光学行业深度研究：后智能手机时代光学看什么

光学行业深度研究：后智能手机时代光学看什么？1.光学行业标的概览1.1.核心逻辑：从上至下优选光学标的，看好绑定龙头客户落地产品厂商光学元件市场空间=终端硬件空间×光学价值量占比从终端硬件空间来看，智能手机为目前最大的消费电子存量硬件市场（2021年全球智能手机市场规模约4500亿美元），智能手机的重要零组件包括屏幕、光学、天线、中框、声学等。对比零部件成长性首推光学，量价齐升逻辑有望持续提升智能手机光学单机价值量，1)单机配置量：前1后3→前2后5;2)ToF、潜望式等新方案引入提升ASP。手机进入存量市场背景下，核心逻辑为重点关注供应链厂商竞争格局的变化：

①苹果：重点关注21年舜宇光学科技切入苹果镜头供应商对于原先大立光+玉晶光稳定的竞争格局的冲击，我们预计舜宇光学科技后续份额有望持续提升。②安卓：重点关注光学升级趋势放缓、降规降配背景下行业格局的变化，我们认为高端厂商可能下沉参与中低端厂商的竞争，中小厂商技术+规模不占优势，产品升级和份额提升难度增加，行业集中度有望持续提升。后智能手机时代，关注能成为下一个“智能手机”的硬件，重点关注虚拟现实、车载光学和激光雷达三大硬件终端。我们测算2020年虚拟现实、车载摄像头、激光雷达等厂商光学市场空间为27.4、443、3亿元，预计2025年市场空间分别为272.8、1338.6、51亿元，2020-2025年市场空间CAGR分别为58%、24.8%、76%。虚拟现实、车载光学和激光雷达核心逻辑为结合技术迭代+竞争格局变动，优选绑定龙头客户落地产品的标的。虚拟现实、车载光学和激光雷达处于成长初期，技术路径存在迭代、分化且竞争格局尚未形成，优先看好绑定龙头客户落地产品的标的，提前卡位抢占先发优势，后续有望受益于龙头客户产品的放量带动收入增长。1.2.光学标的积极拓展下游应用，往增速快的新兴硬件市场规模延伸虚拟现实和汽车为后智能手机时代光学的另一重要应用，新兴市场增速快+产品标准化程度高，传统领域（手机、安防）厂商积极布局切入。光学标的传统下游行业为手机、安防、光通讯、激光及投影/显微镜等，传统行业存在增长放缓、竞争加剧等限制，光学标的积极拓展下游应用领域，向新兴下游行业切换。新兴下游行业为汽车及虚拟现实。汽车光学领域主要包括车载镜头、激光雷达、毫米波雷达等产品，虚拟现实光学领域主要包含镜头、光学元件等产品。新兴市场规模增速快叠加产品标准化程度高，吸引大量光学标的积极拓展应用领域至汽车光学及虚拟现实光学这两大新兴市场。1.3.核心能力：技术→产品类型，下游应用→收入体量上限&增速光学标的主要技术能力可以分为三个加工尺度：1）精密加工（主要是镜头、棱镜类产品）；

2）薄膜光学（主要是平面光学产品）；3）微纳加工（主要是DOE、AR光波导等产品）。光学元件属于零部件，业绩体量取决于下游硬件终端市场空间及光学价值量占比，从目前的下游应用领域来看，手机为最大的硬件终端市场，车载光学、激光雷达、AR/VR目前体量小但增速快。2.智能手机—光学体量最大的下游终端应用2.1.存量市场：摄像头空间增速高于行业增速，后续创新持续引领增长复盘2015年至今智能手机光学市场空间，尽管智能手机进入存量市场，但手机光学升级带动整体手机摄像头市场呈现稳步上升态势。2015-2020年智能手机销售额CAGR仅为1%，智能手机光学市场空间CAGR=11%。1）2015年至2019年：单摄向多摄发展，手机光学持续升级。2016年为双摄像头智能手机的元年，各手机厂商纷纷推出采用双摄方案的智能手机。2017年，苹果推出了全球首款搭载3D结构光技术的智能手机iPhoneX，以3D人脸识别FaceID彻底取代指纹识别TouchID。根据Counterpoint统计，2015年平均每部智能手机摄像头数量为2颗，2020年为3.7颗。预计到2023年，多后置摄像头的手机比例将达到90%以上。2）2019年至2022年：手机光学创新程度放缓，主要原因在于：①手机换机周期拉长，成本敏感性提高；②疫情反复、通胀、俄乌战争等因素影响消费需求。展望后续，我们认为光学依旧具备量价齐升逻辑。2022年至2025年：潜望式、dToF引领重回成长。①潜望式：

