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亚世光电硅基OLED最上游材料,超越捷荣技术,跨年总龙。 华为MR调研记录

23-12-29 08:01 818次浏览
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华为MR调研纪要:发布时间,OLED/pancake/摄像头
/组装等供应商价值量及24年销量预期


Q:能否对华为MR产品简单介绍一下?
A:华为在2024年有两款规划的产品,
一款是MR头显产品(VST方案),通过透视功能观察外部的真实环境,与苹果 Vision Pro、Quest和PICO方案类似。
另一款产品是AR产品(OST方案),类似于魅族近期发布的MYVU的衍射光波导的AR眼镜。

MR的发布节奏与自研芯片密切相关,华为的MR产品大概率会用到下一代旗舰手机的SoC。
2023年的Mate 60芯片为麒麟9000,所以下一代的芯片名可能为麒麟9100。目前处于TO阶段(Tape-Out),预计在接下来的2-3周内将会回片。回片后将会测试2周左右,然后就准备产品量产准备,之后如果没有问题就开始整机的试产。整个消费电子 行业,包括手机、手表、平板,通常需要进行大约4-5次的试产。试产的主要任务是组装整机,每次试产大致会组装1000-2000台左右的产品。试产阶段包括T0、EVT、DVT和PVT。如果试产进展不太顺利,可能会额外增加1-2次试产。每次试产的周期通常在一个半月到两个月左右。因此,华为MR产品发布时间预计在2024年Q3末或Q4,与旗舰手机的节奏比较接近(但不一定同时发布)。

AR产品目前华为内部非常重视,原因主要在于AIGC。行业内的共识是AR眼镜是AIGC最好的载体,没有之一。相较于其他产品,
例如Al Pin,我认为它并不适合作为AlGC的载体,因为它的形态是一个胸针,大约有30多克重量,鸡蛋般的大小别在胸口,通过激光投影进行显示交互。这种体验非常糟糕,别在胸口的产品形态和交互体验也不自然。AR眼镜是一种近眼显示的穿戴产品,它的信息交流和用户交互更为自然,直接投射在用户的视野中,因此被认为是最理想的硬件载体。在2024年3月,软银会在美国发布AR眼镜产品,预计会有大量出货。国内的科大讯飞 也在准备AR眼镜的方案,已经向各家发布了RFI(建议邀请书),估计量产至少会达到30万台,而海外软银的订单量则至少达到100万台。
之前AR眼镜的主要功能是导航和提词器,但由于用户并不总是需要这些功能,这导致了购买动力不足,缺乏杀手级应用。然而,随着AIGC的发展,尤其是在2023年2月OpenAl发布ChatGPT之后,Al眼镜的前景发生了转变,这一点已经得到了广泛认可。华为AR眼镜的进度会比MR产品相对较晚一些,目前刚立项,正在进行产品定义和清点选型的过程。但AR眼镜的供应链相对于MR设备会更为成熟,因此在放量和时间点方面,华为更容易把握。


Q:能否介绍一下华为MR产品的供应链?
A:SoC供应链
MR设备的SoC,正如之前提到的,与上一代的SoC制程和厂商相同,但MR设备的SoC会做不同的封装。通常情况下,手机的SoC采用PoP的封装方式,即将RAM叠在SoC上,使芯片面积可以更小,这对于手机这种追求轻薄化的产品非常适用。然而,这种封装方式带来的问题是,由于SoC热阻较大以及RAM叠在SoC上,因此散热难以解决。对于MR产品而言,需要追求高算力,包括进行3D渲染和6DoF的位置识别等。如果采用将RAM叠在SoC上的方式,散热问题更难解决。因此,针对MR产品的封装方式是将RAM放置在SoC旁边(载板上)。此外,由于SoC还需要点一些underfill胶,同时在SoC上加封一层塑封料(molding compound)来保护芯片。但这也会影响散热效果,所以会将上层的塑封料打磨掉,暴露出裸Die(Silicon wafer),然后通过风扇直接对SoC的芯片进行风冷,以实现更有效的散热。因此,虽然使用相同的SoC,但裸Die的封装将用于MR设备,而PoP的封装将用于手机。

