关于头豹 AboutUs 头豹深耕行企研究6年,凭借丰富的内容生产、平台运营和知识管理经验,基于人工智能、大模型、云计算等先进数字技术,构建了业内领先的全产业覆盖、百万级原创研究内容数据库,首创全开源、多方协同、可拓展的智慧行研平台——“脑力擎KnowlengineTM”知识管理与研究辅助KaaS系统,并通过“AI推理+AI搜索”双引擎辅助分析师提升工作效能,加深行研精度,助力行业实现数字化转型升级,赋能数字中国建设。 头豹科创网(www.leadleo.com)拥有20万+专业用户,全行业赛道覆盖及相关研究报告产出数百万原创数据元素,每年数千场直播及视频内容,用户覆盖了超过70%的投融资机构、金融机构和资本市场服务机构。近年来,头豹研报在资本市场的影响力逐年提升。据不完全统计,已有上百家拟上市及上市公司在其信披材料中大量引用头豹数据及观点。头豹精选报告被全球著名的财经资讯平台路孚特(Refinitiv)广泛收录,帮助中国企业获得国内外投资机构重点关注,吸引投资,赋能企业发展。 报告作者 ReportAuthor 姓名:张俊雅 职位:TMT行业分析师 Email:jacob.zhang@leadleo.com 业务合作 Business Cooperation 定制报告/词条 会员账号 在投影市场,LCOS优势开始凸显 当前投影类市场的显示技术主要为DLP和3LCD两种,然而3LCD技术是日本投影设备商自主研发,且大部分以自用为主,其他不具备显示技术及芯片开发能力的设备厂商均选择美国德州仪器TI的DLP技术方案与DLP技术相比,LCOS较DLP同级产品成本更低,且在分辨率、动/静态对比度等方面表现更佳。在4K+时代,LCOS芯片像素尺寸更小、分辨率更高的优势开始凸显,国产LCOS芯片有望打破美国德州仪器DLP技术垄断,实现国产替代。 在AR/VR市场,长期来看MicroLED光机在小型化上更有优势,但现阶段LCOS光机的图像表现更好 轻量化是AR眼镜未来的发展趋势,为了缩减尺寸,AR眼镜厂商尝试了多种方案。长期来看,MicroLED光机在小型化上更有优势,但现阶段LCOS光机的图像表现更好。与AR/VR领域其他显示技术相比,LCOS具有像素尺寸小、分辨率高、技术成熟度高等优势。当前市场主流的Google Glass、Hololens等AR/VR标杆产品均已采用LCOS显示方案。 在车载HUD市场,LCOS方案较为成熟,已实现量产落地 目前在AR-HUD领域,TFT、DLP和LCOS方案都已实现量产落地,LBS方案由于成熟度不高暂时不是主流的技术方案。对比来看,TFT-LCD显示效果一般,温升控制表现不佳,但其成本较低;DLP方案可较好地解决温升问题,但DLP由于其固有的技术特性,在图像分辨率提升上具有一定的局限性,同时成本相对较高;LCOS实现了图像分辨率的提升,以及成本一定程度的降低,且已实现量产装车。 行业综述——定义与分类 LCOS即硅基液晶,是结合了CMOS集成电路设计工艺和液晶封装技术的硅基微显示技术,具有体积小、分辨率高和帧率高等特点,可以广泛应用于便携激光投影、AR眼镜、车载HUD和智能制造等领域 LCOS屏剖面结构 晶圆级LCOS制造流程 从LCOS的剖面结构来看,LCOS的下方是硅基芯片,芯片上制造了数据传输电路和像素控制电路,芯片顶层是分立的像素电极,像素之上是液晶取向层、液晶层、取向层,顶部是带ITO的玻璃。LCOS与传统LCD屏的区别在于其像素驱动采用了硅基CMOS集成电路,液晶盒厚小,间隔粒子掺杂在框胶中而不是散布在整个屏幕。与普通IC的区别在于,芯片顶层不做厚钝化层保护,而是制造液晶屏用于显示。像素上的电信号调制液晶的偏转方向,从而调制入射光的幅度,形成图像。 从LCOS制造流程来看,LCOS生产可分为前工序和后工序两部分。