外媒MSPoweruser预计苹果有望于2023年为手机配备潜望式镜头；②dToF：目前iPhone仅iPhone12/13高端机型搭载dToF，后续有望下沉至标准机型及安卓机型。潜望式以及dToF方案的采用将拉动手机摄像头均价提高而推动摄像头市场的增长。手机摄像头市场稳步上升，据我们测算，2020年手机摄像头市场空间为1723亿元，2015至2020年CAGR为11%，复合增速远高于同时期智能手机销售额，我们预计2025年手机摄像头市场空间达2823亿元，2020-2025年复合增速为10%。2.2.智能手机光学技术发展趋势手机光学主要功能有：①分为拍照摄像（前置、后置摄像头）；②生物识别（iPhoneFaceID）；

③3D建模（ToF）手机摄像头成本结构：CIS（52%）、镜头（20%）、模组（19%）、音圈马达（6%）、红外截止滤光片（3%）。苹果手机更新换代，硬件配置及参数性能提升带动光学BOM持续增长。苹果2010年推出的iphone4仅搭载一颗前置摄像头和一颗后置主摄，2015年推出的iphone6plus通过引入光学图像稳定器（ois）支持光学防抖，2017年推出的iPhoneX引入了faceID以及长焦摄像头，2019推出的iphone11ProMax又引入了超广角摄像头，2020年推出的iphone12ProMax引入了应用dToF原理的后置LiDAR传感器。此外，像素、光圈、高P化、变焦倍数、定焦到变焦等也在随着新型号的推出而不断升级。像素升级、镜头高P化、变焦、防抖、FaceID、Lidar等带动iPhone光学BOM持续提升，iphone4的光学BOM仅为14美元，而iphone12ProMax已达96美元。2.2.1.镜头：高P化渐缓，当前处7P/8P升级，玻塑混合有望成为新趋势手机镜头的技术升级趋势：1）塑料镜头高P化；2)玻塑混合镜头(G+P)引入替代传统纯P镜头塑料镜头持续高P化，7P→8P升级节奏放缓。手机镜头由多块塑料镜片组成，数量越多，光线过滤、成像和色彩还原的效果越好，同时进一步提升镜头的聚光能力和解析能力；镜头高P化的技术难点在于①厚度②良率③对成像质量提升有限④设计难度提升；目前高端塑料镜头主要是7P，根据大立光分析，8P客户有导入但信心不足、使用意愿不高。玻塑混合镜头有望成为新趋势。相比于塑料镜片，玻璃镜片①具有更好的透光率；②具有更好的化学稳定性；③更薄，根据联创电子数据，6P1G玻塑混合镜头厚度比主流7P镜头薄0.3mm。镜头持续升级，塑料镜头提升空间有限，玻塑混合镜头有望成为新趋势，主要关注终端厂商的使用意愿以及塑料镜片、玻璃镜片的生产一致性问题。目前搭载玻塑混合镜头的量产机型较少，以安卓中高端机型为主。2.2.2.模组：后置三摄已下沉至千元机，仅中高端机型搭载长焦镜头后置三摄已下沉至千元机，后置主摄像素升级进程快，但是目前仅中高端机型搭载长焦镜头。我们结合2022年2月安卓畅销机型摄像头配置情况分析智能手机摄像头的配置情况：