屏幕供应链
另一个关键的MR技术是显示系统,主要包含屏和Pancake。在屏方面,由于苹果目前采用了4K Micro OLED方案,其他厂商普遍会效仿苹果的选择,选择使用4K Micro OLED屏。目前国内能够实现4K 12寸晶圆量产的厂家主要有两家,一家是视涯,另一家是BOE和奥雷德在云南昆明合资成立的创视界。视涯目前的产能基本上已经被苹果垄断,因为苹果为视涯投资了一条产线,并计划在2024年Q1开始量产。未来,苹果也将逐渐将其在索尼 的订单转移到视涯。这导致了华为、PICO、OV等厂商无法获得视涯的产能。因此,大多数厂商基本上会选择使用BOE的1.35寸Micro OLED 4K屏。此外,华为也在考虑其他一些屏幕,例如索尼 的屏幕,以及昆山梦显(清越的子公司)的屏幕。然而,梦显的问题是它目前只有8寸晶圆的生产能力,无法生产12寸的Micro OLED屏,因此成本较高,但它正在建设12寸的产能。目前华为Micro OLED的BOM成本大致在每块屏人民币2000左右(如果BOE的量产达到预期的良率),一个头显需要的屏幕成本将约为4000人民币(两块屏)。

Pancake供应链
Pancake目前在行业中有两种主要方案,分别是2P和3P,其中P指的是塑料的镜头。目前,2P方案主要由Meta的Quest和舜宇光学采用。Meta在2P方案领域拥有一些技术专利和技术壁垒。因此,其他公司目前不选择2P方案,2P方案相较于3P方案,2P方案由于减少了一个镜头,具有一定的成本优势。华为、苹果、OV、PICO等厂商通常选择3P方案。

在3P方案中,有传言称苹果采用的是曲面贴合方案,该方案实际上非常复杂。Pancake的折叠光路中最重要的是三层膜,分别是
半透半反膜、四分之一波片(QWP)和反射偏振膜(RP)。其中,RP膜在行业内目前只有3M能够制造,具有专利壁垒。曲贴的设计涉及将四分之一波片和反射偏振膜与镜头精确贴合。在光学设计中,厂家希望将镜头设计成大弧度的球面,这样在光学设计上就能够拥有更大的冗余度,这使得更容易进行动态畸变校正和射三校正,从而有利于光学性能。然而,问题在于,如果将Pancake的镜头设计成球面形状,贴合这两层膜变得非常困难。因为这两层膜的材质(TAC材质)比较硬,因此在贴合这种弧形的球面镜头时,要求在360度的每个方向上都不能出现褶皱。这种贴合技术目前在行业内尚未成熟,没有任何供应商有量产的经验。

根据从苹果的供应链获得的消息,关于Pancake的技术采用存在一些矛盾。从苹果的Pancake镜头供应商玉晶光电处得到的信息表明,苹果采用了曲贴技术。然而,从苹果Pancake的模组厂得到的消息则显示,苹果实际上并没有采用曲面贴合技术,而是采用了柱面贴合技术。柱面贴合是指将镜头设计成圆柱形,使得镜头的弧度较小,从而降低了贴合的难度。整体而言,从海外的其他信息来看,苹果大概率没有采用曲贴技术,而是采用了柱面贴合技术。玉晶光电之所以宣传曲贴技术,可能是因为该公司与深科达 合作(购买了很多机器),在曲面贴合技术的开发方面取得了一定的成就,希望能够吸引更多的终端厂商订单。然而,华为、PICO、OV等厂商的产品在明年也不会采用曲贴的方案。这项技术目前尚未成熟,供应商缺乏大规模量产的经验,因此产品如果贸然采用曲贴的方案,将面临巨大的风险。因此,各家厂商在明年基本上还会选择采用平面贴合技术。在平面贴合技术中,镜头的贴面被设计成平面,使得镜头贴合的难度降低。