前工序的任务是制作微型显示器的空盒,其制作过程可粗略分为以下几步:前清洗(包括超声清洗、水清洗、氮气干燥等)、图形制作(感光胶涂布、感光胶烘烤、曝光、显影、烘烤、刻蚀、去胶、清洗等)、取向层涂布、摩擦、后清洗、丝网漏印、合盒和固化;后工序的任务是将前工序制造的空盒制作成微显示器,其过程可分为:盒厚检测、切割、断裂、液晶关注、封口、清洗和检查。 LCoS(Liquid Crystalon Silicon)即硅基液晶,是结合了CMOS集成电路设计工艺和液晶封装技术的硅基微显示技术,具有体积小、分辨率高和帧率高等特点,可以广泛应用于便携激光投影、AR眼镜、车载HUD和智能制造等领域。由于早期受到CMOS工艺的限制,LCOS这项技术一直没有大规模的应用,分辨率也较低。但是在一些衍射光学领域,例如空间光调制器领域,一直是光镊、光通信等应用的核心器件。随着CMOS工艺的发展,多层金属工艺成为普遍选项,适用于制造液晶屏的顶层金属处理工艺也得到充分的研究并取得很大的进展,分辨率得以大幅提升,LCOS技术在消费类市场才得到了较多的关注。 行业综述——LCOS芯片关键技术 LCOS芯片的显示性能涉及到分辨率、填充因子、反射率、帧率、功耗、显示区面积、灰阶精度与线性度等指标 LCOS芯片关键技术 填充因子 分辨率 帧率 功耗 灰阶精度与线性度 LCOS芯片的显示性能涉及到分辨率、填充因子、反射率、帧率、功耗、显示区面积、灰阶精度与线性度等指标,其中,分辨率、显示区面积、帧率和功耗的设计取决于具体的应用场景,而对比度与算法和材料更加相关,越高越好。填充因子和反射率都更受工艺和结构设计的限制,需要在制造工艺和制程设计上有所突破。灰阶精度通常越高越好,但由于人眼的分辨率有限,目前一般采用8bit的灰阶。 应用场景——投影类市场 在投影领域的显示技术主要由DLP和3LCD两种,与DLP技术相比,LCOS较DLP同级产品成本更低,且分辨率、动/静态对比度等方面表现更佳,尤其在4 K+ 时代,LCOS技术优势开始凸显 DLP、LCD、LCOS三大投影技术路线对比 中国投影机出货量,2019-2023 474 505 470 417 462 200 400 600 市场总出货量为473.6万台,同比下降6.2%。预计2028年中国投影机市场出货量有望超过930万台,五年复合增长率仍将达到14%。 成本优势劣势 产品价格段技术方案厂商 较低价格便宜色彩表现力差低端 中等 单片式:低;三片式:高 亮度高,体积小,机身不易进灰尘可能出现彩虹效应中高端 高 色彩表现力好,亮度提升可能会出现画面拖影中高端 光利用效率高、分辨率和对比度高技术在家用领域的普及度有待提升 高端 爱普生、索尼、日电、松下、夏普等 非日本品牌大多采用该技术 索尼、JVC、LG等 当前投影类市场的显示技术主要为DLP和3LCD两种,然而3LCD技术是日本投影设备商自主研发,且大部分以自用为主,如SONY等。其他不具备显示技术及芯片开发能力的设备厂商均选择美国德州仪器TI的DLP技术方案,如极米、坚果、明基、小米等。在该类市场,DLP基本已形成垄断态势。与DLP技术相比,LCOS较DLP同级产品成本更低,且在分辨率、动/静态对比度等方面表现更佳。在4 K+ 时代,LCOS芯片像素尺寸更小、分辨率更高的优势开始凸显,国产LCOS芯片有望打破美国德州仪器DLP技术垄断,实现国产替代。 应用场景——AR/VR市场 在AR/VR领域,长期来看,MicroLED光机在小型化上更有优势,但现阶段LCOS光机的图像表现更好。