中金研究
近期，苹果官网宣布WWDC23将在北美时间6月5日召开。考虑苹果第一代MR主要面向高端用户以及开发者，我们认为苹果或将在今年6月发布首款MR产品，以鼓励内容及生态开发者进行使用及创作。同时，我们预计苹果或将在未来发布第二款MR产品，通过更低价格及丰富内容，面向C端消费群体。因此，我们建议关注第一代MR带来的技术创新对ARVR行情趋势的引领，以及后续第二代MR备货及量产带来的供应链弹性。
Abstract
摘要
苹果MR硬件创新或将引领行业发展趋势，推动行业出货持续增长。回顾智能手机时代，iPhone通过多手指触控交互、声学马达、3D Sensing等功能创新以及Uni-Body、玻璃后盖等外观结构创新，引用智能手机发展。随着Meta Quest 2产品发布畅销，VR出货已达千万量级，硬件创新主要以光学及显示技术为主。我们看好苹果MR的发布，有望推动VR产品在外观、功能、应用场景等多领域实现突破，引领VR行业出货量持续增长。
苹果MR外观及功能均有望带来亮眼创新，关注未来“0-1”发展机会。我们认为苹果MR硬件创新值得期待：1）双向透视模式；2）眼动追踪及面部表情识别；3）玻璃+金属外观设计；4）单眼4K硅基OLED；5）全自动无级瞳距调节模组。综合成本及用户反馈，我们认为瞳距调节有望被非苹果品牌导入。已上市产品中，Pico 4系列已全系标配瞳距调节，未来Meta及国内二线VR品牌均有望导入。此外，我们认为硅基OLED随着国内及韩系供应商量产后，或将实现成本下降，未来亦有望成为VR屏幕升级趋势。
苹果MR内容生态先发布局，软硬件协同打造全新虚拟实境。我们认为软硬件生态联动是苹果区别于其他AR/VR头部厂商的优势之一。同时，考虑苹果App Store有大量第三方内容开发商，我们认为，苹果MR率先向开发者发布后，有望推动内容生态加速成熟，从而推动软硬件生态正向循环。
风险
MR发布或技术升级不及市场预期；下游需求或用户满意度不及预期。
Text
正文
苹果首款MR产品势在必发，打造下一个“黄金时代”
Apple MR发布在即，关注头部厂商新品发布节奏与升级趋势
苹果首款MR设备发布在即，市场关注度持续提升。据彭博社消息，苹果首款MR产品或将成为目前已有VR产品中功能强劲的MR设备。我们预测，苹果首款旗舰级MR产品有望将于2023年发布，并在2024年发布另一款消费级“廉价款”MR产品，该消费级MR产品价格更为亲民。
图表1：苹果公司产品矩阵与远期展望
资料来源：苹果公司官网，The information，中金公司研究部
根据IDC数据，2022年全球AR/VR头戴设备出货量迎来近年首次波动。IDC数据显示，2022年全球AR/VR头戴设备出货量为880万台，同比下降了20.9%。我们认为，在具有挑战性的宏观经济环境背景下，消费者购买力略显不足，鉴于市场中AR/VR供应商数量有限，且下游应用仍以游戏为主，相对较为单一，出货量短期波动的局势基本符合市场预期。
伴随消费电子头部厂商陆续布局VR领域并积极推进新品发布，2023年VR市场规模有望得到迅速提高。我们预计今年苹果、三星、索尼、Meta及Pico均有望发布新款VR产品，并通过内容及硬件创新推动应用场景丰富。我们看好索尼在泛娱乐终端的强大实力有望推动VR向游戏等场景持续渗透，苹果、Meta及Pico或将持续推进VR产品向办公场景推进。
图表2：全球VR硬件设备出货量
资料来源：IDC，Wellsenn，中金公司研究部
图表3：2022年VR市场份额
资料来源：IDC，Wellsenn，中金公司研究部
图表4：关注VR/MR设备头部厂商新品发布节奏与升级趋势
资料来源：The Information, Meta, MWC 2023, 中金公司研究部
图表5：苹果MR零部件及模组供应商与BOM预测
注：上述ASP均为中金公司测算；资料来源：Bloomberg，中金公司研究部
