單臺(tái)售價(jià)2.5萬(wàn)的蘋(píng)果MR頭顯，蘊(yùn)含哪些芯機(jī)遇？

作者|kiki 來(lái)源|芯師爺(ID：gsi24-xinshiye)

每一輪半導(dǎo)體產(chǎn)品應(yīng)用高峰都是伴隨革命性的爆款終端設(shè)備發(fā)生。關(guān)于下一代爆款終端設(shè)備究竟是什么？業(yè)內(nèi)探討由來(lái)已久。最新的探討正圍繞蘋(píng)果新品——混合現(xiàn)實(shí)（MR，Mixed Reality）頭顯設(shè)備 Vision Pro展開(kāi)。

圖源：蘋(píng)果2023WWDC發(fā)布會(huì)視頻截圖

“Vision Pro代表著一段新旅程的開(kāi)始。”在北京時(shí)間6月6日凌晨蘋(píng)果公司舉辦的2023年全球開(kāi)發(fā)者大會(huì)(WWDC)中，蘋(píng)果CEO蒂姆·庫(kù)克如是表述。按照蘋(píng)果官方表述，Apple Vision Pro 是一個(gè)“空間計(jì)算設(shè)備”，售價(jià)為 3499 美元（約合人民幣 24860 元），將在2024年年初正式面向美國(guó)地區(qū)首發(fā)，其他國(guó)家或地區(qū)的消費(fèi)者要等到明年晚些時(shí)候才有機(jī)會(huì)購(gòu)買(mǎi)。

Vision Pro是蘋(píng)果寄予厚望的“下一代計(jì)算終端”，庫(kù)克盛贊“Mac將我們帶入個(gè)人計(jì)算時(shí)代，iPhone將我們帶入移動(dòng)計(jì)算時(shí)代，Apple Vision Pro將帶我們進(jìn)入空間計(jì)算時(shí)代”。從蘋(píng)果既往“Mac”“iPhone”、“AirPods”“iPad”等產(chǎn)品線對(duì)相應(yīng)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域發(fā)展的帶動(dòng)性示范效果來(lái)看，即使 Vision Pro發(fā)布時(shí)間晚于業(yè)內(nèi)同款產(chǎn)品許多，但業(yè)內(nèi)對(duì)這款產(chǎn)品的市場(chǎng)影響力仍抱有較高的期待。

本文中，我們將從半導(dǎo)體應(yīng)用的角度出發(fā)，探索蘋(píng)果Vision Pro及以其為代表的混合現(xiàn)實(shí)（MR）設(shè)備產(chǎn)業(yè)鏈，看哪些芯片有望從這一產(chǎn)業(yè)發(fā)展中分得一杯羹。

Vision Pro背后的芯產(chǎn)業(yè)鏈

蘋(píng)果將Vision Pro定義為混合現(xiàn)實(shí)（MR）頭顯設(shè)備，從大的產(chǎn)品類(lèi)別來(lái)看，MR設(shè)備歸屬XR（Extended Reality），XR中文名為擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)，是指將現(xiàn)實(shí)與虛擬結(jié)合起來(lái)進(jìn)行人機(jī)互動(dòng)的可穿戴設(shè)備。MR混合現(xiàn)實(shí)介于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）和虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）之間，模糊了虛擬和現(xiàn)實(shí)的界限，在現(xiàn)實(shí)世界中融入了數(shù)字虛擬對(duì)象進(jìn)行交互，在虛擬世界中現(xiàn)實(shí)物體又以虛擬現(xiàn)實(shí)出現(xiàn)。

為實(shí)現(xiàn)混合顯示功能，半導(dǎo)體產(chǎn)品發(fā)揮了重要的支撐作用。據(jù)蘋(píng)果發(fā)布會(huì)介紹，VisionPro主芯片選擇了蘋(píng)果此前發(fā)布的M2，該芯片發(fā)布于2022年6月，為蘋(píng)果公司的Apple Silicon中、M系列的第二代產(chǎn)品，也是Mac向蘋(píng)果芯片遷移計(jì)劃中的一部分，M2基于ARM平臺(tái)構(gòu)建，釆用5nm工藝，包含有200億個(gè)晶體管，8核CPU，10核GPU以及最高24GB的統(tǒng)一內(nèi)存，最先被用于2022年推出的13寸 MacBook Pro 、MacBook Air （M2 芯片機(jī)型）。在Vision Pro系統(tǒng)中，該芯片將負(fù)責(zé)視覺(jué)算法與圖像信息處理，讓 Vision Pro 擁有更流暢的體驗(yàn)。