①后置三摄已下沉至千元机，介于1000元-2000元价格带的小米RedmiK40以及GalaxyA22s5G均配备后摄广角、后摄超广角、后摄微距三款摄像头；②后置主摄像素升级进程快，目前千元机已经配置4800M像素镜头，主摄上亿像素已经下沉至2000~3000元价格段；③仅中高端机型搭载长焦镜头，三星两款售价高于4000元的SamsunggalaxyS22Ultra5G及SamsunggalaxyS21FE5G均搭载了长焦镜头；④微距、深度摄像头的搭载则不限于特定价格带。2.2.3.ToF应用有望提升摄像头模组价值量3D成像可以提供深度信息可以提高成像质量和拓展AR应用，具体表现在：①提高昏暗环境下自动对焦速度；②提升人像模式景深效果；③提升AR环境的建构拓展AR应用。3D成像的几种技术路径？①双目立体成像；②结构光；③ToF。技术成熟度:结构光>ToF>双目立体视觉。后摄3D成像应用潜力:ToF>结构光、双目立体视觉。主要原因在于ToF精度取决于其脉冲持续的时间，在精度上不会随着距离的增长而显著降低，在不同距离的误差更加稳定，远距离有更好的精度，适合用于后摄。ToF的两种细分技术路径？①iToF；②dToF。18/19年左右安卓高端旗舰机型主要使用iToF方案用于改善后摄拍照质量，20年苹果搭载应用dToF原理的LiDAR传感器用于深度感知，此后极少数安卓手机厂商跟进dToF方案。iToF和dToF两种技术路径原理和优劣势分别是什么？原理：iToF通过发射特定频率的调制光，检测反射调制光与发射调制光之间的相位差，进而测量飞行时间。dToF则是直接向测量物体发射一个光脉冲，测量反射光脉冲与发射光脉冲之间的时间间隔，获得飞行时间，进而得知待测物体的深度。dToF的精度距离、功耗和抗干扰能力都优于iToF，但是dToF技术门槛高、成本高。2.2.4.潜望式替代长焦有望提升摄像头模组价值量潜望式摄像头是什么，vs传统后摄的区别在哪里？采用棱镜系统而通过定位图像传感器并横向缩放镜头阵列来扩展其焦距的手机相机单元。主要区别在于变焦镜头阵列和传感器朝向侧向而非背向。潜望式镜头主要解决高倍光学变焦vs手机厚度有限的问题，通过结构创新拓展焦距范围。目前有哪些机型搭载潜望式摄像头，主要对应的价格区间在哪里？目前三星、小米、oppo、vivo、华为、荣耀均有潜望式摄像头机型，价格区间在3000+，定位中高端。苹果有望在2023年在高端机型中引入。潜望式摄像头需要引入额外的光学元件改变光路。不同手机厂商采用的方案不一样。整体来说，反射次数越少，对于光的损耗也越少。从硬件方案来说，可以采用棱镜折射方案或者反光镜反射方案。镜头角度来说也分为定焦和变焦。潜望式摄像头改变光路的主要技术方案：

1）单一棱镜方案：典型产品有小米10青春版，通过一个棱镜改变1次改变光路，这就意味着CIS只能垂直放置，厚度和大底不可兼得；

2）双棱镜方案：典型机型为华为P40Pro，在光线进入侧和成像侧2次改变光路，CIS可以平行于手机背板放置，图像传感器尺寸相对不受限制，但是我们认为额外棱镜的引入会1）增加镜头模组重量；2）双折射增加光路的损耗；3）增加调试难度；3）双棱镜+多反光镜：典型机型为华为P40Pro+，通过双棱镜+多反光镜的方案实现5次光路折叠，等效焦距更长，能够10倍光变，但是缺点在于整体机械结构复杂度高，模组、测试复杂度显著提升。安卓手机陆续推出潜望式摄像头，但是整体渗透率提升相对较慢1）焦距更长，对于防抖性能要求更高，目前主流的防抖方案包括OIS技术；

2）为了获得更长的焦距需要引入多光学元件增加光路折叠次数，但是更多折叠次数意味着体系复杂度以及光传输损耗的增加；

3）长焦距意味着光圈小，进光量的损失需要提高iso或者增长曝光时间弥补；

4）相比于长焦镜头，潜望式摄像头模组会占用更多的空间，同时也会加重机身的重量；

5）成本维度，潜望式摄像头模组受限制于规模效应、目前成本较高，三星采用潜望式长焦的机型GalaxyS20Ultra摄像头模组成本高达107.5美元，相比于采用普通长焦镜头的S10+成本接近翻倍（S10+摄像头模组BoM成本为56.5美元）。苹果潜望式摄像头的专利布局：

