單臺售價2.5萬的蘋果MR頭顯，蘊含哪些芯機遇？

作者|kiki 來源|芯師爺(ID：gsi24-xinshiye)

每一輪半導體產(chǎn)品應用高峰都是伴隨革命性的爆款終端設備發(fā)生。關于下一代爆款終端設備究竟是什么？業(yè)內探討由來已久。最新的探討正圍繞蘋果新品——混合現(xiàn)實（MR，Mixed Reality）頭顯設備 Vision Pro展開。

圖源：蘋果2023WWDC發(fā)布會視頻截圖

“Vision Pro代表著一段新旅程的開始。”在北京時間6月6日凌晨蘋果公司舉辦的2023年全球開發(fā)者大會(WWDC)中，蘋果CEO蒂姆·庫克如是表述。按照蘋果官方表述，Apple Vision Pro 是一個“空間計算設備”，售價為 3499 美元（約合人民幣 24860 元），將在2024年年初正式面向美國地區(qū)首發(fā)，其他國家或地區(qū)的消費者要等到明年晚些時候才有機會購買。

Vision Pro是蘋果寄予厚望的“下一代計算終端”，庫克盛贊“Mac將我們帶入個人計算時代，iPhone將我們帶入移動計算時代，Apple Vision Pro將帶我們進入空間計算時代”。從蘋果既往“Mac”“iPhone”、“AirPods”“iPad”等產(chǎn)品線對相應產(chǎn)業(yè)領域發(fā)展的帶動性示范效果來看，即使 Vision Pro發(fā)布時間晚于業(yè)內同款產(chǎn)品許多，但業(yè)內對這款產(chǎn)品的市場影響力仍抱有較高的期待。

本文中，我們將從半導體應用的角度出發(fā)，探索蘋果Vision Pro及以其為代表的混合現(xiàn)實（MR）設備產(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

蘋果將Vision Pro定義為混合現(xiàn)實（MR）頭顯設備，從大的產(chǎn)品類別來看，MR設備歸屬XR（Extended Reality），XR中文名為擴展現(xiàn)實，是指將現(xiàn)實與虛擬結合起來進行人機互動的可穿戴設備。MR混合現(xiàn)實介于增強現(xiàn)實（AR）和虛擬現(xiàn)實（VR）之間，模糊了虛擬和現(xiàn)實的界限，在現(xiàn)實世界中融入了數(shù)字虛擬對象進行交互，在虛擬世界中現(xiàn)實物體又以虛擬現(xiàn)實出現(xiàn)。

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

圖源：蘋果2023WWDC發(fā)布會視頻截圖

此外，Vision Pro硬件系統(tǒng)還搭載了12顆攝像頭、5個傳感器和6個麥克風組成的傳感器陣列，為處理這些信息，蘋果搭載了一顆全新的R1 芯片，主要負責數(shù)據(jù)傳輸，實現(xiàn)圖像低時延展示。

從硬件組成上來看，以Vision Pro為代表的XR設備對半導體的需求主要可以分成Soc芯片、傳感器、光學元件、顯示屏幾大類，與數(shù)據(jù)處理和交互有關的存儲芯片、藍牙/WiFi芯片，和續(xù)航相關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電子相差不大，我們就此略過，關于Soc芯片、傳感器、光學元件、顯示屏類別的半導體產(chǎn)品在XR設備系統(tǒng)中作用以及供應鏈代表企業(yè)，我們一個一個來說。

主控芯片

Vision Pro主控芯片Soc是XR類別設備運行控制和數(shù)據(jù)處理的核心，其性能直接與XR產(chǎn)品在高品質圖像處理、高速無線通信和多傳感器信息融合等方面的功能體驗相關。AR、VR對渲染方面的計算需求非常巨大，蘋果Vision Pro能同時進行這兩種功能的切換，其對芯片的性能要求從中可見一斑。此外，在Vision Pro上，蘋果選擇目前應用于電腦領域的M2芯片，這也驗證了MR設備對性能要求比手機終端要高。

