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始于90年代末

湿法制程整体解决方案提供商

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发布时间: 2017 - 12 - 06
在LED外延及芯片制造领域,湿法设备占据约40%以上的工艺,随着工艺技术的不断发展,湿法设备已经成为LED外延及芯片制造领域的关键设备,如SPM酸清洗、有机清洗、显影、去胶、ITO蚀刻、BOE蚀刻、PSS高温侧腐、下蜡、匀胶、甩干、掩膜版清洗等。南通华林科纳CSE深入研究LED生产工艺,现已形成可满足LED产业化项目需求的全自动湿法工艺标准成套设备。 LED 芯片的制造工艺流程为:外延片→清洗→镀透明电极层→透明电极图形光刻→腐蚀→去胶→平台图形光刻→干法刻蚀→去胶→退火→SiO2 沉积→窗口图形光刻→SiO2腐蚀→去胶→N极图形光刻→预清洗→镀膜→剥离→退火→P 极图形光刻→镀膜→剥离→研磨→切割→芯片→成品测试。 CSE-外延片清洗机设备 设备名称南通华林科纳CSE-外延片清洗机设备可处理晶圆尺寸2”-12”可处理晶圆材料硅、砷化镓、磷化铟、氮化镓、碳化硅、铌酸锂、钽酸锂等应用领域集成电路、声表面波(SAW)器件、微波毫米波器件、MEMS器件、先进封装等专有技术系统洁净性技术均匀性技术晶圆片N2干燥技术模块化系统集成技术自动传输及精确控制技术溶液温度、流量和压力的精确控制技术主要技术特点系统结构紧凑、安全腔体独立密封,具有多种功能可实现晶圆干进干出采用工控机控制,功能强大,操作简便可根据用户要求提供个性化解决方案设备制造商南通华林科纳半导体设备有限公司 www.hlkncse.com 400-8768-096 ;18913575037更多的外延片清洗设备相关资讯可以关注华林科纳CSE官网(www.hlkncse.com),现在热线咨询400-8768-096可立即获取免费的半导体行业相关清洗设备解决方案。
发布时间: 2017 - 12 - 06
旋转式喷镀台结合微组装工艺对镀制工艺的小批量、多规格和特殊应用要求等特点,在6" (150mm)晶圆电镀系统中采用了倾斜式旋转喷镀技术倾斜式旋转喷镀单元分由两个部分组成,一为阴极夹具、旋转单元、导线电刷、N2 保护单元组成的阴极回转体,二为三角形槽体、阳极和电力线挡板组成的阳极腔。倾斜旋转喷镀结构示意图如下:从镀制结构方式、镀制工艺应用分析可以看出,采用倾斜式旋转喷镀有以下几种优势。一是这种结构方式易实现槽体密封和附加N2 保护功能。二是在这种镀制工艺中,阴极的旋转运动使槽内电场不均问题得以解决,从而提高了镀制的均匀性。三是呈45°倾斜加阴极旋转的方式,可以较容易的祛除晶圆表面的气泡附着及“产生”气泡的消除。四是采用了多微孔进行镀液喷射,实现搅拌功能,消除局部PH值、温度、离子浓度等不均匀带来的影响。五是采用三角形镀槽设计最大限度的减少了镀液的消耗。六是该镀制结构方式可以满足多品种、小批量、低成本的生产需求。倾斜旋转喷镀技术、工艺优势斜式三角镀槽结构本系统采用倾斜式三角形镀槽结构,镀槽入口溢流口均与三角形斜边平行,可得到稳定且不易积累气泡的流场环境。通过进行相关模拟、仿真和验证,镀液入口采用扇形喷咀式结构,可保证镀液在平行于阴极表面方向上形成均匀而稳定的流场。从而通过改变流场的方法改善了镀层的均匀性。该结构的另一优点可使电镀液的用量减至最少程度。 南通华林科纳CSE采用倾斜旋转喷镀方法进行晶圆电镀工艺处理,由于结构上的特点,该方法经实验验证具有:①结构简单;②工艺参数控制容易;③有利气泡的消除;④镀制均匀性得到提高;⑤镀制溶液用量少。该方法尤其适应于小批量、多规格的电镀工艺,同时可以取得较好的镀制均匀性。图6为我们所研制的150mm晶圆倾斜旋转喷镀系统,目前已批量生产并在工艺线上得到较好的应用,产品已通过技术定型鉴定和用户验收。实现的主要工艺指标:最大晶...
发布时间: 2016 - 06 - 22
双腔甩干机1. 应用范围:l 本機台適用於半導體7”晶圓(含)以下之旋乾製程.l 设备為垂直式雙槽體機台,可同Run 50~100片.l 可對旋乾步驟進行可程式化控制 (Recipe Program).l 具使用在此設備已超過20年以上的應用馬達控制系統設計, 高穩定度Rotor 設計, 震動值均控制於300 um 以下.l 高潔淨設計,微塵控制於每次運轉增加量, 0.3um , 30顆以下.   2. 操作流程3. 图示 4. 規格l 機台內皆使用鐵氟龍製DI , N2 控制閥件l 直流式馬達: DC無刷馬達750Wl 真空負壓軸封設計,隔離槽外污染l 不銹鋼N2過濾器 0.003~0.005μml 氣體加熱器及加熱墊控制乾燥速率l 壓力感測保護(加熱器空燒保護)l 槽外貼Silicon材質加熱墊 x1 片, 220VAC , 300W(溫度開關90°C OFF 70°C ON)l  Viton材質充氣式氣囊及槽後密封環,保持室外絕緣l 不銹鋼槽體SS316經拋光及電解研磨l 單顆螺絲固定轉子,並按客戶需求指定使用訂做l 轉子經拋光及電解研磨,並做動態平衡校正l 可選擇指示燈訊及蜂鳴器音樂故障碼功能: 門鎖警告,氣體不足,傳動異常警告 5. 電控系統l  控制器操作介面: 5.7”記憶人機+ PLC可程式自動化控制器(人機 Touch Screen,整合介面) 。l 軟體功能Ø 編輯/儲存 : 製程/維修/警示/編輯/配方/,皆可從操作螢幕上修改。Ø 儲存能力記憶模組...
发布时间: 2016 - 03 - 07