苹果在2015年2月申请了一项与长焦镜头相关的专利，主要内容是提出一种关于潜望式变焦镜头模组的设计，即在该摄像头模组设计中，镜片可前后移动调节焦距。该专利提出了一项“镜像倾斜驱动”系统用于解决潜望式摄像头模组镜头防抖问题。2015年3月，苹果进一步细化了棱镜的相关设计，2015年4月提交了一份名为“小尺寸长焦相机”的专利，该镜片采用5片式的紧凑设计，可以在小体积内达到变焦拍摄的效果。潜望式摄像头的增量空间在哪里？潜望式摄像头主要是用来替代长焦镜头，我们认为相比于长焦镜头价值量增量在于：①棱镜（纯增量）；②VCM马达（镜头移动的方向横向转为侧向，镜头组前后移动空间更大，对焦速度、灵敏度要求更高）；③模组复杂度增加（初期受规模和良率的影响模组价值量较高，后续随着产品成熟度提升有望逐步下降）。2.3.光学核心元件成本占比&行业集中度高成本占比：CIS（52%）>镜头（20%）>模组（19%）>音圈马达（6%）>红外截止滤光片（3%）。细分环节行业集中度：

CMOS、镜头、红外截止滤光片、音圈马达行业集中度较高：

2020年手机CMOSCR3达85%，2020年手机光学镜头CR3为69%，2018年音圈马达CR3=45%，2020年红外截止滤光片CR2=47%。国内厂商参与度：模组、红外截止滤光片、镜头国内厂商参与度较高，VCM、CMOS环节国内厂商参与度较低，主要以日韩厂商为主。2.4.安卓：关注需求、零部件库存水位、供应商格局变化2.4.1.安卓镜头：行业竞争激烈程度⬆，后续集中度⬆国内手机镜头厂商具备高端量产能力，但是低端出货占比较高，国内安卓手机品牌旗舰机型后置主摄以大立光为主，潜望式长焦镜头三星电机主供，国内厂商高端份额仍有提升空间。舜宇光学科技、瑞声科技、欧菲光具备高端量产能力，但是低端（4P、5P）占比较高，21年舜宇光学科技6P及以上出货量占比为26%，瑞声科技21Q46P出货量占比为12%，高端仍有较大提升空间。手机摄像头降规降配趋势下，行业竞争&价格战加剧。我们判断，智能手机降规降配+8P升级趋势放缓，定位高端的厂商（大立光等）会下沉参与中低端产品的竞争，同时具备6P、7P技术能力的镜头厂商希望通过高端突破提升产品结构，加剧行业竞争和价格战。玻塑混合镜头主要有玉晶光、舜宇光学科技、瑞声科技、联创电子等手机镜头厂商在推进。2.4.3.安卓光学：关注需求(政策/换机周期)、零部件库存水位、供应商格局变化22年至今国内手机摄像头模组厂商出货量下滑，反映安卓光学模组需求偏弱。舜宇光学科技2022年1-7月手机摄像模组出货量同比大幅下滑，累计出货量3.25亿件，同比下滑22%，7月单月同比下滑33.5%；2022年1-7月舜宇光学科技手机镜头累计出货量7.4亿件，同比下滑10%，7月单月同比下滑14.9%，环比提升23.2%。丘钛科技

2022年1-7月摄像头模组出货量持平略降，累计出货量2.51亿件，其中7月同比下滑3.70%，2022年1～7月公司摄像头模组中手机摄像头模组出货量占比约99%。国内安卓需求偏弱的原因在：