圖源：蘋(píng)果2023WWDC發(fā)布會(huì)視頻截圖

此外，Vision Pro硬件系統(tǒng)還搭載了12顆攝像頭、5個(gè)傳感器和6個(gè)麥克風(fēng)組成的傳感器陣列，為處理這些信息，蘋(píng)果搭載了一顆全新的R1 芯片，主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)圖像低時(shí)延展示。

從硬件組成上來(lái)看，以Vision Pro為代表的XR設(shè)備對(duì)半導(dǎo)體的需求主要可以分成Soc芯片、傳感器、光學(xué)元件、顯示屏幾大類(lèi)，與數(shù)據(jù)處理和交互有關(guān)的存儲(chǔ)芯片、藍(lán)牙/WiFi芯片，和續(xù)航相關(guān)的快充系列芯片也有望受該行業(yè)利好。后者的產(chǎn)品需求和一般的消費(fèi)電子相差不大，我們就此略過(guò)，關(guān)于Soc芯片、傳感器、光學(xué)元件、顯示屏類(lèi)別的半導(dǎo)體產(chǎn)品在XR設(shè)備系統(tǒng)中作用以及供應(yīng)鏈代表企業(yè)，我們一個(gè)一個(gè)來(lái)說(shuō)。

主控芯片

Vision Pro主控芯片Soc是XR類(lèi)別設(shè)備運(yùn)行控制和數(shù)據(jù)處理的核心，其性能直接與XR產(chǎn)品在高品質(zhì)圖像處理、高速無(wú)線通信和多傳感器信息融合等方面的功能體驗(yàn)相關(guān)。AR、VR對(duì)渲染方面的計(jì)算需求非常巨大，蘋(píng)果Vision Pro能同時(shí)進(jìn)行這兩種功能的切換，其對(duì)芯片的性能要求從中可見(jiàn)一斑。此外，在Vision Pro上，蘋(píng)果選擇目前應(yīng)用于電腦領(lǐng)域的M2芯片，這也驗(yàn)證了MR設(shè)備對(duì)性能要求比手機(jī)終端要高。

在XR主控芯片領(lǐng)域，目前一般有兩種方案可選，一是使用其它終端Soc芯片，比如早期XR頭顯終端大多采用手機(jī)處理器作為主控，而蘋(píng)果首款頭顯產(chǎn)品也是采用了其應(yīng)用于電腦端的Soc芯片；二是使用XR專用芯片，近年來(lái)，隨著XR領(lǐng)域的技術(shù)和產(chǎn)品逐步走向市場(chǎng)，元宇宙的概念也一度被熱炒，這一場(chǎng)景應(yīng)用逐步受到芯片原廠的認(rèn)可，部分原廠已經(jīng)推出XR專用芯片。兩種芯片的共性在于：對(duì)性能和低功耗的要求很高。

這就導(dǎo)致在該領(lǐng)域活躍的廠家大多來(lái)自手機(jī)芯片巨頭，因該領(lǐng)域芯片原廠對(duì)Soc技術(shù)要求基本一致。據(jù)了解，目前可以向XR領(lǐng)域供應(yīng)Soc的海外企業(yè)主要有高通、AMD、三星、意法半導(dǎo)體等，而國(guó)內(nèi)的企業(yè)主要有海思、聯(lián)發(fā)科、瑞芯微、全志科技、晶晨股份、恒玄科技等。其中高通利用在手機(jī)芯片產(chǎn)業(yè)鏈的優(yōu)勢(shì)，在XR領(lǐng)域的主控芯片上取得先發(fā)優(yōu)勢(shì)，驍龍XR2以及驍龍845等已成行業(yè)標(biāo)配，主流的頭顯設(shè)備Pico 4 Pro、Mata Quest Pro、HTC Vive XR Elite、Meta Quest 3主控芯片均采用驍龍XR系列芯片。

傳感器

傳感器是XR產(chǎn)品感知用戶動(dòng)作并實(shí)現(xiàn)功能反饋的核心部件，也是實(shí)現(xiàn)XR沉浸式交互的重要環(huán)節(jié)。

