元宇宙行业深度：元宇宙关键入口，VR、AR光学+显示方案带来新机遇

元宇宙行业深度：元宇宙关键入口， VR/AR光学+显示方案带来新机遇 电子 评级：看好 日期：2023.03.27 证券研究报告|行业深度 报告要点 全球VR/AR设备出货量未来数年有望保持30%以上增速。根据IDC数据，受宏观经济环境等因素影响，2022年全球VR/AR设备出货量下降20.9%至 880万台，其中VR/AR设备出货量分别为853/27万台。随着宏观经济预期修复，IDC预计2023年全球VR/AR设备出货量有望同比增长31.5%，并且未来数年增速有望保持在30%以上，预计2026年出货量将达到3510万台。 VR/AR行业集中度均较高。根据IDC数据，2022年VR头显市场格局方面，Meta占比接近80%，PICO占比10%，DPVR、HTC和爱奇艺分列3-5位。AR眼镜方面，根据IDC数据，2022年全球AR眼镜出货量Top5分别为： Nreal/微软/Rokid/TCL（雷鸟创新）/爱普生，出货量分别为9.8/3.5/3/近3/1.3万台，合计近20.6万台；市占率分别为36.3%/13.0%/11.1%/近11.1%/4.8%，合计占比近76.3%。 VR：Pancake商用趋势确定，Fast-LCD屏幕成主流，硅基OLED未来可期。现阶段VR头显的主流光学方案包括菲涅尔透镜和Pancake。因为轻薄化需求，Pancake方案正在逐步替代菲涅尔透镜，由于光机工作原理不同， 菲涅尔透镜采用平行光路方案，Pancake则通过折叠光路来减小光路系统空间的物理距离，缩小厚度，根据PICO官方数据，PICO4头盔采用Pancake方案，前端厚度为35.8mm，比上一代产品减小38.8%，重量减小26.2%，优势明显。此外Pancake成像质量更好，还支持屈光度调节，商用趋势确定，但是仍然存在光效低、鬼影、FOV小、成本高等痛点，需要进一步升级改进。在显示方面，综合分辨率和响应速度的要求，Fast-LCD已成为市场主流方案，还可以增加MiniLED背光解决显示器漏光等问题。而在性能层面更有优势的硅基OLED，由于配套驱动芯片技术不够成熟、良率偏低等问题，整体成本仍然偏高，苹果2023年MR设备有望采用硅基OLED，将有利于推动硅基OLED渗透率提升。 AR：光波导和MicroLED未来有望成为AR眼镜主流光学+显示方案。AR 眼镜光学成像系统主要有离轴反射、棱镜、自由曲面、Birdbath和光波导。目前使用较多的方案为自由曲面、Birdbath和光波导，从性能角度对比，光波导在镜片厚度、视场角、透光度、产品尺寸等方面优势明显，技术壁垒最高，未来随着光波导技术更加成熟、工艺流程更加标准化、高效化，成本进一步降低，渗透率有望进一步提升。显示方面目前主要为硅基OLED屏幕，但是由于亮度、寿命等问题，MicroLED也一直是产业界追逐的方向，其优势包括功耗低、亮度高、响应速度快、寿命长等，适合搭配光波导，但是由于工艺技术难度高、外延成本较高、巨量转移的速度和良率还有待提升，短期内还难以替代硅基OLED，但是苹果等国际巨头在该领域已经布局多年，未来随着MicroLED技术更加成熟、成本降低，有望逐步替代硅基OLED。 投资建议：我们认为，随着用户对元宇宙接受度提高，同时技术升级、成本下 降将促进VR/AR出货量进一步提升，带动行业驶入快车道，相关主流技术方案厂商有望迈入高速成长期。建议关注：三利谱、京东方A、歌尔股份。 风险提示：1、宏观经济复苏、下游需求不及预期； 2、技术研发、产品升级不及预期；3、行业竞争加剧。 