1）手机厂商21H1提前备货，21年同期基数高，基数效应下增长压力大。2）国内智能手机销量低迷，安卓手机出货量跌幅大，光学在内的零组件整体需求较弱。22年上半年安卓手机销售疲软，22Q1三星、小米、oppo、vivo全球智能手机出货量为73.6、39.9、27.4、25.3百万台，同比下滑1.2%、17.8%、26.8%、27.7%，22Q1国内智能手机出货量为74.2百万台，同比下滑14%。分品牌来看，除荣耀之外，主要国产手机品牌国内出货量均出现了较大幅度的下滑。OPPO、vivo、小米22Q1国内智能手机出货量为13.7、13.3、11百万台，同比下滑33.5%、35.1%、18.4%。2.5.苹果：关注手机未来创新以及供应商变化2.5.1.苹果镜头：21年舜宇光学科技成功导入打破稳定格局，后续看好份额提升苹果手机镜头供应商主要有大立光、玉晶光，舜宇光学科技，21年iPhone13中舜宇光学科技首次切入，初次切入份额不高，后续有望持续导入新料号，份额提升。新厂商进入处于格局切换阶段，看好舜宇光学科技份额提升，预计iPhone手机镜头份额大立光>舜宇光学科技>玉晶光：1）高P化推进缓慢，新供应商导入难度降低：镜头高P化推进节奏放缓（技术难度↑，终端导入意愿↓）,舜宇光学科技7P量产，8P研发成功，导入技术能力已经具备；2）21年成功切入iPhone13实现从0到1的突破，且初次切入价值量不低，后续导入新料号难度降低；3）可能会受到大立光专利战的影响（玉晶光切入时大立光对其发动专利战）。2.5.2.苹果模组：特有FC封装方式，以日韩模组厂商为主摄像头模组的主流封装工艺有CSP(ChipScalePackage，芯片级封装)、COB(Chiponboard，板上封装)、COF(ChipOnFPC，覆晶薄膜)及FC(FlipChip，倒装芯片):1)CSP封装是通过表面贴装（SMT）工艺将CMOS图像感光传感器贴装在模组基板上;2)COB/COF封装是将裸露的CMOS图像感光传感器直接贴装在PCB/FPC上，通过键合线与PCB/FPC键合，然后进行芯片的钝化和保护;3)FC封装工艺是将芯片有源区面对基板，通过芯片上的焊料凸点实现芯片与衬底的互连。苹果以FC、安卓以COB/COF为主。FC工艺在摄像头模组小型化上优势显著，但是FC封装工艺的成本较高、技术难度更大，目前手机摄像头模组中仅有苹果采用FC工艺，安卓手机厂商主要COB工艺，正向MOB（MoldingOnBoard）、MOC（MoldingOnChip）发展。苹果采用特有FC封装方式，以国际模组大厂为主，国内厂商通过收购相关资产切入。iPhone5~7P，苹果摄像头模组供应商为高伟电子、索尼、LG、夏普。欧菲光

16年收购索尼华南工厂广州得尔塔17年切入iPhone供应链，iPhone8~11，苹果供应商为LG、夏普

（16年富士康收购）、欧菲光、高伟电子，2020年苹果摄像头模组中，LG、夏普、欧菲光、高伟电子份额为50%、30%、10%、10%。21年3月苹果中止和欧菲光的合作，欧菲光不再为苹果摄像头模组供应商，后续相关资产出售给闻泰科技，12~13苹果摄像头模组供应商为LG、夏普、高伟电子（立景创新2020年收购，截止2021年半年报，立景创新持股比例为68%）。3.AR/VR—后智能手机时代的有力支撑产品3.1.虚拟显示重要性显著，后智能手机时代有力支撑产品虚拟现实行业低谷已过，21年重回高速成长期。12年谷歌推出智能眼镜产品，由此开启了对于虚拟现实技术的关注度热潮，16年为虚拟现实产品商业化元年，索尼

PSVR、HTCVive、OculusRift三大典型产品推出，但是由于硬件体验、产品生态不够完善，此后行业进入了阶段性的调整期，部分巨头砍掉了VRAR相关项目，部分初创公司倒闭。直到2020年MetaQuest2产品的推出，入门级产品售价降低叠加用户体验优化+生态逐步形成，Quest2产品销量突破千万量级。苹果或于23年初推出第一代MR产品，苹果多年技术积累有望打造极致产品体验，索尼PSVR2于22年1月CES展会上公布，2023年初发布有望引领主机VR换机热潮（上一代产品PSVR1发布时间为2016年）。行业标杆产品发布+新品持续推出有望引领ARVR重回高速成长期。3.1.1.VR落地快，AR现有体量小后期成长空间大VR落地最快，VR到AR有望复制从PC到Phone的发展路径，中远期AR的产品体量更大。虚拟现实产品可按照对现实虚拟的程度划分为AR、MR及VR。AR为增强现实，即现实世界与虚拟信息的结合，VR为较为初级的完全虚拟环境，MR则为AR与VR的结合。2021年，全球VR终端的销量为1095万台，远高于AR终端的销量28万台。目前相比于AR，VR落地进程更快，但是由于VR不涉及和真实场景的交互，只适用于固定场景，我们认为VR设备的终极形态可以类比游戏机或者PC。AR设备销售体量较小，中长期来看，随着AR在核心技术上的持续突破，应用生态逐步丰富+用户体验持续优化升级，最终有望呈现对Phone的替代。IDC预计2025年全球VR头戴设备出货量超过2800万台，AR头戴设备出货量达到2100万台，中国AR头戴销量将达到近400万台，VR头戴设备销量达到近1200万台。3.1.2.虚拟现实设备对现有场景的替换和互补洞察分析现有主流硬件终端从算力和移动性两个维度划分，算力维度：PC>平板>手机>手表，移动性维度：PC<平板<手机<手表。VR、AR是对于现有场景的替换和补充：

