每一轮半导体产品应用高峰都是伴随革命性的爆款终端设备发生。
关于下一代爆款终端设备究竟是什么?业内探讨由来已久。
最新的探讨正围绕苹果新品——混合现实头显设备展开。
”在北京时间6月6日凌晨苹果公司举办的2023年全球开发者大会中,苹果CEO蒂姆·库克如是表述。
按照苹果官方表述,
是一个“空间计算设备”,售价为3499美元,将在2024年年初正式面向美国地区首发
,其他国家或地区的消费者要等到明年晚些时候才有机会购买。
是苹果寄予厚望的“下一代计算终端”,库克盛赞“Mac将我们带入个人计算时代,将我们带入移动计算时代,将带我们进入空间计算时代”。
从苹果既往“Mac”“”、“”“iPad”等产品线对相应产业领域发展的带动性示范效果来看,即使发布时间晚于业内同款产品许多,但业内对这款产品的市场影响力仍抱有较高的期待。
本文中,我们将从半导体应用的角度出发,探索苹果及以其为代表的混合现实设备产业链,看哪些芯片有望从这一产业发展中分得一杯羹。
背后的芯产业链
苹果将定义为混合现实头显设备,从大的产品类别来看,MR设备归属XR,XR中文名为扩展现实,是指将现实与虚拟结合起来进行人机互动的可穿戴设备。
MR混合现实介于增强现实和虚拟现实之间,模糊了虚拟和现实的界限,在现实世界中融入了数字虚拟对象进行交互,在虚拟世界中现实物体又以虚拟现实出现。
为实现混合显示功能,半导体产品发挥了重要的支撑作用。
据苹果发布会介绍,
在系统中,该芯片将负责视觉算法与图像信息处理,让拥有更流畅的体验。
从硬件组成上来看,以为代表的XR设备对半导体的需求主要可以分成Soc芯片、传感器、光学元件、显示屏几大类,与数据处理和交互有关的存储芯片、蓝牙/WiFi芯片,和续航相关的快充系列芯片也有望受该行业利好。
后者的产品需求和一般的消费电子相差不大,我们就此略过,关于Soc芯片、传感器、光学元件、显示屏类别的半导体产品在XR设备系统中作用以及供应链代表企业,我们一个一个来说。
主控芯片
主控芯片Soc是XR类别设备运行控制和数据处理的核心,其性能直接与XR产品在高品质图像处理、高速无线通信和多传感器信息融合等方面的功能体验相关。
AR、VR对渲染方面的计算需求非常巨大,苹果能同时进行这两种功能的切换,其对芯片的性能要求从中可见一斑。
此外,在上,苹果选择目前应用于电脑领域的M2芯片,这也验证了MR设备对性能要求比手机终端要高。
在XR主控芯片领域,目前一般有两种方案可选
,一是使用其它终端Soc芯片,比如早期XR头显终端大多采用手机处理器作为主控,而苹果首款头显产品也是采用了其应用于电脑端的Soc芯片;二是使用XR专用芯片,近年来,随着XR领域的技术和产品逐步走向市场,元宇宙的概念也一度被热炒,这一场景应用逐步受到芯片原厂的认可,部分原厂已经推出XR专用芯片。
两种芯片的共性在于:对性能和低功耗的要求很高。
这就导致在该领域活跃的厂家大多来自手机芯片巨头,因该领域芯片原厂对Soc技术要求基本一致。
据了解,
目前可以向XR领域供应Soc的海外企业主要有高通、AMD、三星、意法半导体等,而国内的企业主要有海思、联发科、瑞芯微、全志科技、晶晨股份、恒玄科技等。
其中高通利用在手机芯片产业链的优势,在XR领域的主控芯片上取得先发优势,骁龙XR2以及骁龙845等已成行业标配,
主流的头显设备主控芯片均采用骁龙XR系列芯片。
传感器
传感器是XR产品感知用户动作并实现功能反馈的核心部件,也是实现XR沉浸式交互的重要环节。
苹果的硬件介绍中特别指出其系统搭载了5个传感器和6个麦克风组成的传感器阵列,用于虹膜识别和解锁、捕捉动作,让用户无需遥控器或者手柄,就可以通过眼神的挪动,手指的开合以及语音指令与进行交互。
关于MR设备的传感器的类型及供应商,苹果并未指明。
不过从XR设备来看,其传感器一般可以分成三大类:
一是IMU传感器,即惯性传感器。
主要用来检测和测量加速度与旋转运动的传感器,包括加速度传感器、陀螺仪和地磁传感器。
这些传感器在XR设备中主要用于捕捉头部运动,特别是转动。
二是动作捕捉传感器,目前的方案有红外镜头和红外感应传感器等,主要用来实现动作捕捉,特别是使用者左右前后的移动。
三是XR设备中会用到的其他类型传感器,如佩戴检测用的接近传感器、触控板用的电容感应传感器等已被广泛使用,而眼球追踪用到的红外摄像头,及实现手势识别、实现AR功能的传感器等可能会被应用在未来的VR设备中。
随着XR设备对复杂场景的理解,系统中搭载的传感器还将持续增长,相关厂家也保持了对该领域的关注。
针对IMU领域,博世和意法是全球领先的三大IMU供应商,国内深迪半导体、灵明光子在该领域也有布局。
其他传感器中,索尼、三星、韦尔股份、思特威等是重要的供应商。
光学元件
设备需要兼顾AR和VR设备功能,既要能看到真实的外部世界,又要看到虚拟信息,所以成像系统不能挡在视线前方,因此需要一个或多个额外的光学元件构建光学组合器。
MR设备是头戴式设备,为了提升用户的使用体验感,其光学元件要实现体积小、重量轻两大特点。
在光学元件领域中,我国企业进展比较快
,
舜宇光学科技、歌尔股份、玉晶光电、扬明光学等可提供镜片元件;舜宇光学科技、联创电子、玉晶光电、大立光电、水晶光学、闻泰科技等可提供摄像头元件。
显示屏
在显示屏上,采用了定制的屏幕,是微显示技术之一。
微显示技术是未来XR领域的发展趋势,主要路线包括LCOS、-OLED和-LED微显示技术等。
微显示技术之外,常见于显示领域的LCD和LED技术也是常见的头显设备屏幕解决方案。
显示屏领域中,国外主要的供应商有三星、索尼、LG显示、JDI、夏普等,国内主要供应商有京东方、TCL科技、鸿利智汇、显耀科技、国照光电、湖畔光电、昆山梦显等。