分析师王少南 登记编码：S0950521040001：0755-23375522 ：wangshaonan@wkzq.com.cn 联系人金凯笛：021-61097712 ：jinkaidi@wkzq.com.cn 行业表现2023/3/27 9% 3% -4% -10% -17% -23% 2022/42022/72022/102023/1 电子上证综指深证成指沪深300 资料来源：Wind，聚源相关研究 《2023年电子行业投资策略：半导体国产替 代持续加速，汽车电子迎来新机遇》 (2023/1/6) 《半导体材料行业深度：晶圆厂迎扩产潮，大国利剑国产替代前景可期》(2022/9/9) 《汽车智能化+网联化深度：自动驾驶逐步升级，摄像头+激光雷达星辰大海》(2022/6/29) 《汽车电动化深度：新能源车销量+渗透率双升，IGBT与SiC大放异彩》(2022/5/13) 《2022年电子行业投资策略：5G渗透率持续提升，半导体供应链安全大势所趋》(2021/12/9) 《PCB行业深度：通讯/消费电子/汽车齐发力，FPC替代传统线束前景可期》(2021/12/7) 《半导体设备行业深度：新一轮景气周期，大国重器替代正当时》(2021/8/16) 《2021年电子行业中期策略：5G+ARVR引领新成长，国产替代奏响主旋律》(2021/8/6) 《需求错配+供给瓶颈+资源倾斜，汽车缺芯 有望2021Q2开始改善》(2021/5/12) 内容目录 1.元宇宙构建数字化时空，产业链广覆盖5 2.VR/AR设备是元宇宙重要入口，未来数年有望保持30%以上增长10 3.VR光学+显示方案多样，产业逐渐形成共识16 3.1VR光学：Pancake减薄效果好，商用趋势确定16 3.2VR显示：Fast-LCD已成为主流选择，硅基OLED有望被苹果采用22 4.AR实现显示+虚拟世界融合，中短期内一体式/分体式将共存25 4.1AR光学：光波导性能优势明显，有望引领未来26 4.2AR显示：硅基OLED占据主导，MicroLED未来可期30 5.VR/AR产品百花齐放，海内外供应商齐助阵32 5.12022年多款VR/AR产品发布，光学+显示方案路径逐步清晰化32 5.2VR头显拆解及供应商梳理35 5.3AR眼镜拆解及供应商梳理40 6.投资建议42 6.1投资观点42 6.2建议关注43 6.2.1三利谱（002876.SZ）44 6.2.2京东方A（000725.SZ）44 6.2.3歌尔股份（002241.SZ）44 7.风险提示45 图表目录 图表1：元宇宙概念5 图表2：元宇宙世界5 图表3：元宇宙发展历史5 图表4：元宇宙进化图谱6 图表5：元宇宙产业链6 图表6：元宇宙产业链国外重点企业7 图表7：元宇宙7层要素7 图表8：元宇宙六大核心技术8 图表9：元宇宙四大核心特征8 图表10：元宇宙沉浸感交互要求9 图表11：2022年技术成熟度曲线9 图表12：VR游戏10 图表13：索尼PlayStationVR210 图表14：AR应用10 图表15：GoogleGlassEnterpriseEdition210 图表16：MR场景11 图表17：微软HoloLens211 图表18：XR范围11 图表19：XR场景11 图表20：全球VR/AR产业链主要国家/地区12 图表21：XR产业链12 图表22：XR五大关键技术13 图表23：VR/AR发展历程13 图表24：全球VR出货量（万台）14 图表25：全球AR出货量（万台）14 图表26：全球VR设备市场格局（按出货量分）14 图表27：2022年全球VR设备市场格局14 图表28：2022年全球AR眼镜出货量Top5市占率15 图表29：2022年中国VR/AR出货量（万台）15 图表30：2022年中国AR眼镜不同价格出货占比（美元）15 图表31：2022年中国市场独立VR头显Top5市占率16 图表32：2022年中国消费级AR眼镜主要线上平台销量格局16 图表33：VR光学方案16 图表34：VR光学发展历程17 图表35：球面透镜17 图表36：非球面透镜17 图表37：使用球面透镜时像差的产生（左）和使用非球面透镜时的校正（右）18 图表38：球面透镜VS非球面透镜18 图表39：菲涅尔透镜19 