蘋(píng)果Vision Pro的硬件介紹中特別指出其系統(tǒng)搭載了5個(gè)傳感器和6個(gè)麥克風(fēng)組成的傳感器陣列，用于虹膜識(shí)別和解鎖、捕捉動(dòng)作，讓用戶無(wú)需遙控器或者手柄，就可以通過(guò)眼神的挪動(dòng)，手指的開(kāi)合以及語(yǔ)音指令與 Apple Vision Pro 進(jìn)行交互。

關(guān)于MR設(shè)備的傳感器的類(lèi)型及供應(yīng)商，蘋(píng)果并未指明。不過(guò)從XR設(shè)備來(lái)看，其傳感器一般可以分成三大類(lèi)：

一是IMU（Inertial Measurement Unit）傳感器，即慣性傳感器。主要用來(lái)檢測(cè)和測(cè)量加速度與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的傳感器，包括加速度傳感器、陀螺儀和地磁傳感器。這些傳感器在XR設(shè)備中主要用于捕捉頭部運(yùn)動(dòng)，特別是轉(zhuǎn)動(dòng)。

二是動(dòng)作捕捉傳感器，目前的方案有紅外鏡頭和紅外感應(yīng)傳感器等，主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)動(dòng)作捕捉，特別是使用者左右前后的移動(dòng)。

三是XR設(shè)備中會(huì)用到的其他類(lèi)型傳感器，如佩戴檢測(cè)用的接近傳感器、觸控板用的電容感應(yīng)傳感器等已被廣泛使用，而眼球追蹤用到的紅外攝像頭，及實(shí)現(xiàn)手勢(shì)識(shí)別、實(shí)現(xiàn)AR功能的傳感器等可能會(huì)被應(yīng)用在未來(lái)的VR設(shè)備中。

隨著XR設(shè)備對(duì)復(fù)雜場(chǎng)景的理解，系統(tǒng)中搭載的傳感器還將持續(xù)增長(zhǎng)，相關(guān)廠家也保持了對(duì)該領(lǐng)域的關(guān)注。針對(duì)IMU領(lǐng)域，InvenSense、博世和意法是全球領(lǐng)先的三大IMU供應(yīng)商，國(guó)內(nèi)深迪半導(dǎo)體、靈明光子在該領(lǐng)域也有布局。其他傳感器中，索尼、三星、韋爾股份、思特威等是重要的供應(yīng)商。

光學(xué)元件

Vision Pro MR設(shè)備需要兼顧AR和VR設(shè)備功能，既要能看到真實(shí)的外部世界，又要看到虛擬信息，所以成像系統(tǒng)不能擋在視線前方，因此需要一個(gè)或多個(gè)額外的光學(xué)元件構(gòu)建光學(xué)組合器。

MR設(shè)備是頭戴式設(shè)備，為了提升用戶的使用體驗(yàn)感，其光學(xué)元件要實(shí)現(xiàn)體積小、重量輕兩大特點(diǎn)。在光學(xué)元件領(lǐng)域中，我國(guó)企業(yè)進(jìn)展比較快，舜宇光學(xué)科技、歌爾股份、玉晶光電、揚(yáng)明光學(xué)等可提供鏡片元件；舜宇光學(xué)科技、聯(lián)創(chuàng)電子、玉晶光電、大立光電、水晶光學(xué)、聞泰科技等可提供攝像頭元件。

顯示屏

在顯示屏上，Vision Pro 采用了定制的 micro OLED 屏幕，是微顯示技術(shù)之一。微顯示技術(shù)是未來(lái)XR領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)，主要路線包括LCOS、Micro-OLED和Micro-LED微顯示技術(shù)等。

微顯示技術(shù)之外，常見(jiàn)于顯示領(lǐng)域的LCD和LED技術(shù)也是常見(jiàn)的頭顯設(shè)備屏幕解決方案。

顯示屏領(lǐng)域中，國(guó)外主要的供應(yīng)商有三星、索尼、LG顯示、JDI、夏普等，國(guó)內(nèi)主要供應(yīng)商有京東方、TCL科技、鴻利智匯、顯耀科技、國(guó)照光電、湖畔光電、昆山夢(mèng)顯等。

編者按：本文轉(zhuǎn)載自微信公眾號(hào)：芯師爺(ID：gsi24-xinshiye)，作者：kiki