枚叶式清洗机-华林科纳CSE南通华林科纳半导体CSE-单片枚叶式洗净装置的特长:单片式清洗装置的优点(与浸渍.槽式比较)1.晶片表面的微粒数非常少(到25nm可对应)例:附着粒子数…10个/W以下(0.08UM以上粒子)(参考)槽式200个/W2.药液纯水的消费量少药液…(例)1%DHF的情况  20L/日纯水...每处理一枚晶片0.5-1L/分3.小装置size(根据每个客户可以定制) 液体溅射(尘埃强制除去)  (推荐)清洗方法单片式装置的Particle再附着问题   更多的半导体单片枚叶式湿法腐蚀清洗设备相关信息可以关注华林科纳CSE官网(www.hlkncas.com),现在热线咨询400-8768-096;18913575037可立即获取免费的半导体清洗解决方案。
发布时间: 2016 - 03 - 07
自动供酸系统(CDS)-南通华林科纳CSEChemical Dispense System System 南通华林科纳半导体CSE-CDS自动供酸系统 适用对象:HF、HN03、KOH、NH4OH、NaOH、H2SO4、HCL、 H2O2、IPA等主要用途:本设备主要用于湿法刻蚀清洗等制程工程工序需要的刻蚀液集中进行配送,经管道至设备;具有自动化程度高,配比精确,操作简便等特点;具有良好的耐腐蚀性能。控制模式:手动控制模式、自动控制模式设备名称南通华林科纳CSE-CDS自动供酸系统设备型号CSE-CDS-N1507设计基准1.供液系统(Chemical Dispense System System)简称:CDS2. CDS 将设置于化学房内:酸碱溶液CDS 系统要求放置防腐性的化学房;3. 设备材质说明(酸碱类):酸碱溶液CDS外构采以WPP 10T 板材,内部管路及组件采PFA 451 HP 材质;4. 系统为采以化学原液 双桶/单桶20L、200L、1t等方式以Pump 方式运送到制程使用点;5. 过滤器:配有10” PFA材质过滤器外壳;6. 供液泵:每种化学液体配有两台或者一台 PTFE材质的进口隔膜泵;7. Empty Sensor & Level Sensor:酸碱类采用一般型静电容近接开关;8. 所有化学品柜、歧管箱及阀箱均提供泄漏侦测器与警报功能。CDS系统设备规格 1. 系统主要功能概述设备主要功能:每种化学液体配两个桶(自动切换)、配两台泵(一用一备)、带过滤器;系统控制单元:配带OMRON 8”彩色触摸屏,OMRON品牌PLC系统;2. 操作模式: CDS 系统皆有PLC 作Unit 内部流程控制,操作介面以流程方式执行,兼具自动化与亲和力。在自动模式情形...
发布时间: 2018 - 01 - 23
单片清洗机-华林科纳CSESingle wafer cleaner system南通华林科纳CSE-自动单片式腐蚀清洗机应用于清洗(包括光刻板清洗)刻蚀 去胶 金属剥离等;可处理晶圆尺寸2'-12';可处理晶圆材料:硅 砷化镓 磷化铟 氮化镓 碳化硅 铌酸锂 钽酸锂等;主要应用领域:集成电路   声表面波器件  微波毫米波器件  MEMS  先进封装等  设 备 名 称CSE-单片清洗机类  型单片式适 用 领 域半导体、太阳能、液晶、MEMS等清 洗 方 式2英寸——12英寸设备稳定性1、≥0.2um颗粒少于10颗2、金属附着量:3E10 atoms/ cm²3、纯水消耗量:1L/min/片4、蚀刻均一性良好(SiO₂氧化膜被稀释HF处理):≤2%5、干燥时间:≤20S6、药液回收率:>95%单片式优点1、单片处理时间短(相较于槽式清洗机)2、节约成本(药液循环利用,消耗量远低于槽式)3、良品率高4、有效避免边缘再附着5、立体层叠式结构,占地面积小 更多的单片(枚叶)式清洗相关设备可以关注南通华林科纳半导体官网,关注http://www.hlkncse.com ,400-8768-096,18913575037
发布时间: 2017 - 12 - 06
氢氟酸HF自动供液系统-南通华林科纳CSEChemical Dispense System System 南通华林科纳半导体CSE-氢氟酸供液系统 适用对象:HF、HN03、KOH、NH4OH、NaOH、H2SO4、HCL、 H2O2、IPA等主要用途:本设备主要用于湿法刻蚀清洗等制程工程工序需要的刻蚀液集中进行配送,经管道至设备;具有自动化程度高,配比精确,操作简便等特点;具有良好的耐腐蚀性能。控制模式:手动控制模式、自动控制模式 设备名称南通华林科纳CSE-氢氟酸(HF)供液系统设备型号CSE-CDS-N2601设计基准1.供液系统(Chemical Dispense System System)简称:CDS2. CDS 将设置于化学房内:酸碱溶液CDS 系统要求放置防腐性的化学房;3. 设备材质说明(酸碱类):酸碱溶液CDS外构采以WPP 10T 板材,内部管路及组件采PFA 451 HP 材质;4. 系统为采以化学原液 双桶/单桶20L、200L、1t等方式以Pump 方式运送到制程使用点;5. 过滤器:配有10” PFA材质过滤器外壳;6. 供液泵:每种化学液体配有两台或者一台 PTFE材质的进口隔膜泵;7. Empty Sensor & Level Sensor:酸碱类采用一般型静电容近接开关;8. 所有化学品柜、歧管箱及阀箱均提供泄漏侦测器与警报功能。CDS系统设备规格 1. 系统主要功能概述设备主要功能:每种化学液体配两个桶(自动切换)、配两台泵(一用一备)、带过滤器;系统控制单元:配带OMRON 8”彩色触摸屏,OMRON品牌PLC系统;2. 操作模式: CDS 系统皆有PLC 作Unit 内部流程控制,操作介面以流程方式执行,兼具自动化与亲和力。在...
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5G的相关介绍