华为的Pancake模组大概率会由欧菲光 负责生产,歌尔也在考虑中,不过欧菲光的概率较大。至于其他厂商,OPPO很可能会选择丘钛,VIVO则可能选择舜宇,而PICO会选择歌尔作为供应商。华为在选择平面贴合方案的情况下,Pancake模组的成本相对较低。一个Pancake模组的价格大致在150-180人民币之间,而一个头显通常需要两个Pancake模组,因此整体Pancake成本大约在300-350人民币左右。

摄像头摄像头方面的配置也是MR设备的重要零部件。华为计划使用两颗RGB VST摄像头,其中VST摄像头主要用于透视功能,并且还可以录制3D视频。现在苹果手机将可以提供录制3D视频功能,未来头显和手机一定会打通底层。VST摄像头华为计划采用舜宇的方案,单颗摄像头的成本约为8-9美元,两颗大致为16-17美元左右。

除了VST摄像头之外,华为还会考虑使用4-6颗鱼眼镜头(红外镜头),主要用于6DoF手势和姿态的识别。目前对于使用4颗还是6颗鱼眼镜头,尚未做出最终决定。这些鱼眼镜头的方案也计划采用舜宇的技术,每颗的价格约为3美元。此外,还有两个眼动摄像头,其类型与鱼眼镜头相同。另外,3D传感器华为会采用结构光技术,用于实现面部和物体的3D建模。在结构光方面,华为目前正在考虑水晶光电 和舜宇的方案。结构光的价格大致为7-8美元,这是一个相对成熟的技术。最后,dToF华为还没有确定是否要用,dToF主要用于距离测量。如果采用dToF技术,华为可能会选择索尼的方案,每颗的价格大致为8-9美元。

IPD调节
华为MR设备中一定会有IPD(瞳距)调节功能,但华为当前主要考虑采用手动调节的方案,尽量避免自动调节。因为自动调节需要使用两个电机,这会增加头显的重量。如果使用到自动调节的方案,华为更倾向于采用AAC的电机,而不是兆威的电机。因为AAC的电机价格大约在50多元人民币,而兆威的电机价格在70-80元人民币(一台头显要两个电机)。


散热模组和常规物料
MR设备的散热是一个重要问题。在散热模组方面,华为主要采用风冷方案,使用了两台风扇。目前,华为在建准开定制的小风扇。另外华为计划使用一些大面积的VC(热导材料)。
VC的供应大概率会选择垒石,与Mate 60的VC供应商相同。此外,华为还考虑使用一些石墨片或石墨烯片,可能会选择富烯的产品。

Q:请问华为是否与立讯精密 合作?
水晶光电的结构光器件价格?
A:华为与立讯精密目前没有合作。水晶光电的结构光大概在2-3美金左右,但我认为用舜宇的方案可能性大一些。


Q:请问华为MR产品电池的供应链?
是否在电池上有所创新?
A:在电池方面,华为的设计理念是采用一体式电池。苹果的头显由于其强大的算力和M2芯片的高功耗(基础功耗约为20瓦),苹果被迫采用了1万毫安时的大电池来保证续航。这样的设计使得电池无法放置在头显上,苹果头显目前的重量已经为500克,我预计可能会超过550克,所以只能外接电池。头显作为一种穿戴式产品,行业中的设计方向更倾向于采用一体式设计,因此华为也希望避免使用外接电池,并将电池整合到设备中。但前提是功耗能得到控制。

目前,华为主要的设计方案是将电池放置在后枕的位置,以确保重心分布更为舒适。然而,华为也在考虑一种电池外挂的方案。由于SoC目前还没有回片,华为无法确定其实际功耗是否符合设计目标。如果实测功耗与设计值相符,华为可能会采用一体式方案。如果功耗超标,续航无法满足要求,华为可能会考虑采用苹果的外挂电池方案。至于电池的选择,目前华为还没有采用特别创新的方案,主要考虑的是一些常规的电池供应商,如欣旺达 和德赛。


