VR光学元器件行业报告：VR设备轻薄化，Pancake光学方案

VR设备轻薄化趋势明确，Pancake有望成为主流光学方案 ■VR设备进入加速放量期，光学组件迎来发展机遇：受技术进步、生 态完善、价格下探、疫情催化等多重因素共振，VR终端设备市场进入高速增长期。据智研咨询预测，2021年全球VR头显出货量达1095万台，2024年有望达到2631万台；据IDC数据，2021年中国VR出货量为138万台，随着中国市场潜力不断激发，2025年有望达到1162万台。由于消费者对无绳化、便携化的需求，VR一体机成为VR终端设备的主流趋势。光学组件作为VR设备的重要组成部分，将迎来快速发展机遇。WellsennXR预计全球VR光学市场规模将于2023年达到22亿元，2030年有望达到500亿元。 ■Pancake有望接力菲涅尔透镜成为主流VR光学方案：VR光学方案主要经历了非球面透镜、菲涅尔透镜、Pancake方案三个阶段，当前VR设备光学方案仍以菲涅尔透镜为主，Pancake方案开始逐步渗透。Pancake方案利用光的折射、反射和偏振原理，通过折叠式光学元件实现更短的光路，具备轻薄化、成像质量好、可调节屈光度等优点，大幅提升了用户的体验感和舒适度，但光损高、良率低等痛点仍待解决，因此尚未完全取代技术成熟、供应稳定的菲涅尔透镜。目前华为（VRGlass）、松下（MeganeX）、HTC（ViveFlow）、创维（Pancake1）、苹果 （VR/MR头显）、Meta（Cambria）已经或有望即将推出采用Pancake方案的头显，预计在科技巨头的引领下，Pancake方案在未来将得到更广泛的应用。VR光学作为VR设备的关键环节，技术壁垒较高，目前仅歌尔、舜宇等少数厂商可提供高性能光学方案。 ■投资建议：我们推荐在VR代工领域从整机到零部件一体化布局的立讯精密、歌尔股份，具备光学膜组供货能力的三利谱，以及MicroOLED检测设备领先企业华兴源创；建议关注长盈精密、舜宇光学、鸿利智汇、隆利科技、科森科技、创维数字、智立方、杰普特。 ■风险提示：下游需求不及预期，技术突破不及预期，政策及监管力度 变化，VR游戏表现低于预期，疫情反复风险。 行业深度分析 其他元器件 2022年08月19日 证券研究报告 投资评级领先大市-A 维持评级 首选股票 目标价 评级 002241 歌尔股份 41.35 买入-A 002876 三利谱 75.00 买入-A 688001 华兴源创 47.95 买入-A 行业表现 8% 1% -62%021-08 13% 20% 27% 34% 2021-12 2022-04 元器件(中信)沪深300 - - - - 资料来源：Wind资讯 % 1M 3M 12M 相对收益 14.30 15.54 8.90 绝对收益 12.21 20.05 -5.12 马良 分析师 SAC执业证书编号：S1450518060001 maliang2@essence.com.cn 021-35082935 内容目录 1.VR进入快速放量期，光学组件迎来发展机遇5 1.1.技术生态逐渐成熟，疫情催化产业发展5 1.2.VR设备年出货破千万台，Oculus龙头地位稳固6 1.3.VR一体机为终端发展趋势，显示屏、芯片、光学器件成本占比最高7 2.Pancake有望接力菲涅尔透镜成为未来主流VR光学方案11 2.1.Pancake可实现轻薄化，但光损、成本等问题仍待优化11 2.2.VR设备光学方案的演进史：从非球面、菲涅尔再到Pancake14 2.3.Pancake与菲涅尔透镜方案实例比较17 2.3.1.3GlassesX1VS3GlassesD317 2.3.2.创维S6VS创维V901VS创维PANCAKE118 2.3.3.PicoVRGlassesVSPicoNeo319 2.3.4.