时间: 2021-03-01
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5G时代下的VR/AR是通信产业的升级方向,产业化基础已日益完备

  伴随2G到4G的升级,人类基于移动终端的信息交互媒介经历了文字、语音、图片、视频的演进,而在5G时代,通信的发展有望继续拓展所传递信息的纵深。因此我们认为,基于VR/AR的实景交互代表着通信产业新的发展方向。当前时点,5G的成熟为克服3D内容实时传输问题,以及因延迟造成的眩晕问题构建了网络环境,而相应光学元件、显示方案、专用芯片的推出则为终端的兴起搭建了硬件基础。此外,下半年及明年华为、苹果等大品牌终端的发布有望提振VR市场热度,推荐歌尔股份、水晶光电、利亚德、京东方A,建议关注韦尔股份、联创电子、苏大维格、汇顶科技。

  5G网络的传输速度有效解决终端互联和眩晕问题

  现阶段主流VR头显刷新率在75-90Hz,在90Hz刷新率以及H.264压缩协议下,我们计算得到1K分辨率的VR内容需要21Mbps码率,相较于仅能提供10Mbps码率的4G网,5G可实现100-1024Mbps码率,已经可以满足未来单眼8K的码率要求。此外,VR头显的显示时延极限为20ms,若超过20ms部分用户会有明显的眩晕感,目前VR头显的内部图像渲染以及刷新等时间约15-16ms,若增加4G网络下额外10ms时延,用户感知时延将远超过20ms,而仅有1ms的超低时延的5G可有效解决该问题。

  VR芯片、光学元件、显示屏等硬件基础已具备,VR头显重归高增长

  VR硬件构成主要包括芯片、光学元件、显示屏等,在芯片环节,高通18年推出骁龙XR1布局中低端VR头显,19年推出支持5G的855 plus VR移动平台定位高端VR头显。在光学元件环节,菲涅尔透镜是解决视角场FOV和镜片重量问题的主流方案,已广泛应用于Oculus、HTC等品牌终端。在显示屏环节,除了日益成熟的柔性OLED之外,京东方所推出的Fast LCD提供了可选的高性价比显示方案,已应用于华为VR2、Oculus Go等。我们认为在硬件基础的支撑下,继18年VR手机盒子产品的衰落之后,行业大规模兴起在即,信通院预计18-22年全球VR产业CAGR将超过70%。

  光波导镜片大规模量产和Micro LED产业成熟助推AR向2C端普及

  据vittimes数据,光学显示模组是AR的主要成本构成,约占终端成本50%,根据光学原理差异,光学显示模组的图像源器件和显示镜面有多种组合。我们认为,一方面伴随着光波导市场玩家不断增多,并已有多家国内公司布局镜片量产,生产成本有望持续下降;另一方面,Micro LED技术的逐步成熟有助解决屏幕亮度过低问题,提高用户体验。基于性价比提升推动AR产品向2C端普及的预期,IDC预计19-23年AR行业CAGR高达169%。

  核心推荐逻辑

  VR(虚拟现实)、AR(增强现实)终端产品自2015年广泛走入人们的认知以来,如今依然是投资界、产业界、学术界的重要关注领域。除了资本和产业力量所推动的市场教育之外,关于VR/AR的想象早已通过《黑客帝国》、《阿凡达》等科幻电影作品深入人心,消费者对于VR、AR的应用想象蓄力多时,但是VR/AR终端的大规模商业化却长期面临着诸多通信、芯片、光学等领域的技术瓶颈。

  尽管在5G渐行渐近之际,VR/AR终端作为重要的5G下游应用近期备受二级市场关注,但是5G解决了VR/AR技术的哪些痛点,相关的芯片、光学等技术在这三四年间又经历了怎样的升级、变迁依然是值得重点研究的方向,也是我们在这篇报告中着力阐述的主要问题。