在XR主控芯片領域，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處理器作為主控，而蘋果首款頭顯產(chǎn)品也是采用了其應用于電腦端的Soc芯片；二是使用XR專用芯片，近年來，隨著XR領域的技術和產(chǎn)品逐步走向市場，元宇宙的概念也一度被熱炒，這一場景應用逐步受到芯片原廠的認可，部分原廠已經(jīng)推出XR專用芯片。兩種芯片的共性在于：對性能和低功耗的要求很高。

這就導致在該領域活躍的廠家大多來自手機芯片巨頭，因該領域芯片原廠對Soc技術要求基本一致。據(jù)了解，目前可以向XR領域供應Soc的海外企業(yè)主要有高通、AMD、三星、意法半導體等，而國內的企業(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芯片產(chǎn)業(yè)鏈的優(yōu)勢，在XR領域的主控芯片上取得先發(fā)優(yōu)勢，驍龍XR2以及驍龍845等已成行業(yè)標配，主流的頭顯設備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)品感知用戶動作并實現(xiàn)功能反饋的核心部件，也是實現(xiàn)XR沉浸式交互的重要環(huán)節(jié)。

蘋果Vision Pro的硬件介紹中特別指出其系統(tǒng)搭載了5個傳感器和6個麥克風組成的傳感器陣列，用于虹膜識別和解鎖、捕捉動作，讓用戶無需遙控器或者手柄，就可以通過眼神的挪動，手指的開合以及語音指令與 Apple Vision Pro 進行交互。

關于MR設備的傳感器的類型及供應商，蘋果并未指明。不過從XR設備來看，其傳感器一般可以分成三大類：

一是IMU（Inertial Measurement Unit）傳感器，即慣性傳感器。主要用來檢測和測量加速度與旋轉運動的傳感器，包括加速度傳感器、陀螺儀和地磁傳感器。這些傳感器在XR設備中主要用于捕捉頭部運動，特別是轉動。

二是動作捕捉傳感器，目前的方案有紅外鏡頭和紅外感應傳感器等，主要用來實現(xiàn)動作捕捉，特別是使用者左右前后的移動。

三是XR設備中會用到的其他類型傳感器，如佩戴檢測用的接近傳感器、觸控板用的電容感應傳感器等已被廣泛使用，而眼球追蹤用到的紅外攝像頭，及實現(xiàn)手勢識別、實現(xiàn)AR功能的傳感器等可能會被應用在未來的VR設備中。

隨著XR設備對復雜場景的理解，系統(tǒng)中搭載的傳感器還將持續(xù)增長，相關廠家也保持了對該領域的關注。針對IMU領域，InvenSense、博世和意法是全球領先的三大IMU供應商，國內深迪半導體、靈明光子在該領域也有布局。其他傳感器中，索尼、三星、韋爾股份、思特威等是重要的供應商。

光學元件

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

MR設備是頭戴式設備，為了提升用戶的使用體驗感，其光學元件要實現(xiàn)體積小、重量輕兩大特點。在光學元件領域中，我國企業(yè)進展比較快，舜宇光學科技、歌爾股份、玉晶光電、揚明光學等可提供鏡片元件；舜宇光學科技、聯(lián)創(chuàng)電子、玉晶光電、大立光電、水晶光學、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，是微顯示技術之一。微顯示技術是未來XR領域的發(fā)展趨勢，主要路線包括LCOS、Micro-OLED和Micro-LED微顯示技術等。

微顯示技術之外，常見于顯示領域的LCD和LED技術也是常見的頭顯設備屏幕解決方案。

顯示屏領域中，國外主要的供應商有三星、索尼、LG顯示、JDI、夏普等，國內主要供應商有京東方、TCL科技、鴻利智匯、顯耀科技、國照光電、湖畔光電、昆山夢顯等。

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