图表40：菲涅尔透镜与普通透镜聚光对比19 图表41：菲涅尔透镜轮廓19 图表42：平凸透镜和菲涅尔透镜的侧面轮廓对比19 图表43：菲涅尔与Pancake厚度对比20 图表44：PICO4比PICONeo3前端重量及厚度均有所减小20 图表45：菲涅尔光学和Pancake光路方案对比20 图表46：Pancake折叠光路原理20 图表47：PICO4Pancake光学透镜20 图表48：Pancake与菲涅尔透镜性能对比21 图表49：VR光学方案对比22 图表50：LCD结构23 图表51：OLED结构23 图表52：MicroLED结构23 图表53：巨量转移技术23 图表54：MicroOLED结构24 图表55：VR产业链相关公司25 图表56：VR与AR近眼显示原理25 图表57：不同形态的AR整机26 图表58：棱镜/自由曲面/Birdbath光学系统原理27 图表59：AR光波导全反射机制示意图27 图表60：基于光波导的AR外观原理示意图27 图表61：常见光波导及光栅结构28 图表62：几何光波导/表面浮雕光栅波导/全息体光栅波导对比28 图表63：采用不同光学方案的AR眼镜产品29 图表64：2026年不同价位段消费级AR设备出货量占比29 图表65：目前主流AR光学方案对比30 图表66：AR设备主流显示技术优缺点对比31 图表67：AR设备主流显示技术参数对比31 图表68：AR产业链相关公司32 图表69：2022年VR设备统计33 图表70：2022年AR设备统计33 图表71：高通对VR/AR设备形态预判34 图表72：高通无线AR智能眼镜参考设计34 图表73：高通骁龙AR2Gen135 图表74：搭载骁龙AR2Gen1的AR头显原型机35 图表75：YVR2VR一体机爆炸图35 图表76：MetaQuestPro沉浸式体验36 图表77：MetaQuestPro36 图表78：MetaQuestPro硬件BOM成本36 图表79：MetaQuestPro硬件成本构成（按品类）37 图表80：MetaQuestPro硬件成本构成（按国家）37 图表81：MetaQuestPro核心硬件及供应商37 图表82：PICO4彩色透视38 图表83：PICO438 图表84：PICO4硬件BOM成本（8G+128G版本）39 图表85：PICO4硬件成本构成（按品类）39 图表86：PICO4硬件成本构成（按国家）39 图表87：PICO4核心硬件及供应商40 图表88：一体式AR眼镜零部件41 图表89：分体式AR眼镜模组及BOM成本占比41 图表90：华为VisionGlass观影41 图表91：华为VisionGlass41 图表92：华为VisionGlass硬件BOM成本42 图表93：华为VisionGlass硬件成本构成（按品类）42 图表94：华为VisionGlass硬件成本构成（按国家）42 1.元宇宙构建数字化时空，产业链广覆盖 元宇宙的英文是Metaverse，Metaverse=Meta（超越）+Universe（宇宙），即超越现实的虚拟宇宙。“元宇宙”概念是在美国作家尼尔·斯蒂芬森1992年的科幻小说《雪崩》中首次提出，书中讲述了现实人通过VR设备与虚拟人共同生活在一个虚拟世界的故事，这个虚拟世界就是Metaverse。2021年3月，美国Roblox公司首次将“元宇宙”写进招股说明书，2021年10月，Facebook改名为Meta将元宇宙推至风口，引发了全球关注和讨论，2021年也被称为元宇宙元年。 元宇宙是人类运用数字技术构建的，由现实世界映射或超越现实世界，可与现实世界交互的虚拟世界，具备新型社会体系的数字生活空间。它以信息基础设施为载体，以虚拟现实/增强现实/混合现实（VR/AR/MR/XR）为核心技术支撑，以数据为基础性战略资源，构建数字化时空域。 图表1：元宇宙概念图表2：元宇宙世界 资料来源：SkyP