其他VR设备光学方案对比20 2.4.VR光学技术壁垒高，目前仅少数几家厂商可提供高性能光学方案20 2.5.VR光学检测设备行业存在技术和客户壁垒，国产替代仍有提高空间21 3.相关标的23 3.1.立讯精密：苹果产业链龙头企业，VR整机+零部件全面布局23 3.2.歌尔股份：VR龙头地位稳固，整机+零件一体化布局24 3.3.三利谱：国内偏光片龙头，具备VR光学膜组供货能力26 3.4.长盈精密：苹果结构件重要供应商，VR/AR领域深度布局26 3.5.舜宇光学：MetaVR目镜核心供应商，积极推进整机制造计划27 3.6.鸿利智汇：国内领先LED封装企业，VR业务享有先发优势28 3.7.隆利科技：MiniLED背光技术优势突出，助力VR应用29 3.8.科森科技：精密金属结构件领先企业，VR/AR带来增长空间30 3.9.创维数字：深度耕耘元宇宙，国内Pancake方案开拓者31 3.10.华兴源创：专注平板检测设备，布局新型微显示技术32 3.11.智立方：智能感知与精密组装自动化领先企业，入局VR/AR33 3.12.杰普特：国内首家MOPA激光器生产制造商，积极布局VR光学检测34 4.风险提示36 4.1.下游需求不及预期36 4.2.技术突破不及预期36 4.3.政策及监管力度变化36 4.4.VR游戏表现低于预期36 4.5.疫情反复风险36 图表目录 图1：VR一体机产品（眼镜+手柄）5 图2：VR实景效果（索尼8K头显）5 图3：虚拟现实沉浸体验产业发展阶段5 图4：2016-2024E全球VR出货量7 图5：2021-2025E中国VR出货量7 图6：2021年全球VR头显设备主要品牌占比7 图7：Steam平台前十大VR品牌市场份额7 图8：VR产业链8 图9：2021年VR一体机成本构成及相关厂商9 图10：2016年分体机OculusRift成本构成10 图11：VR光学方案分类11 图12：VR光学主流方案比较12 图13：球面透镜与非球面透镜中的球差12 图14：菲涅尔透镜轮廓13 图15：Pancake方案原理13 图16：Pancake方案优点13 图17：Pancake方案缺点14 图18：VR光学方案沿革方向15 图19：Pancake光学方案应用情况16 图20：重影（“鬼影”）原理17 图21：Pancake方案光学效率图示17 图22：全球VR光学市场规模和增速17 图23：全球VR头显出货量2021Q1品牌占比17 图24：3GlassesX118 图25：3GlassesD318 图26：创维S618 图27：创维V90118 图28：创维PANCAKE119 图29：PicoVRGlass19 图30：PicoNeo319 图31：2012-2022Q1立讯精密营业收入及增速23 图32：2012-2022Q1立讯精密毛利率23 图33：立讯精密消费电子营业收入及增速和占比24 图34：立讯精密消费电子毛利率及毛利占比24 图35：歌尔股份VR历史沿革24 图36：2013-2022Q1歌尔股份营收及增速25 图37：2013-2022Q1歌尔股份毛利率25 图38：2018-2021年歌尔股份智能硬件营收及增速25 图39：2018-2021年歌尔股份智能硬件毛利率25 图40：2012-2022Q1三利谱营业收入及增速26 图41：2012-2022Q1三利谱毛利率26 图42：2013-2022Q1长盈精密营业收入及增速27 图43：2012-2022Q1长盈精密毛利率27 图44：舜宇2021、2022年1-6月其他镜头出货量28 图45：2018-2021年舜宇光学净利润及增速28 图46：舜宇光学VR/AR相关产品营收28 图47：2012-2022Q1鸿利智汇营业收入及增速29 图48：2017-2022Q1鸿利智汇毛利率29 图49：2018-2022Q1隆利科技营业收入及增速30 图50：2018-2022Q1隆利科技毛利率30 图51：2021年科森科技营收结构31 