1）VR设备：只呈现虚拟世界，不涉及真实世界的交互，目前功能主要类比游戏机，长期可类比PC，相比于游戏机、传统PC，VR呈现差异化的视觉效果，2D→3D；

2）MR设备：呈现虚拟和现实融合的世界，需要进行真实环境的重建和虚拟信息融合，长期可类比PC、平板，相比于PC、平板，MR涉及与真实环境的交互且为3D显示；

3）AR设备：在真实世界上叠加虚拟信息，AR设备主要的产品形态为眼镜，中期可类比可穿戴设备。长期来看，AR设备主要功能为信息显示，长期可类比手机。相比于手机、手表，AR设备涉及与真实环境的交互，同时，不同于手机、手表平板显示呈现信息+触控为主要交互方式，眼镜类的AR设备将采用差异化的用户交互方式。3.2.VR设备主要硬件构成及光学成本占比从内容产生、内容现实、内容交互三方面分析VR设备主要硬件：

内容产生：一体式VR设备、PCVR、移动端VR、主机式VR分别依靠高性能处理器、PC、智能手机、主机游戏机产生内容。内容显示：内容显示包含显示屏和光路成像系统两部分。显示屏按照屏幕数量分类可分为单屏和双屏，按屏幕类型分类可分为LCD和OLED。光路成像系统中的透镜呈现从普通透镜到Fresnel透镜，再到Pancake透镜的发展态势。Fresnel透镜是目前VR主流方案，通常是由聚烯烃材料注压而成的薄片，其优势在于较传统透镜方案更加轻薄，而且已经实现了量产，缺点则在于焦距问题导致头显长度无法缩小以及杂散光现象降低图像清晰度。Pancake方案采用折叠光路原理，不仅可以降低头显长度，还能提升视场角，佩戴舒适度更高、更加轻薄。内容交互：内容交互包含用户感知和空间定位两部分。用户感知用于识别用户动作并形成输入，包括头部、手部、面部、眼部追踪。空间定位用于确定设备位置和运动轨迹，分为Inside-out和Outside-in两种。Outside-in是指将多个定位器安装在固定的空间，通过让定位器发出激光、红外光等信号，头显捕捉光线的方式来定位头显、手柄等感应器的位置。Inside-out则是将定位器固定在头显上检测外部环境变化，并配合惯性传感器、SLAM视觉算法去计算佩戴者的位置数据。Inside-out的精度、延迟、追踪范围略逊色于Outside-in，然而其无需外设的便捷性更加适配娱乐应用，已经成为消费市场主流。3.3.AR/MR设备主要硬件构成及光学成本占比AR/MR与VR设备最大的不同点在于需要进行虚实融合，虚实融合两种路径：