苹果MR一代硬件创新，顶级配置引领产业发展趋势
图表6：2022年以来新发布VR产品硬件参数
资料来源：各公司官网，中金公司研究部
外观设计：全方位优化，一体化设计升级用户体验
苹果MR在产品形态上经历多轮迭代，机身设计体现轻质化需求。据The Information报道，苹果首款MR机身由金属+玻璃等轻质材料打造。从机身预测图与渲染图来看，MR头显较为轻薄，我们认为这与其采用Pancake折叠光路设计有关，Pancake方案能够大幅减小镜头体积，同时还能提升用户体验感与舒适度。
苹果MR头显部分配备表冠按钮，用户可以通过按钮转换实现双向透视。我们预计苹果MR一代有望通过表冠（Digital Crown）实现让设备在虚拟与现实中切换，用户可以通过该功能实现AR与VR模式切换，感受真实环境与虚拟场景的结合与过渡，从而打开虚实之间的屏障。我们认为，该功能或将成为苹果首款MR产品功能的重要亮点之一。
图表7：苹果MR一代外观预测图
资料来源：MicroDisplay，中金公司研究部
图表8：苹果WWDC23定档
资料来源：苹果官网，中金公司研究部
摄像头配置：用量大幅提升，摆脱手柄并实现面部识别及眼动追踪
苹果MR配备多个摄像头和LiDAR传感器，提升用户体验。苹果MR一代集成度高，配备多颗摄像头和传感器。我们认为，苹果MR一代硬件的高端配置有望树立起新的行业标杆，成为用户沉浸式体验感的典范。
苹果MR摄像头与传感器配合使用，借助AI与机器学习实现虚实完美融合。我们预计，苹果MR头显外部摄像头将用于追踪用户手部活动并分析动作，从而降低对于控制手柄的依赖。同时，产品通过内置摄像头及红外等传感器捕捉用户表情及眼球实时活动，助力双向透视及瞳距调节等功能。我们认为，高规格摄像头与高精度传感器有望为用户体验提供更完整的交互，未来有望在生态平台内部搭建与第三方开发者的助力下实现更加丰富的产品功能与用户体验。
图表9：硬件功能创新可期
资料来源：Tom’s guide，Macrumors，中金公司研究部
图表10：外部搭载LG AMOLED及多颗摄像头
资料来源：Tom’s guide，Macrumors，中金公司研究部
机械式可变焦：瞳距调节专利布局广泛，屈光度调节引领前沿
苹果MR机械式可变焦技术，精密齿轮模组实现瞳距调节与焦距调节
机械式可变焦显示技术：通过齿轮模组带动对焦电机的往复直线运动来控制镜片到屏幕的距离。机械式可变焦显示器采用精密齿轮传动模组来调节VR/AR眼睛的两组透镜组件的间距，直至与使用者的瞳距相匹配。配合眼动追踪、注视点渲染等多种软硬件技术，模拟出人眼在观察远近不同物体时发生的屈光调节和双目辐辏调节过程，完成视觉清晰成像的目的。我们认为，机械式可变焦通过电机和精密齿轮模组实现焦距调节，与照相机光学变焦技术同源、成熟度高，具备量产优势。
图表11：机械式可变焦的技术原理
资料来源：兆威机电公司官网，中金公司研究部
苹果MR：专利显示苹果MR头显未来或使用机械式可变焦技术。2021年，苹果“Head-mounted device with adjustment mechanism”专利公布，该机制由两个装置部分构成，通过两个装置部分的断开与连接允许用户改变两个透镜的位置实现变焦，我们预计苹果或将搭载机械式可变焦。可变焦调节的主要原理与电脑验光中通过移动凸透镜改变光路实现清晰成像接近，《Folded optics with birefringent reflective polarizers》[1]论文中也提出一种通过电机驱动分光镜调整光线在折射、反射系统中的三折光路，从而实现变焦的光学方案。因此，我们认为苹果通过电机推动分光镜有望完成可变焦。
图表12：Apple MR头显使用机械式可变焦技术预测依据
资料来源：Proc. of SPIE Vol. 10335 (2017)，Meta官网，苹果专利《具有调节机构的头戴式设备》，中金公司研究部