Q:请问华为MR产品虹膜识别和空间音频的供应链?
A:虹膜识别就是眼动追踪,刚才提到华为MR产品的眼动镜头就是红外镜头,也会采用舜宇的方案。眼动技术的关键在于其所采用的算法,主要涉及到PCCR算法。该算法的准确度主要依赖于数据库的质量和数量,通常各厂商会选择采用第三方的数据库,包括苹果也一样。另外,空间音频技术与整机设计密切相关。由于整机设计尚未最终确定,目前有多个方案同时进行评估,具体的方案细节可能不太方便详细讨论。总体而言,目前华为正在考虑空间音频技术,但在结构方面如果需要作出一些牺牲,可能会影响是否采用该技术。在华为看来,空间音频并非MR产品的核心卖点。


Q:请问屈光度调节功能是否有必要?
A:屈光度调节华为一定会做,因为全球85%的成年人都需要进行视力矫正。如果用户没有屈光度调节,MR设备将无法提供有效服务。然而,在考虑屈光度调节方案时,华为不太可能采用苹果的方法,即与近视眼镜片厂合作(苹果与蔡司的合作)。相比之下,华为更倾向于采用像PICO或Meta等厂商的解决方案,即让用户戴上他们自己的眼镜,并在头显结构上做一些相应的调整。通过这种方式,用户可以使用自己的眼镜进行视力矫正。

华为选择这种方案的原因主要是目前头显的销售量相对较小,如果要建立起近视片的供应链,将面临较大的困难。当前头显销售量的不足,难以支撑这样的体系。因此,目前最合适且性价比最高的方案是让用户使用自己的眼镜来实现视力矫正功能。在短期内华为不会采用苹果的方案。


Q:能否分享一下您对华为MR产品的销售展望?
A:销量方面,华为在一定程度上采用了类似苹果的策略。就苹果而言,头显与iPhone实际上有很多相似之处。苹果的iPhone第一代销售几百万台,第二代超过1000万台,真正大规模销售是在第三代,达到了几千万台。因此,头显的第一代销量肯定不会太大,乐观估计大约在100万台左右,悲观估计可能在20-30万之间。根据供应链获得的消息,大致的供货数据显示,这一代的销量大约在40多万台,主要受到屏幕产能限制,索尼的产能不足。第一代头显Vision Pro主要起到教育用户的作用,因此销量不会太大。第二代可能会在2025年推出一款低配版或标准版,销量可能会达到几百万台,而到了第三代,例如2026年,销量可能会超过千万台。因此,华为的第一代头显销量也不会太大。


Q:请问华为MR内容生态的发展情况?
A:生态发展方面,苹果有自己的IOS系统。谷歌和三星正在开发XR设备的安卓系统,预计2024年6/7月份会推出。华为主要是基于鸿蒙系统。


Q:请问华为MR设备整机组装的供应商?
A:华为MR设备的整机组装会由歌尔供应,华勤目前还没有确定。


Q:之前有消息称整机组装会是华勤,歌尔还没有确定,其中发生了什么变化吗?
A:目前,华为主要倾向于选择歌尔作为主要的整机组装供应商。因为整个MR设备的组装相对较为复杂,涉及到许多光学测试和3D建模测试等方面,需要由经验丰富且专业的厂家来完成。虽然华为与华勤的合作意愿较强,但从后续测试效果来看,华勤存在一定差距。华为可能会在一定程度上放量来支持华勤建设整机组装的能力。手机ODM厂商普遍希望扩展至MR设备领域,包括华勤和龙旗等公司。