  我们认为,此前限制VR/AR产品大规模普及的一个主要原因是由于通信网络的传输能力,由于信息传输速度的限制,VR/AR产品多停留在单机的内容体验,而没有办法真正成为移动互联终端。站在当前时点,5G网络的成熟为克服3D内容实时传输问题,以及因延迟造成的佩戴眩晕问题构建了网络环境,有望充分释放VR/AR终端的社交属性,激发快速推广潜力。与此同时,专用的光学元件、显示方案、专用芯片的推出则为终端产品的兴起搭建了硬件基础。此外,下半年及明年华为、苹果等大品牌终端的发布有望再度提振VR行业市场热度,因此建议关注产业链重点标的的投资机遇。

  5G时代开启,VR行业进入发展新阶段

  5G网络的传输速度有效解决终端互联和眩晕问题

  自20世纪80年代以来,移动通信每十年出现新一代革命性技术,推动着信息通信技术、产业和应用的革新。根据《5G经济社会影响白皮书》,从1G到2G移动通信技术完成了从模拟到数字的转变;从2G到3G,数据传输能力得到显著提升,峰值速率可达2Mbps至数十Mbps;从3G到4G,峰值速率进一步提升到100Mps至1Gbps,预计5G将提供峰值10Gbps以上带宽、毫秒级时延和超高密度连接,有效支持虚拟显示、物联网、车联网等应用要求。

  5G带宽大幅高于4G,能够满足VR显示码率要求。现阶段主流VR头显刷新率在75-90Hz区间。我们通过控制变量法分析不同分辨率所需的码率,即在90Hz刷新率以及H.264压缩协议情况下,最低的1K分辨率的VR头显需要21Mbps,而4G仅能提供10Mbps的码率,难以满足最低VR显示要求,而5G技术路径可以实现100-1024Mbps码率,能够满足现阶段最高的4K分辨率所需码率,甚至还可以满足未来单眼8K的码率要求。

  5G超低时延解决VR头显在4G网络环境下产生的眩晕感。VR头显的整体显示时延极限为20ms,若超过20ms用户会有明显的眩晕感甚至呕吐情况。目前VR头显的内部图像渲染以及分辨率刷新等时间以达到15-16ms,若增加4G网络下额外10ms的时延,用户感知时延将远超过20ms从而造成眩晕。而5G仅有1ms的超低时延,可以满足VR头显的时延要求。

  5G时代VR大规模兴起的硬件基础已经具备

  头显是区别VR产品的核心领域,头显性能与光学元件密不可分

  中国信通院在《虚拟(增强)现实白皮书2018》中将虚拟现实技术发展划分为如下五个阶段,不同发展阶段对应不同的体验层次。目前我国VR行业仍处于部分沉浸期,主要表现为 1.5K-2K 单眼分辨率、100-120 度视场角、百兆码率、20 毫秒 MTP 时延、4K/90 帧率渲染处理能力、由内向外的追踪定位与沉浸声等技术指标。

  VR产业链由硬件/软件、设备、软件内容以及应用场景组成。其中,硬件可分为芯片、传感器、光学元件、显示屏等;软件可分为图像、储存、通信、识别等。设备可分为ToB和ToC;ToB有大型VR设备、工业级VR,ToC有一体机VR、外接式VR和移动式VR。内容和使用场景也可分为军事、医疗、工程、游戏、直播、电影等。

  VR行业发展主要集中在硬件研发更新、头显零部件生产。VR的硬件主要集中在头显当中,全球已有多家厂商布局VR头显市场,例如索尼、Oculus(Facebook)、HTC等。VR产品在显示方面的主要性能参数有FOV(Field Of View,即视角场),显示分辨率,刷新率等。由于显示屏距离瞳孔过近,所以需要特制的透镜修正光源角度,以便用户可以正常观看显示屏,此时如果显示屏的分辨率较低,可能会有“纱窗效应”出现,即人眼会直接在显示屏看到像素点,类似在纱窗后看东西。

  视角场越宽用户在体验中接触到的内容就越多,对于健康的人眼而言,单眼水平FOV范围在170°-175°之间,大多数人的双眼FOV是两个单眼FOV的组合,提供了200°-220°的可视区域。在两个单眼FOV重叠的地方,存在大约114°的立体双目视场,这个范围内人眼能够在3D维度中感知事物。

  对于VR头显产品而言,限制FOV的主要因素是镜片。为了获得更好的视野,一种方案是在VR头显中使用较薄的镜片,但这会增加镜片至VR显示屏所需的距离,从而增加头显尺寸。另一种方案是使用较厚的镜片,此类镜片的焦距较短可以获得更强的放大倍率,并将显示屏移近,但这些较厚的镜头会增加头显重量,与此同时,由于晶片的放大倍数更高,因而需要更高分辨率的显示器以避免或减少纱窗效应。

  菲涅尔透镜(Fresnel lens)是解决FOV以及镜片重量问题的优势方案。在菲涅尔透镜的一侧有等距的齿纹,通过这些齿纹,可以达到对指定光谱范围的光进行反射或者折射的作用。Oculus、HTC以及大部分VR制造商都使用了菲涅尔透镜,而Sony的PSVR还是使用传统的普通透镜。因此,PSVR的FOV略小于大部分的VR头显,并且PSVR的重量达到了610克,比Oculus Rift和HTC Vive重60-150克。