图表13：精密齿轮模组设计解决部分用户眩晕痛点
资料来源：兆威机电公司官网，中金公司研究部
眼动追踪：搭配多场景使用，打破应用天花板
长期布局完成技术积累与沉淀，苹果MR有望搭载眼动追踪技术
眼动追踪等交互功能的实现基于苹果长期技术研发积累。苹果先后完成了多项收购工作，如收购德国眼球追踪公司SensoMotoric Instruments；面部捕捉技术领域相关公司，瑞典Polar Rose、Faceshift和以色列创业公司RealFace；以色列著名3D传感器制造商PrimeSense等，完成技术与专利布局。苹果公司的专利布局与市场收购向用户交互体验方向倾斜明显，我们认为，苹果首款MR将摆脱物理手柄控制操作，从而有效拓展产品传统交互形式。
图表14：眼动追踪对于提升VR体验具有重要意义
资料来源：Tobii官网，中金公司研究部
眼动追踪技术搭配多应用场景交互，多技术路线发展打破VR应用天花板
眼动追踪作为VR产品最重要的交互方式之一，通过综合方案提升沉浸感。随着消费者对VR体验要求的不断提高，眼动追踪开始由早期的外设配件逐步发展成为VR的集成配置，并逐渐在消费级设备上实现搭载。我们认为，眼动追踪方案未来有望在VR设备中实现普及。我们认为眼动追踪技术在VR中主要运用于：注视点渲染、屈光度校正、眼控交互、目标识别、虹膜识别等场景。
与机械式变焦相结合，眼动追踪或将实现大规模应用。眼动追踪是机械式可变焦、畸形矫正多项重要VR技术的基础。眼动追踪是通过捕捉用户的眼球运动轨迹，精准算出用户的目光停留在设备屏幕区域，进而实现浏览、控制等功能。机械式可变焦技术需要与眼球运动相结合，以达到移动透镜实现清晰成像的目的。眼动追踪可以让用户在虚拟世界中实现社交中的眼神交流，拥有更真实的体验感。另外，眼动追踪还能用来捕捉用户情绪。比如根据瞳孔的大小变化，清晰量化用户使用时所有心理活动和生理反应，用以判断产品的用户吸引力。
图表15：眼动追踪技术路线
资料来源：映维网，中金公司研究部
光学方案：3P Pancake方案，轻薄化里程碑式突破
苹果MR使用Pancake方案，头显轻薄化改善用户体验
苹果MR预计采用3P Pancake光学方案，产品轻量化优势凸显。据The Information报道，苹果MR一代采用3P Pancake折叠光路，可以实现超短焦光学成像，产品重量与体积进一步优化。Pancake折叠光路使光学系统更加紧凑，预计苹果MR一代头显重量较Meta Quest Pro减轻近60%。我们认为，折叠光路技术的发展有望推动超薄VR产品的持续优化。
Pancake方案下用户视场角拓展，苹果MR成像质量取得优化。据The Information报道，苹果MR一代视场角有望达120°，显著高于当前市场主流VR产品规格，基本实现双眼视野全覆盖。当前市场主流的 Pancake方案多为两片式，而苹果MR一代或将应用三片式方案，通过优化光路设计进一步提高成像质量。我们认为，该技术具备较大量产潜力，目前是超短焦光学的主要解决方案。
图表16：折叠光路原理图
资料来源：3M，中金公司研究部
图表17：菲涅尔透镜和Pancake方案的对比
资料来源：Oculus，中金公司研究部
折叠光路技术的成熟应用有望带来VR设备里程碑式的体验提升
► 特点#1：折叠光路实现分辨率与视场角突破。据Semiconductor engineering数据显示，用户双眼视场角超200°。而目前市场的主流VR头显设备选用菲涅尔透镜方案，视场角平均在90-110°区间，用户的沉浸体验受限。据Oculus首席科学家表述，菲涅尔透镜的理论上限为单眼4K分辨率和FOV 140°，而折叠光路技术有望实现视网膜分辨率和FOV 220°。我们认为，折叠光路技术的成熟有望进一步提升VR设备的整体体验。
图表18：双眼视场角范围