图52：2019-2021年科森科技各业务毛利率31 图53：2019-2022Q1科森科技营业收入及增速31 图54：2019-2022Q1科森科技毛利率31 图55：2011-2022Q1创维数字营业收入及增速32 图56：2011-2022Q1创维数字毛利率32 图57：2016-2022Q1华兴源创营业收入及增速33 图58：2016-2022Q1华兴源创毛利率33 图59：2018-2022Q1智立方营业总收入及增速34 图60：2018-2022Q1智立方毛利率34 图61：2019-2022Q1杰普特营业收入及增速35 图62：2019-2022Q1杰普特毛利率35 表1：虚拟现实关键技术一览表6 表2：VR硬件系统8 表3：VR头显与VR一体机的硬件差异9 表4：2020-2022年主流VR产品相关参数15 表5：菲涅尔和Pancake模组对比16 表6：3GlassesX1VS3GlassesD318 表7：创维S6VS创维V901VS创维PANCAKE119 表8：PicoVRGlassVSPicoNeo319 表9：VR设备光学方案对比20 表10：歌尔股份VR/AR技术水平25 1.VR进入快速放量期，光学组件迎来发展机遇 1.1.技术生态逐渐成熟，疫情催化产业发展 VR，全称VirtualReality，即虚拟现实。VR利用计算机生成一种虚拟环境，用户通过佩戴头部设备进入虚拟环境，通过手部设备或者其他传感器与虚拟环境进行互动，产生沉浸式体 验。 1）虚拟环境生成：VR呈现的虚拟环境由计算机生成。 2）立体画面呈现：人的双眼看到的画面有所差别，这种差别可以通过大脑处理，让事物以立体形式呈现给人。VR眼镜利用了这种视觉差别，给双眼投影不同的画面，从而产生立体效果。 3）与虚拟环境互动：通过各种追踪技术实现对用户动作、视线的追踪，实现虚拟场景与用户动作的统一。部分VR设备实现了碰撞检测等功能，使用户与虚拟物件的接触感更真实。 图1：VR一体机产品（眼镜+手柄）图2：VR实景效果（索尼8K头显） 资料来源：Pimax官网，安信证券研究中心资料来源：索尼产品发布视频，安信证券研究中心 中国信通院发布的《虚拟（增强）现实白皮书》将VR分为五个阶段：无沉浸阶段、初级沉浸阶段、部分沉浸阶段、深度沉浸阶段和完全沉浸阶段。2014年Facebook收购Oculus， 是VR发展的里程碑事件。此前，VR也经历过一些发展，但是产品体型较大、交互能力不强、沉浸效果较差。2014年以后，受益于计算机技术的进步，各公司对追踪等交互技术的探索加速，限制VR沉浸效果的技术难题被逐步攻克，VR发展较为迅速。2015-2018年，多款VR产品的诞生使得VR热度增加。2019年后，网络基础设施升级、VR生态内容不断积累优化、受众群体快速扩张，以及VR新品频出等利好因素共同促进了VR产业发展。根据VR陀螺统计，2019年发布上市的VR设备将近30款，产品沉浸水平达到部分沉浸，部分指标达到深度沉浸水平。 图3：虚拟现实沉浸体验产业发展阶段 资料来源：中国信通院，安信证券研究中心 VR行业进入景气周期源于技术进步、生态完善、价格下探、疫情催化等多重因素共振： 1）VR技术进步，沉浸式体验效果上升。2016年以来，限制VR沉浸式体验效果的诸多技术逐渐成熟，使得VR体验上升。例如，屏幕刷新率的提升使得VR场景更加真实；眼球追踪、动作追踪等交互技术进步提升了VR交互体验；CPU、GPU升级换代大幅提升了渲染计算能力，提高了虚拟环境的质量。 2）5G网络加速普及，网速提升。受4G等网络基础设施限制，网速无法满足VR的低延迟要求，存在体验延迟和眩晕等问题，不利于产品的推广。5G普及、网速提升后，延迟率得以降低，VR设备的体验感得到增强。 3）内容生态逐步丰富，VR体验效果上升。经历多年发展，VR内容生态逐步丰富，应用场景逐步增加。适配VR的视频、游戏等资源的数量和质量逐步提升，部分影视、游戏平台开设VR专区，并逐步