Q:请问华为MR设备的结构件会用塑料、碳钎维还是铝合金?
A:在结构件方面,华为将采用多种材料,包括塑胶件、金属件和玻璃件。塑胶件主要用于外壳的制造,金属件则用于内部中框和中板的构建,而玻璃件将用于一些外观装饰。具体而言,对于塑胶件,华为计划将其制造交给整机厂商,例如歌尔或华勤,而金属件将委托给像比亚迪 、长盈等公司。至于玻璃件,华为计划交给伯恩和蓝思这两家厂商。此外,特殊的结构材料方面。例如碳纤维,华为倾向于选择领益,因为领益目前是苹果的供应商,并且碳纤维的产能充足。另外,华为还在研究一些相对轻量的金属材料,例如铝陶材料,目前正在进行成型工艺的验证,如果通过验证,华为可能会采用这些材料。否则,华为将考虑使用铝合金。


Q:请问华为MR设备的BOM总计多少?
A:华为MR设备的BOM应该是在7000-8000人民币的水平,接近8000块。华为的定价逻辑应该是,与Vision Pro相比,主打性价比。刚刚提到,Vision Pro运用了两颗芯片的方案,分别是M2与R1。
Vision Pro的性能肯定会比华为的设备好。第一,Vision Pro的算力比较强,使得3D渲染能力与3D建模能力更好。第二,由于使用了R1芯片,Vision Pro透视功能的时延会更低,使用者没有眩晕感。如果使用Pico或是Quest,那么使用者在长时间佩戴之后就会有很强的眩晕感,甚至会出现呕吐的情况,而使用Vision Pro就不会出现这样的情况。华为MR设备的时延肯定是不如苹果的,估计第一代设备可以做到苹果6-7成的表现。Vision Pro的售价是在3499美金,折合3万人民币左右,那么华为的售价是Vision Pro的一半,但性能却能做到7成,这就体现出了性价比。目前,各家也都在研发类似R1的芯片,比如高通 和Meta正在定义芯片的规格,2024年也准备流片了。华为的研发也是在规划中,预计会比苹果晚两年左右出来。等到各家的芯片都问世之后,各家的算力快速地拉平。就像当时手机类似,虽然最早安卓手机和苹果手机之间会有差距,但是现在两者已经没有什么差别了。假如华为的设备能够实现Vision Pro性能的9成左右,但售价仍只有6-7成,那么这又突出了性价比。华为应该会遵循这个定价逻辑。最后的售价可能要等到完成倒数第二次试产,确定了所有的物料之后才能给出。第一次和第二次试产过后,物料可能还是会变的,而且变化可能还会很大,比如屏幕的供应商会被替换。

Q:能否分享一下AR设备最新的市场进展?
A:AR设备可能会比MR设备更早迎来爆发式增长。MR设备的售价普遍都偏贵,主要的应用场景还是以B端的办公为主。因此,MR设备的杀手级应用还不明朗。然而,AR设备的杀手级应用已经出现了,那就是AIGC的智能助理。目前,一些海外的大模型厂家已经重点参与到AR应用的研究,届时应该会有很好的应用出来。另外,AR设备的技术也相较于MR设备简单很多,并且AR设备的供应链也比较成熟,包括AR设备最核心的三个零部件分别是SoC、光机和衍射波导镜片。举个例子,魅族单绿色AR眼镜的备货量大概在12万-13万套。鉴于刚刚提到的两个原因,AR设备在2024年迎来爆发的可能性是很大的。


Q:能否拆分一下魅族AR眼镜的供应链和成本?A:魅族的AR眼镜非常具有代表性。假如华为或是其他大模型厂家去研发AR眼镜,那么整个供应链基本上是不会有太大的区别的。刚刚提到,AR设备最核心的三个器件是SoC、光机和衍射波导镜片。首先,AR眼镜的SoC一般是用智能手表的SoC。魅族单绿色AR眼镜的SoC用的是恒玄的BES2700,其BOM成本是每颗7-8美金。魅族AR眼镜的探索版(彩色)是用高通的5100,目前的成本是每颗20美金。