  Oculus Rift采用的是混合菲涅尔透镜,具有非常精细的纹理和规则的凸透镜。Rift的混合镜片有更大的sweet spot(指镜片中间的区域,用户的瞳孔需要在这个区域才能获得清晰的图像)和更一致的焦点,这意味着头显的佩戴位置更随意,对焦更容易。Vive使用的是传统菲涅耳透镜,其劣势在于由于纹理较为粗糙,如果用户的瞳孔没有正确对应镜片的sweet spot,将无法正常观看VR显示屏。此外,Vive也不能像Rift那样解决纱窗效应。而PSVR所用的普通镜片,尽管搭配索尼自产的显示屏能够减少纱窗效应,但PSVR在重量上明显要重于同类产品。

  Fast LCD为VR显示优质“备胎”

  LCD的响应速度是指各像素点对输入信号反应速度,即像素由亮转暗或由暗转亮所需的时间。由于VR的屏幕刷新率在70-90Hz,即每秒可以捕捉70-90张画面,而传统LCD显示屏的响应时间为16-25ms,其对应帧数为40-62.5,因此传统LCD用于VR头显会有明显的顿卡现象。

  根据elecfans数据,京东方现已推出响应时间小于5ms的高分辨率Fast LCD面板,并成为华为VR2、Oculus Go、小米VR一体机、爱奇艺4K一体机的面板供应商,根据京东方官网数据,2018年其VR显示模组出货量已达100万片,涉及VR整机超过 20款。

  Fast LCD相比AMOLED成本较低,带动VR头显整体成本下降,有助于扩大VR消费群体。Fast LCD刷新率可满足现阶段VR显示需求,且分辨率更高,价格更为优惠。根据阿里巴巴网站7月10日数据,一款普通的VR AMOLED屏幕市场售价为468元,由于使用AMOLED的VR都是双屏显示,因此整体AMOLED显示屏价格为936元,而普通的LCD屏幕售价仅为580元,价格差距大约在一倍左右。使用Fast LCD替代AMOLED可以降低整体VR头显成本,从而让更多的消费者可以购买VR,进一步扩大VR市场。

  可变焦技术是下一代VR显示技术的发展方向。Oculus团队在2018年5月的F8大会上发布了新的一款名为Half-Dome的VR原型机,该机型搭载了新型可变焦技术。其原理 为依靠眼球跟踪技术追捕捉用户瞳孔特征,并实时计算注视点位置。再通过机械装置完成屏幕的前后移动,从而模拟观察远近不同物体时人眼的屈光调节过程。此外,应用了眼球跟踪技术后,Oculus Half-Dome将FOV提高至140度,大大超过旗下另外两款VR头Rift和Quest的FOV。同时,Half-Dome与其他Oculus产品重量相当。

  VR专用芯片日益成熟,19年7月高通发布支持5G的骁龙855 plus

  终端设备使用方式决定VR芯片。VR根据使用方式,可以分为三种:一体机、外接式和移动式。一体机指的是可独立使用的VR,由于需要进行图像处理,一体机VR头显使用与手机同类型的移动处理器,处理器由CPU与GPU组成。外接式VR是指需要连接电脑或游戏机使用;移动式是指需要用手机作为显示屏进行投放的VR,这两种VR均采MCU(Microcontrol Unit),因为这两类VR不需要在头显中完成图像处理任务。

  凭借成熟的处理器技术,高通垄断一体机VR芯片主流市场。目前VR头显市场中,主流的三种一体机头显,均采用高通骁龙的处理器。其中,Oculus Go采用的是高通骁龙821,Oculus Quest和联想Mirage Solo则搭载的是高通骁龙835。骁龙821是820(2105年11月发布)的升级版,CPU和GPU性能均有加强,主要为满足VR头显对于画面的要求。通过第三方跑分软件安兔兔的数据显示,骁龙821的GPU性能相比820提高12%。

  根据对比高通骁龙芯片发布时间与对应手机发布时间可见,VR头显所使用的芯片通常是约两年前发布的手机处理器芯片。以2018年5月发布的Oculus Go为例,该款VR头显采用的处理器芯片是2016年5月发布的高通骁龙821,而这款处理器芯片在发布初期主要应用于16、17年发布的OPPO、小米的智能手机旗舰款。VR头显芯片暂用手机处理器芯片,而少有厂商推出VR专用芯片,主要因为当前VR头显出货量规模较小。根据ID数据,2018年全球VR/AR头显出货量仅为590万台(VR占比超过95%),仅占全球智能手机出货量(14.04亿台)的0.4%。

  三星移动处理器研发能力强,未来或进军一体机市场。三星自主研发的Exynos9820处理器,与高通骁龙855同期发布且性能接近,这表明三星在移动处理器研发能力较强,能够与高通竞争。但由于三星目前推出的两款VR设备Gear VR以及Odyssey为移动式和外接式VR,均无需搭载GPU的处理器,因而并未在其VR产品上使用Exynos处理器。目前,三星已经在积极进行一体机VR的研发,新品将搭载Exynos处理器。

  外移式VR与移动式VR多采用MCU控制芯片

  意法半导体为MCU主流供货商,Atmel或能进入市场。由于外接式VR与移动式VR头显是通过外接设备成像,其本身不需要进行图像处理,因此通用MCU可满足VR头显的控制需求,无需采用高端处理器芯片。目前市场上主流的外接式与移动式VR多采用使用意法半导体的STM32系列MCU,该系列专门为高性能、低能耗的嵌入式应用设计,与外接式、移动式VR头显需求高度吻合。