资料来源：Semiconductor engineering，中金公司研究部
图表19：菲涅尔透镜（左）与折叠光路（右）
资料来源：Oculus，中金公司研究部
► 特点#2：折叠光路实现头显设备轻薄化。对比市面上的主流VR头显产品，HTC Vive Pro 2和Oculus Quest 2采用菲涅尔透镜方案，重量为785/503g，厚度为73.5/80.1mm；而Huawei VR Glass和Arpara VR采用折叠光路方案，重量为166/200g，厚度为26.6/30.0mm。搭载折叠光路方案的VR头显设备重量和厚度显著低于搭载菲涅尔透镜方案的产品。因此我们认为，折叠光路技术的成熟将会显著改善VR头显的佩戴舒适度。
图表20：搭配菲涅尔透镜方案和Pancake方案的头显重量对比
资料来源：各公司官网，VR compare，中金公司研究部
图表21：搭配菲涅尔透镜方案和Pancake方案的头显厚度对比
资料来源：各公司官网，VR compare，中金公司研究部
显示方案：Micro OLED搭配多种显示，性能优势显著
苹果MR搭载定制Micro OLED屏幕
苹果MR或将搭载单眼4K Micro OLED屏幕，高分辨率、亮度优势明显。据彭博社报道，苹果MR一代将使用索尼Micro OLED技术，该技术具有高分辨率、高刷新率、体积小轻量化、显示对比度高等性能优势。我们认为，Micro OLED的突出性能是解决现存Pancake光学模组效率低的理想方案，展望未来，Micro LED等先进显示技术的商用化值得关注与期待。
Micro OLED，也称硅基OLED，创新性的实现半导体和OLED的结合，在性能上优势明显：
► 高分辨率：据CSDN数据显示，人眼正常视力下极限角分辨率为60 PPD，VR设备削弱纱窗效应需要实现角分辨率在30 PPD以上，像素密度达到2,000-4,000 PPI。而据Arpara数据显示，Micro OLED分辨率可实现3,000PPI，较Fast LCD实现大幅提升，可以显著提升VR设备的角分辨率，从而有效增强VR设备的显示效果。
► 高刷新率：据VR陀螺数据显示，VR设备减弱眩晕感需要刷新率提高至150-240Hz以上。据VR compare数据显示，目前主流VR设备所采用的Fast LCD显示技术，反应速度为毫秒级，刷新率在90Hz左右；而Micro OLED反应速度为微秒级，刷新率可达到120Hz，有望改善运动模糊现象，消除闪烁现象，从而有效减缓VR头显的使用眩晕感。
► 体积小、轻量化、低功耗：据OLED industry数据显示，Micro OLED以单晶硅芯片为基底，像素尺寸为传统显示器件的1/10，有效提升像素密度；同时减少器件的外部连线，重量相比传统显示器件减少50%以上。此外，据TOPWAY数据显示，由于Micro OLED为自发光技术，无需背光源，功耗约为LCD的30-40%，进一步提升整机续航能力。
Micro OLED已具备初步量产能力，成为现阶段高端VR设备显示技术的首选。目前已发布的5K VR头显Arpara VR和Shiftall Megane X，均搭载Micro OLED屏幕。据Yole数据显示，相比LCD屏幕（单块价格约为20-40美元），Micro OLED屏幕价格较高（单片价格在300美元以上）。我们认为，随着Micro OLED量产能力的提升带动屏幕成本的下降，Micro OLED有望在更多的VR设备上搭载。据DSCC数据预测，2026年VR显示屏幕中Micro OLED出货量占比将达到30%。
图表22：VR显示屏幕的核心参数
资料来源：Yole，Pimax官网，中金公司研究部
图表23：VR显示方案总结一览
资料来源：Ofweek，BOE，MicroDisplay，中金公司研究部
苹果MR生态布局，软硬件协同打造全新虚拟实境
苹果或将打造全新虚拟现实系统“xrOS”及第三方应用商店
