混合的光学模组结构将数字内容与真实世界融合。 因此，在光学解决方案上， AR 相比 VR 的难度大大提高。 其次， 在轻便的 AR 硬件上实现足够存储空间、 传输速率以及续航能力，亦是对 AR 硬件降本至消费级水准的重要挑战。 整体来看， AR 在 C 端的爆发依赖于现阶段 VR 的发展，为其打下良好的技术基础和用户基础。

1.2VR技术逐步成熟叠加5G基建提速，AR将成为VR之后的下一爆发点

如前所述， AR 在 C 端的大规模应用有赖于通过 VR 产业发展实现成本的大幅下降。 伴随着 VR 产业迎来快速发展，全球产业链硬件端能力已有显著提升， 上游的芯片、光学零组件、显示等核心环节已有国内企业布局，如歌尔股份已具备基于衍射光栅的全息波导 AR 镜片从纳米压印到模 组装配全工艺流程量产制造服务能力， 灵犀微光全球范围内率先量产低成本光波导镜片。同时全球 5G 基建提速， 5G 技术的全面推广亦将解决 AR 低延时传输需求。目前各大科技公司如苹果、 Facebook、谷歌和微软等企业均在 AR 领域进行深入布局， AR 是巨头们看好的下一个大蓝海，其蕴含广阔产业发展红利，预计 2020-2024 五年期间 VR/AR终端出货量增速约为 86%，其中 VR、 AR 增速分别为 56%、 188%，预计 2023 年 AR 终端出货量有望超越 VR，我们认为 AR 将成为 VR 之后的下一爆发点。

 2 AR产业链分析： 上游传感器与光学组件增量最大，下游应用集中在B端，C端放量值得期待

2.1产业链上游： 传感器与光学组件等细分领域的投资确定性较高
AR硬件产业链包括芯片、摄像头和传感器、光学显示、存储环节。目前的AR设备种类繁多，包括双目式、单目式、插入式、隐形眼镜式、静态全息显示器、车载AR等多种。 我们以微软的HoloLens为例，HoloLens主要部件包括深度感应摄像头、4个环境感应摄像头、全息处理单元HPU、Intel Atom x5-Z8100CPU、一块16.5Wh的电池、3层衍射光栅+LCOS的光学显示方案。 其中， 光学显示和处理器的成本占比较高，分别为43%和31%；其次则是存储（15%）、摄像头和传感器（8%）。

AR光学主要包括显示与成像两个子系统， 光波导是AR主要的光学元器件。AR的光学元件和VR有较大不同，需要真实环境发生交互。 因此AR的显示是不能直接放在眼前，需要放到眼睛旁边，这时需要一组光学元件将屏幕的像耦合到眼前。AR光学元件正在由自由曲面/Birdbath等向光波导演进。自由曲面等传统光学元件由于体积过大， 用其制作的产品笨重。 主流AR厂商大多使用光波导方案，可以让眼睛尺寸大幅缩减； 但光学损耗很大，效率只有20%左右，需要光机进行配合。

成像系统方面，AR光学成像方案的技术升级路径相对明确， 光波导有望成为主流方案。短期来看，由于成本可控，工艺较为成熟，自由曲面/Birdbath仍会在C端AR市场占有一席之地，但光波导被视为满足未来C端AR眼镜成像需求的主流解决方案，这主要是因为光波导能够实现光的全反射，即光机完成成像后，将光耦合进入波导的玻璃基底， 通过“全反射”原理将光传输到眼镜前方， 再释放出来。 光波导的“全反射”在保证成像清晰、图像对比度高的基础上，还能为用户提高较大的视场角FOV。 但目前由于光波导镜片工艺复杂，加工耗时， 短期成本难以降低， 量产难度较大，待产业链突破量产瓶颈后， 将实现快速渗透。

显示系统方面， 硅基OLED与DLP/LCOS仍是当下主流。硅基OLED是自由曲面/Birdbath的主要搭配显示方案，但其亮度存在局限性， 同时由于OLED方案的光的亮度小，如果配合光波导在户外使用效果不佳。所以硅基OLED方案会限制AR的使用场景，从产业发展趋势来看未来将不是主流方案。 光波导方案目前主要与LCoS或DLP显示搭配，两者均能实现较高的亮度，但系统复杂度较高，成本高昂。

长期来看，Micro LED将成为AR显示的最佳解决方案。LED有着高亮度、低延迟、低功耗等先天优势。JBD已于2020年实现了点间距5μm，5,000DPI的单色Micro LED晶圆量产。 随着海兹定律推动LED成本持续下探，我业内普遍对MicroLED方案达到共识，因为各维度参数没有死角，非常适用AR的应用场景。但当前由于该技术还在研发中，预计25年左右可以初步看到量产方案。 我们认为Micro LED将成为AR显示技术的必然选择。

2.2产业链下游： 目前AR应用集中在B端，XR设备仍以国外品牌为主流

操作系统方面， 目前市场大部分AR厂商的操作系统主要是基于安卓做二次开发。但几家大型AR企业均在自研操作系统。 如Hololens推出基于Windows的OS，Magic Leap则重新打造Lumin OS。总体看目前整体市场还没有出现完善的操作系统。

AR眼镜光学模组元件工艺复杂、成本高昂限制，目前AR应用仍集中在B端。根据UploadVR，2018年微软Hololens与美国陆军签订4.8亿美元订单（将为军事人员配备HoloLens原型机，以四个增量采购大约2500个IVAS原型），2021年再得219亿美元订单（将在10年内为美陆军提供12万套AR头盔）。2021年HoloLens拿下美陆军219亿美元AR订单。但随着2014年谷歌AR眼镜GoogleGlass、2015年微软HoloLens1、2018年MegicLeapOne等一系列AR眼镜发布至今，C端的应用需求也有显著增加。

独立产品形态的AR眼镜或成为C端渗透率的关键所在。目前AR产品形态主要以分体式AR眼镜为主，因形态轻盈以及佩戴舒适度佳， 目前AR眼睛与智能手机结合实现观看电视、游戏等多领域的应用场景已经在海外市场跑通，我们认为随着光波导方案的成熟、工艺成本下降以及AR生态建设的完事，我们认为以独立产品形态出现的AR眼镜或成为C端渗透率的关键所在。

3 AR产业链相关公司一览