  2018年1月,搭载Atmel SAM G55 MCU的HTC Vive Pro发布,打破了意法在VR头显MCU领域的垄断。Atmel已在2016年被MCU 巨头公司微芯科技(Microchip Techology)收购。随着HTC Vive Pro的性能逐步得到用户认可,我们认为,未来微芯科技或旗下Atmel公司均有机会进入VR头显MCU市场,与意法半导体共分VR头显领域的MCU市场份额。

  高通发布骁龙855plus,打造VR与5G相结合的移动平台

  高通18年推出骁龙XR1布局中低端 VR头显。高通在2018年5月正式发布XR1处理器,与传统高通骁龙处理器性能有较大差距,主要定位中低端VR头显。根据高通官网介绍,XR1处理器仅能支持3DoF动态捕捉、为用户提供高质量体验(High quality)。

  高通19年推出支持5G的855 plus VR移动平台。2019年7月高通发布骁龙855 plus移动平台,集成了支持数千兆比特连接的骁龙X24 LTE 4G调制解调器,并通过利用骁龙X50 5G调制解调器和Qualcomm Technologies射频前端解决方案实现5G连接,定位高端VR头显以提供给用户超高流畅、且沉浸感更强的产品体验。

  VR内容逐渐丰富,将提供多场景应用

  游戏端有望成为VR首个大规模应用场景

  Steam游戏平台2018年已推出2867款VR游戏,较16年的600款提高近5倍。目前国内VR游戏用户主要来自线下体验店以及线上社交平台的双向引流,并支持玩家录制分享游戏视频将增强游戏表现力,提高对潜在用户的吸引力。

  随着国内游戏厂商加大在VR行业的投入力度,我们认为更多优质的内容与产品将进入国内市场,有利于提高VR游戏市场中的内容丰富度。根据Steam平台数据,2018年5月发布的爆款游戏Beat Saber,截止2019年1月,销量已超过100万份,带来收入超过2000万美金,为目前最畅销的VR游戏。

  沉浸式教育有助于提高学习效率

  全球信息化教育大时代,教育模式、内容和学习方式正发生深刻的变革。根据黑晶科技官网数据显示,至2025年市场规模将达到7亿美元,VR/AR教育成为焦点已是必然。VR教育的出现能够避免学生在课堂分心。VR将不同学习方法和学生的需求融合到一起,能让学生积极互动并通过切身体验分享对问题的不同看法。这样促进了学生对学习的积极性,提升了思考空间。

  VR提供外科模拟手术培训,并通过环境调节缓解创伤后应激障碍症

  2017年6月,位于美国波士顿的Osso VR公司打造了一个虚拟的手术室,可以在Vive和Rift上运行。外科医生可以在VR中反复练习手术流程,获得更多的经验。在有效减少实操教学成本与风险的同时,加强受训医生及学生的技能熟练程度,提高教学实训效率。突破了医疗行业传统的培训模式,能够构架逼真的进行手术模拟以及教学。此外,VR可以有效缓解创伤后应激障碍(PTSD)。使用VR可以创造一个可控的环境,将PTSD患者置于刺激性的环境中,并系统地控制刺激的程度。

  5G+VR已经在影音直播当中得到应用

  VR+5G直播模式使得场景呈现更真实、清晰。VR全景实时直播对于网络上行、下行宽带和低时延要求极高,5G特点保障了这一要求,使直播画面清晰、流程。2019年2月13日,山东省两会现场布置了专业的VR全景摄像头,对两会现场进行全景视频的采集,利用5G网络回传VR视频源,观众可通过微信公众号观看山东两会的现场直播。

  2019年5月,2019宁夏银川国际马拉松开赛,并通过采用采用了联通5G技术首次实现了5G+VR直播。宁夏联通与宁夏网络广播电视台采用5G网络回传,突破以往平面直播的局限性,实现了360度全景直播,并将现场更清晰、更真实的全景画面呈现给观众。

  信通院预计18-22年全球VR产业规模CAGR超过70%

  2018-2022年预计全球虚拟现实产业规模年均复合增长率超过70%。近几年科技高速发展,推动VR技术的成熟,提高了消费者对于虚拟现实的体验满意度,从而拉动了虚拟现实行业的爆发。根据中国信通院《虚拟(增强)现实白皮书2018》数据,2018年全球虚拟现实市场规模将超过700亿元人民币,同比增长126%;预计2020年全球虚拟现实产业规模将达到2000亿元,对应2018-2022年复合增长率超过70%。

  随着5G商用及VR相关产业技术升级,IDC预计全球VR头显出货将于2023年达到3670万台,对应2019-2023年复合增长达到44%;至2023年全球一体机VR出货量占全球VR出货量比例将达到59%(2017:3.6%)。

  趋成熟,2021年起AR眼镜出货量有望大幅提升

  AR(Augmented Reality),即增强现实,是指在展示摄影机捕捉到的真实场景的同时,通 过图像、视频、3D模型等技术为用户提供虚拟信息,实现真实场景信息的补充与叠加,从而为用户提供超越现实的感官体验。

  AR目前仍以手机和电脑应用为主,光学元件的技术成熟度成为限制近眼显示AR的主要瓶颈。AR产业链分为上游,中游与下游。上游主要为元器件包括芯片,传感器,光学元件,显示屏等零部件,中游为头显、眼镜、手机、车载终端等各种设备,下游则是游戏,电影等内容提供平台。