在软件生态方面，苹果MR一代或将搭载全新虚拟现实操作系统“xrOS”及应用商店。我们预计苹果MR或将搭载全新操作系统“xrOS”，交互主界面与iOS较为相似，系统内置照片、邮件、Safari、日历、健康等常见应用。我们认为苹果MR系统与应用未来或将与多移动终端平台打通，使用者有望体验更具交互性的软件生态平台。
在软硬件协作方面，苹果MR或将引领多设备联动潮流。硬件生态联动是苹果区别于其他AR/VR头部厂商的一大优势，苹果生态之间的多设备联动有望为用户提供全方位交互体验。我们认为，透过苹果的一项名为“用于XR系统的多设备连续互通”的专利申请不难看出，多设备联动玩法或为使用者带来史无前例的探索互动体验。
图表24：苹果MR一代外置屏幕或将支持Promotion
资料来源：苹果公司官网，中金公司研究部
图表25：ARKit 6可利用后置摄像头捕获4K 视频
资料来源：苹果公司官网，中金公司研究部
在开发平台方面，ARKit开发平台经多年更新迭代已发展成为主要AR开发平台之一。苹果于2017年便推出了AR开发平台ARKit，开发者可以在该平台为 iPhone和iPad设备构建AR内容体验。随着ARKit持续更新迭代，苹果积累较多重要算法，如 ARKit 1.0物体跟踪、ARKit 2.0深度预测、ARKit 3.0动作捕捉、ARKit 4.0位置锚定和面部追踪、ARKit 5.0的LBS AR以及ARKit 6.0实现了对4K分辨率的VST（video see-through）透视效果支持。我们认为，ARKit算法和能力可以用于手势交互、全彩透视、构建MR游戏等多种场景，或将提供行业领先的内容交互体验。
图表26：ARKit 进化史
资料来源：苹果公司官网，中金公司研究部
软硬件平台分化问题被解决，互通互联的开放生态已经搭建。此前由于缺乏标准化的跨平台协议，VR应用程序、游戏、引擎需要移植到每个供应商的API，每个VR设备只能运行对应SDK应用程序，因此内容生态的发展被碎片化的软硬件平台限制。Open XR是一个无版权费的、开放式的XR行业标准规范。该行业标准规范使得应用程序可以在无需移植或重写代码的情况下，支持不同的VR头显运行，实现跨平台的XR体验。目前Open XR已经获得谷歌、Meta、HTC等众多VR厂商的支持。
图表27：Open XR推出前内容分发方式
资料来源：Khronos，中金公司研究部
图表28：Open XR推出后内容分发方式
资料来源：Khronos，中金公司研究部
风险提示
MR发布或技术升级不及市场预期。我们预计苹果有望在今年发布MR第一代产品，但客户产品量产及软件打磨进展仍存在不确定性。如果第一代MR产品并不选择在今年发布，或将对供应链收入及业绩产生影响。此外，如果MR上市后，市场对于该产品技术升级认可度较低，未来相关技术或存在被替代、颠覆风险。
下游需求或用户满意度不及预期。我们看好苹果MR产品有望受到市场高度认可，但消费者对于产品反馈仍存在不确定性，如果消费者对该产品认可度较低，或将影响产品未来生产规模以及升级迭代速度。此外，MR作为非必要的消费电子类产品，在欧美经济景气度下降期间出货量或存在一定波动，低于我们预期。
[1] Wong Timothy, Yun, Zhisheng, Ambur, Gregg, Etter, Jo, SPIE Digital Optical Technologies, 2017, Munich, Germany
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文章来源
本文摘自：2023年4月6日已经发布的《ARVR系列#5：苹果MR发布临近，关注产品创新带来的“0-1”投资机会》
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