其次,单绿色眼镜单片波导片的价格是300人民币,双眼就需要用两片,也就是600人民币。探索版单眼就需要两片波导片,因为每片波导片里透过的光是不一样颜色的。第一片波导片会走红绿(RG)光,第二片波导片会走蓝绿(BG)光,这样就能实现RGB三种颜色。由此,双眼就需要四片波导片,单价还是一样,那么总共的成本就在1200人民币。波导片做得比较好的公司都是一些创业公司以及两家巨头。魅族单绿色眼镜的波导片是由上海鲲游提供,其估值在20亿人民币左右。彩色眼镜的波导片是由珠海莫界提供,估值在10亿人民币。这个领域还有两个巨头分别是歌尔和舜宇。歌尔在波导片领域已经耕耘了很久,之前和英国的WaveOptics一起合作。歌尔的衍射波导片主要是提供给海外的客户,比如Meta、谷歌、苹果等。歌尔之前是没有波导片的设计能力,是在两个月之前花费14亿人民币收购了驭光科技这样一家具备设计能力的公司。目前,歌尔具备了波导片的设计、研发、量产一整套的能力。

AR眼镜的光机分为Micro LED以及模组。目前,全球能量产0.13寸Micro LED屏幕的厂商只有一家,叫做上海显耀(JBD,Jade Bird,北大青鸟旗下的公司)。魅族单绿色眼镜会用一块单绿色的屏,JBD的出货价大概是300人民币。
JBD会出货给舜宇。舜宇会在屏幕上加装镜头,再进行封装与外壳安装。舜宇会另收50人民币,也就是说,魅族每个单绿色光机的出厂价是350人民币,一副眼镜就是700人民币。彩色眼镜会复杂一些,因为目前全世界还没有公司可以量产单片全彩(RGB)的0.13寸Micro LED屏幕。0.13寸Micro LED屏幕与智能手表或是电视的屏幕不太一样。0.13寸Micro LED屏幕由于像素太小,是没办法使用巨量转移技术的。0.13寸Micro LED屏幕的像素是3微米,而电视的像素是100微米。全世界目前最好的巨量转移技术能做到的对位精度是5微米,是无法满足0.13寸Micro LED屏幕的像素要求。JBD使用的是一种键合技术。简单来说,JBD使用的背板芯片是用硅片来做的,驱动芯片使用40纳米制程,外延片是基于蓝宝石衬底镀上氮化镓或是砷化镓制作的,最后通过高温高压进行物理层面的键合。这样一来,这只能是单色芯片,因此,JBD和舜宇就研究了一个折中的方案,那就是使用三个单色芯片,通过舜宇的光机(XQ)来实现全彩。这个方案是很不成熟的,肯定不是未来的主流方向,因为光机的芯片数量翻了3倍,而且Micro LED芯片很贵。另外,光机需要进行很复杂的AA(Active Alignment)校准,需要将三个芯片的每个像素都进行对位,这就导致了光机的良率很低。目前,单台舜宇的彩色光机的出货价大概在2000人民币左右,与Micro OLED屏幕差不多了,那么双眼就需要4000人民币。
总体来说,基于刚刚提到的物料价格,魅族单绿色眼镜的BOM成本在1500-1600人民币之间。彩色眼镜的成本基本上就快要6000人民币了,因此,魅族将探索版定价在9999人民币肯定还是亏本的。


Q:请问华为MR和AR设备会在什么时候发布?A:MR设备还是与芯片相关,可能会在2024年第三或是第四季度,大概率会在10月底或是11月。AR眼镜会稍微晚一点,因为大部分资源全都投入到MR设备上了。AR眼镜大概率会在2024年12月或是2025年年初发布。然而,如果2024年会有爆款应用的出现,比如2023年3月的ChatGPT或是2024年6月谷歌的Gemini,那么华为肯定还是会提前去做的。
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