  根据UCCVR发布的《2018年AR产业白皮书》,目前AR产业链发展尚未成熟,应用与内容展示集中在远距离显示的手机以及PC端;相比之下,近眼显示的AR眼镜市场普及度较低,主因AR眼镜的光学模组元件工艺复杂且成本高昂。

  据IDC预测,2023年全年AR眼镜销量将达到3190万台,对应2019-2023年复合增长率高达169%。AR眼镜的出货量增长将快速拉动下游内容应用制作,以及产品多样性,进一步刺激AR整体市场规模增长。据中国信息通讯研究院预测,2022年全球AR市场规模将达到1416.7亿元,对应2019-2022年复合增速达到79%。

  光学模组为AR眼镜核心元件,光学技术助力行业发展

  光波导为AR眼镜成像的主流解决方案,技术进步有望推动成品降价

  AR眼镜的成像效果决定了用户体验,而镜片的光学系统便是决定AR眼镜成像效果的关键。与VR头显“凸透镜+显示屏”的光学系统不同,AR眼镜的光学系统由图像源器件与显示镜面两个主要配件构成。根据vittimes数据,AR眼镜结构简单,其中光学显示模组成本占AR眼镜总成本的50%左右,可见光学系统的性能AR眼镜的成像效果至关重要。

  根据AR眼镜所用光学原理不同,图像源器件和显示镜面有多种组合,常见方案主要为以下4大类,其中光波导(Waveguide)与全息反射投影是AR行业内使用最多的两种光学显示镜面,但也是量产难度最高的两种技术。

  2012年发布的Google Glass采用棱镜+LCoS(硅基液晶)的成像方式,支持15度视场(FOV),导致用户视野大幅受限;加之该款产品价格较高且定位不明确,所以在推出之后未取得用户认可。2015年1月,微软发布HoloLens眼镜,通过采用光波导技术将FOV提高至30度,扩大了用户的视野范围,并通过硬件的加强提升用户体验。2019年2月,微软发布升级版AR眼镜HoloLens2,将FOV进一步提升至52度,并搭载4颗800万像素摄像头,提供2K分辨率显示器,进一步优化用户视觉体验。

  随着采用光波导技术的HoloLens 1、2以及Magic Leap One产品问世,光波导逐渐被视为满足AR眼镜成像需求的主流解决方案,这主要是因为光波导能够实现光的全反射,即光机完成成像后,将光耦合进入波导的玻璃基底,通过“全反射”原理将光传输到眼镜前方,再释放出来。光波导的“全反射”在保证成像清晰、图像对比度高的基础上,还能为用户提高较大的视场角(Field of View,FOV)。

  光波导在技术原理上满足了AR眼镜的成像需求,但其生产工艺复杂且良率低所造成的高成本,又成为众多厂商选择光波导生产AR眼镜的阻碍。而相比之下,光学棱镜的制作工艺较为简单,且技术成熟度高,因此价格较低,目前在AR眼镜中仍有广泛应用。通过对比2016-18年发布的四款AR眼镜可以看出,采用光波导技术的HiAR G100售价高达1699元,而采用棱镜作为光学系统等Active One与Halomini售价分别为7000元和4388元,明显低于HiAR G100。

  光波导镜片研发技术成熟度不断提高,量产将推动生产成本下降

  光波导镜片根据原理及生产工艺可分为阵列、表面浮雕以及全息体光波导。光波导镜片成像原理有几何反射和衍射光栅两类,对应阵列光波导以及衍射光栅光波导。其中,衍射光栅光波导由于衍射元件类型不同可以分为表面浮雕光栅光波导以及全息体光栅光波导。

  2016年后光波导市场玩家不断增多,并已有多家公司布局镜片量产,生产成本有望持续下降。随着AR市场的成熟,多家厂商都开始进行光波导技术的研发,包括初创企业如灵犀微光、珑璟光电、Magic Leap和DigiLens等,以及传统光学巨头如Sony、肖特等。此外,由于技术成熟度较高,目前已有两家公司与国内上市公司合作进行光波导镜片量产,分别为Waveoptics与歌尔合作,肖特与水晶成立子公司晶特负责光波导镜片量产。因此,随着玩家数量不断增多叠加量产能力提升,未来光波导镜片生产成本将继续下,从而推动向C端更快普及。

  Micro LED或将成为AR图像源器件“救世主”

  显示亮度过低,难以在阳光下直接使用,为目前光波导方案另一普及障碍。光波导方案有两个配件组成,其一为光波导镜片,另一个就是图像源器件。传统的图像源器件主要为LCoS(硅基液晶),但由于刷新率难以达到200Hz以上,导致“拖尾”现象严重,影响用户正常使用。因此,为了避免“拖尾”现象,AR产品牺牲了较多的亮度以避免该问题,导致光波导成像较暗仅有3-400奈特亮度,难以在阳光下直接使用,成为光波导普及的障碍之一。

  Micro LED解决屏幕亮度过低问题,提高用户体验,推动AR向C端普及。据映维网报道,Micro LED技术是传统LCD屏幕亮度的30倍,能够大幅提高光波导显示亮度。若在现有的刷新率以及光波导技术上,可以将亮度提高至5000耐特以上,完全满足阳光下直接显示所需的2000奈特以及人眼习惯的,亮度大幅提高能够助力AR眼镜向C端发展。