与AR/VR领域其他显示技术相比,LCOS具有像素尺寸小、分辨率高、技术成熟度高等优势 AR/VR设备微型显示技术对比 中国AR/VR设备出货量,2021-2027E Himax Ommvision Raontech Kopin Syndiant Sony 光效率低反应时间慢体积较大 2027E 成本低像素极小 Hololens 2531.4 LCOS 反射式 Magic Leap One 2026E 1181.4 光效率较高反应时间快像素小 完整版登录www.leadleo.com 成本较高 照明光路复杂成本高 2025E 570.7 DLP 反射式 Texas Instrument Vuzix Blade 搜索《2024年中国LCOS行业研究报告:广泛应用于投影、AR/VR、车载HUD的微显示技术》 2024E 321.0 亮度高体积小 高分辨率光路复杂刷新率较低闪斑 LBS 扫描式 MICROVISION Hololens 2 2023 154.6 Plessey Glo JBD Lumens京东方SONY Kopin Emagin 对比度高亮度极高刷新率高 2022 Micro-LED 暂无量产可行性成本极高 131.5 发射式 / 2021 44.3 亮度低(<500 Nits) 高色彩饱和度高对比度 500 1000 1500 AR设备 2000 VR设备 2500 3000 Micro-OLED 发射式 光谱宽,不适合Waveguide寿命短 Nreal light 低功耗(百毫瓦量级) 轻量化是AR眼镜未来的发展趋势,为了缩减尺寸,AR眼镜厂商尝试了多种方案。长期来看,MicroLED光机在小型化上更有优势,但现阶段LCOS光机的图像表现更好。与AR/VR领域其他显示技术相比,LCOS具有像素尺寸小、分辨率高、技术成熟度高等优势。当前市场主流的GoogleGlass、Hololens等AR/VR标杆产品均已采用LCOS显示方案。 2023年,中国AR/VR设备总出货量达154.6万台。其中,AR设备出货量为24.1万台,VR设备出货量为130.5万台。预计在Meta的Quest3、苹果的VisionPro头显带动下,2024年AR/VR设备出货量将会迎来明显的增长。 应用场景——车载HUD市场 在车载HUD市场,DLP方案的DMD芯片由德州仪器独供,其余芯片如TFT、LCOS、MEMS等路线芯片供应商较为充足,且国内厂商都有所布局 AR-HUD显示技术对比 成像芯片供应商情况 公司名称 产品方案 客户资源 指标 TFT-LCD DLP LCOS LCOS显示器的设计和生产已有十多年历史,并获得多个顶级品牌及公司采用 时不是主流的技术方案。对比来看,TFT-LCD显示效果一般,温升控制表现不佳,但其成本较低;DLP方案可较好地解决温升问题,但DLP由于其固有的技术特性,在图像分辨率提升上具有一定的局限性,同时成本相对较高;LCOS实现了图像分辨率的提升,以及成本一定程度的降低,且已实现量产装车。 奇景光电 LCOS芯片 慧新辰乐升半导体龙马璞芯领挚科技 LCOS芯片TFT芯片MEMS芯片TFT芯片 与灵犀微光、珑璟光电等光波导显示模组企业合作京东方、秋田微、品讯光电、美的、小米等 博世、安波福、华为、欧菲光、舜宇、炽云科技- 在车载HUD市场,DLP方案的DMD芯片由德州仪器独供,其余方案成像芯片如TFT、LCOS、MEMS等路线芯片供应商较为充足,且国内厂商都有所布局。 LCOS厂商梳理 中国LCOS相关技术厂商包括豪威科技、立景光电、华为海思、芯视元、芯鼎微、晶帆光电等,海外厂商包括JVC、Raontech、Syndiant等 LCOS技术相关厂商梳理 公司名称 LCOS相关业务介绍 LCOS芯片企业推荐——豪威科技 北京豪威是韦尔股份旗下高端图像传感器芯片企业,前身为美国豪威科技,成立于1995年。豪威科技于今年年初发布最新LCOS面板OPPO3050,可用于AR/XR/MR头显,预计2024年下半年投入量产 豪威科技基本情况 成立时间:1995年 CMOS 业内领先的 影像解决方案提供商 完整版登录www.lea