1）视频显示法：内容产生环节融合虚拟信息和环境信息，需要依靠传感器（摄像头+深度摄像头）采集信息做环境重建；2）光学透视法：在光学成像环节同时呈现虚拟信息和环境信息，真实世界的光线能够直接进入人眼不需要依靠传感器做环境重建。3.4.从上往下，终端竞争+技术迭代下，看好哪些厂商？3.4.1.显示+光学为VR、AR设备技术迭代升级关键显示+光学为虚拟现实设备获得沉浸感和舒适度的关键。光学成像系统为AR、VR设备的灵魂，是获得沉浸感以及提升佩戴&视觉舒适度的关键。光学系统的设计面临trade-off问题，需要综合考虑多种参数的相互制约（FOV和光学元件厚度体积、光路折叠程度与效率、高折射率和像差、畸变、色散等），难度高升级优化空间大。显示+光学成本占比高，VR占比为50%，AR占比为70%。3.4.2.显示：MicroOLED轻薄显示成为主流技术路线选择.以单晶硅芯片为基底，增加可靠性，实现轻量化已具备量产能力的MicroOLED，已成为现阶段VR头显厂商设计高端VR设备时的首选显示技术。市面上的多数VR产品都采用LCD显示面板，VR头显设备都略显笨重。MicroOLED显示器以单晶硅芯片为基底，像素尺寸为传统显示器件的1/10，精细度远远高于传统器件,其区别于常规利用非晶硅、微晶硅或低温多晶硅薄膜晶体管为背板的AMOLED器件。单晶硅芯片采用现有成熟的集成电路CMOS工艺，不但实现了显示屏像素的有源寻址矩阵，还在硅芯片上实现了如SRAM存储器、T-CON等多种功能的驱动控制电路，大大减少了器件的外部连线，增加了可靠性，实现了轻量化。.Micro-OLED工艺制程：CMOS技术与OLED技术的紧密结合MicroOLED是CMOS技术与OLED技术的紧密结合，是无机半导体材料与有机半导体材料的高度融合。CMOS技术主要使用光刻工艺、CMP工艺等，湿法制成较多，而OLED技术则主要采用真空蒸镀技术工艺，以干法制程为主。两者皆专业且复杂，将两者集成于同一器件之中，对于工艺技术要求非常严苛。.Micro-OLED器件结构：驱动背板+OLED显示前端组成芯片采用数字接口，针对高分辨率的应用要求，利用数据采样与比较完成数据传输，驱动芯片像素采用电压型驱动方式。由于OLED器件在不同的温度条件下，器件亮度变化较大，因此在芯片中集成了温度传感模块，可以实时监测芯片工作温度，实现芯片在高低温下精确调节电压输出，来调节器件的显示亮度，保持器件显示的稳定和一致。硅基OLED器件包括控制电路芯片部分和显示驱动芯片部分，为了方便用户使用芯片，在驱动芯片中集成了三路电源模块，包括正压DC-DC模块、负压DC-DC模块和LDO模块。这三路电源模块，可分别实现给像素整列、OLED显示的公共阴极和芯片中的控制电路供电。.Micro-OLED公司：我国视涯科技、京东方、梦显电子从事研发和中试目前全球从事硅基OLED研发生产的厂商不多,其中美国eMagin公司和法国MicroOLED公司的产品主要应用于军事领域,能成熟量产的Micro-OLED供应商只有索尼公司,在全球市场处于垄断地位。我国硅基OLED产业化尚处于初级阶段。我国合肥视涯科技、京东方、昆山梦显电子等公司正在从事硅基OLED研发和中试,其中京东方在2019年实现了8英寸硅基OLED生产线的量产,合肥视涯科技于2019年11月竣工投产12英寸硅基OLED显示项目,昆山梦显电子正在建设一条8英寸硅基OLED生产线。目前国内硅基OLED的低温彩色滤光片工艺、薄膜封装工艺、硅基数字化驱动技术、核心装备等高性能微显技术和大规模量产技术等均处于初期阶段。3.4.3.VR光学技术迭代：Pancake方案升级正在实现对于菲涅尔透镜方案的全面替代VR设备产品形态从PCVR逐步演进到一体式VR，经历了较长时间的发展，且不涉及与真实世界的交互，受环境光线等因素影响较小，技术成熟度要领先于AR，产品维度主要关注产品的舒适度（视觉+配戴舒适度）+沉浸感。VR设备硬件由显示器+光路两部分组成：1）显示器：持续微型化，MicroOLED应用逐渐深化，有望成为后续主流；2）光场成像方案：解决近眼显示问题，将实际物体虚像移动到较远位置，从技术路径来看，普通凸透镜→菲涅尔透镜（去除中心不折射光路的部分，只保留能够折射光线的曲面，从而实现缩小镜头的厚度、重量和体积）→pancake镜头（多次光路折叠缩短显示屏与镜头之间的距离）。目前主流的技术方案是采用菲涅尔透镜，菲涅尔透镜具有成像清晰，可以获得较大FOV的优点，且量产难度和成本相对较低，基本已经实现了对于凸透镜的替代，但是菲涅尔透镜体积大、容易产生畸变，目前部分厂商开始采用pancake透镜，缩短显示与VRLens之间的距离，但是光路折射需要消耗能量，对于显示屏亮度要求较高。.依赖光的偏振原理实现光路折叠核心原理为：