  受成本及亮度限制,AR现阶段主要应用于B端

目前AR眼镜主流产品HoloLens,受限于光波导方案价格较高导致产品价格在3000美金左右,仅能在工业中使用,例如动画设计以及维修等。我们认为,未来随着波导镜片量产成本下降,以及Micro LED技术成熟,AR眼镜将向C端普及。

VR/AR相关上市公司概览

歌尔股份(002241.sz)

歌尔成立于2001年,主要从事声光电精密零组件、声学智能整机、智能硬件等设备的研发、制造和销售。歌尔自16年开始独家代工索尼PSVR及Oculus,同年VR中高端产品出货量占全球70%以上,自制零部件占比达30%。除发挥扬声器、麦克风等声学配件技术优势外、歌尔还掌握了VR专用的菲涅尔透镜技术、AR眼镜当前主流但量产难度高的光波导技术。根据公司官网,2018年11月,歌尔与全球领先的衍射光波导元件企业WaveOptics签订独家代工协议,标志着歌尔在AR领域的布局进一步深化。

水晶光电(002273.sz)

水晶成立于2002年,是我国领先的精密光电薄膜元件供应商。经过多年来在光学领域的积累,水晶已具备行业领先的镀膜技术,根据五方光电招股说明书及水晶18年滤光片销量,我们计算得出水晶2018年在全球红外截止滤光片市场市占率达27.0%,居全球第一。同时,水晶也是全球仅次于VIAVI具备窄带滤光片量产能力的公司。公司在2009年设立晶景光电研发微投影,开始布局AR/VR行业。随后,水晶通过外延投资深化AR关键技术卡位,于16年投资全球阵列光波导技术的标杆企业Lumus,并与全球著名玻璃供应商肖特成立合资公司晶特生产成像晶圆材料,实现AR产业从材料到技术的全面布局。

京东方A(000725.sz)

京东方成立于1993年,是一家为信息交互和人类见你康康提供智慧端口从产品和专业服务的物联网公司,其产品广泛应用于手机、电脑、电视、VR/AR、可穿戴设备以及各类数字信息显示设备。根据年报信息,京东方18年创新应用出货面积同比增长约110%,其中电子标牌、拼接、电子标签、穿戴及VR/AR等5个细分市场市占率突破20%。根据elecfans数据,京东方现已推出响应时间小于5ms的高分辨率Fast LCD面板,其成本显著低于AMOLED,并成为华为VR2、Oculus Go、小米VR一体机、爱奇艺4K一体机的面板供应商。根据京东方官网数据,2018年其VR显示模组出货量已达100万片,涉及VR整机超过 20款。

韦尔股份(603501.sh)

韦尔股份成立于2007年,目前主要从事分立器件和电源管理IC等半导体产品的研发设计及分销业务,产品在移动通信、车载电子、安防、网络通信、家用电器等领域。根据公司年报,韦尔采用CMOS工艺设计的产品性能与国外竞争度受的锗硅工艺产品性能持平,但成本远低于国外公司,有望成为CMOS图像传感器领域进口替代的核心受益者,而VR/AR行业的快速发展将同样为韦尔股份带来CMOS图像传感器的增量需求。

苏大维格(300331.sz)

苏大维格成立于2001年,主要从事微纳结构产品的设计、开发与制造,以及高端智能制造的技术研发服务。根据年报披露,公司目前正致力于裸眼3D光场显示的研发,同时利用公司具有的新一代AR核心器件技术能力和专业积累,推进下一代计算平台AR的产业化应用。

利亚德(300296.sz)

利亚德成立于1995年,是专业从事LED应用产品研发、设计、生产、销售和服务的高新技术企业。2017年2月,利亚德通过收购NP公司获得全球领先的光学动作捕捉技术,将视觉效果解决方案拓展到VR/AR领域,包括大力发展合作伙伴开展新型业务如智慧教室、影视预演、工业仿真、虚拟演播室等,并逐步培育C端业务发展VR综合体验馆等业务。根据公司年报,2018年利亚德实现VR收入3.37亿元,净利润1.19亿元。

联创电子(002036.sz)

联创成立于1998年,致力于发展光学镜头及影像模组、触控显示器件等新型光学光电子产业,产品可广泛应用于智能终端、智能汽车、智慧家庭、VR/AR等领域。根据公司年报,联创可满足VR/AR行业以全景相机、VR头盔、AR眼镜等影响输入、输出设备实现拍摄、人机交互、显示所需的高清广角镜头及摄像模组市场需求。目前,联创在VR/AR领域已为国际知名的MR公司、M公司研制的投影镜头稳定量产出货,并在全景摄影机领域,通过折返光学系统形成技术优势将产品线由全景镜头扩展到全景影响模组,成为Insta360全景影像模组的第一供应商。

汇顶科技(603160.sh)

汇顶成立于2002年,主要提供移动智能终端所需的人机交互和生物识别解决方案。根据公司18年年报,汇顶已成为全球安卓手机市场出货量排名第一的指纹芯片供应商。目前生物识别主要用在智能手机前置、后置摄像头,已实现人脸识别解锁/支付和拍照效果增强等功能,未来有望向智能驾驶、智能家居、可穿戴设备、VR/AR以及工业应用等场景延伸。汇顶积极开展在3D人脸识别技术研究创新并已取得重大进展。

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