利用1/4波片+反射镜能够改变光的偏振态，半透半反镜+反射偏光片只反射特定偏振态的圆偏光/线偏光原理，实现光线在光学组件内部的来回反射，从而达到光路折叠的目的。以Kopin的pancake方案为例，假设半透半反镜透过的光线为右旋光，右旋光通过1/4波片之后转变为P光（S光，具体偏振类型取决双折射晶体光轴的方向），由于反射偏光片不能通过P光（S光），P光（S光）反射后通过1/4波片之后变成左旋圆偏光，左旋圆偏光不能通过半透半反镜，反射通过1/4波片变成S光（P光），由于反射偏光片可以通过S光（P光），因此通过1/4波片的光线可以通过反射偏光片进入人眼。.镀膜为Pancake方案关键工艺流程镀膜工艺为Pancake方案技术核心。Pancake光学模组生产包括六个流程：光学设计、透镜加工、透镜贴膜、组装、检验和封装。Pancake方案光学质量主要取决于：1）对于光偏振态的精准调制；2）对于特定偏振态光的精准选择，半透半反膜对于圆偏光、反射偏光片对于线偏光拥有高偏振对比度；3）减少杂散光的形成：吸收光、散射光、缺陷等。因此镀膜是关键工艺流程，反射偏振膜和1/4相位延时片的质量，以及贴膜的工艺是影响成像质量的关键因素。3.4.4.AR尚未量产，技术多点开花，光波导有望成为后续主流AR尚未量产，技术多点开花。AR设备光学成像系统技术方案主要有离轴光学、棱镜光学、自由曲面、阵列光波导、衍射光波导等，目前AR设备尚未实现大规模量产，技术方案存在一定分化。几何和衍射光波导的原理差异：几何光波导基于传统几何光学原理，通过反射/透射光学元件的设计调整光路的入射角度，衍射光波导主要是基于衍射原理，通过光栅结构实现对于光束的调制；

光波导细分路径的技术路线选择主要因素有：1）FOV；2）成像效果、传输效率；3）制造难度；4）设计自由度；

核心技术能力在于：1）光学结构设计能力；2）精密光学制造能力；3）大规模量产良率和降本能力；

衍射光波导需要解决的核心问题有：1）衍射对于波长敏感带来的色散问题，需要解决不同波长的入射问题，目前主流有三层光波导（分别通过R、G、B光）或者两层光波导（分别通过R+G、G+B光）；2）光学传输效率低。.AR光波导的核心材料—玻璃晶圆玻璃晶圆是区别于传统硅晶为材料的晶圆，既指一切以玻璃为材料、加工成硅晶圆形状的晶圆,玻璃晶圆主要应用于光波导显示、半导体衬底、晶圆级光学元件等领域。针对AR、VR领域的应用，玻璃晶圆的技术迭代方向主要是①折射率（高折射率能够带来大FOV），目前肖特、康宁等已经推出用于AR设备的折射率2.0的晶圆；②高透光率（亮度）；③高平整度（实现精确的光学传输）；④轻薄化；⑤大尺寸（规模化生产后降低成本）。主要参与者有：肖特、invenios、康宁、primoceler、agc（旭哨子）、hoya、Nipponelectricglass（日本电气玻璃）。3.5.看好龙头Meta和苹果的供应链VR：21Q4Meta占据80%份额，苹果推出产品有望突围。虚拟显示产品主要以VR设备为主，20Q4随着畅销产品OculusQuest2产品的推出，Meta（Oculus）在21年全年占据主要市场份额，Meta（Oculus）在21年全年占据主要市场份额，出货量占全年VR设备出货量比重约为79%，映维网预计截至22Q1，Meta的OculusQuest2累计销量在1050万台左右（误差正负50万台），Quest2也成为首个销量超千万的虚拟现实产品。AR：2B为主，出货量小格局比较分散，长期看好。整体销量：21年全球AR出货量为28万台，占整体出货量比例不到5%，目前成功实现量产销售的AR设备产品有MicrosoftHololens、MagicLeap等。根据Trendforce数据，21年MicrosoftHololens出货量占据AR首位。3.5.1.苹果光学布局：收购AR眼镜显示初创公司Akonia（全息光波导元件）苹果于2018年8月收购AR眼镜专用镜片的初创公司AkoniaHolographics:AkoniaHolographics来自贝尔实验室，研发体全息光波导件。Akonia的HoloMirror技术为最终实现轻量级，宽视场和低成本消费者AR头显带来了新的可能性。Akonia的HoloMirror采用了与薄全息（thinholography）或表面起伏光栅（surfacereliefgratings）完全不同的方法，开创了商用体全息（volumeholography）反射式波导光学元件（体全息+波导），并在性能上高于其他全息元件。仅利用单层介质，Akonia的体全息+波导不仅可以产生当今最薄的全彩AR头显，同时能够显著降低整体系统的复杂性，提供了性能、透明度和低成本的独特组合，而这可能将彻底改变AR眼镜行业。根据Akonia的官方信息，他们的旗舰产品HoloMirror能够通过单层介质再现全彩色的宽视场图像。与波导技术相比，HoloMi